技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于陶瓷裝飾用色料領(lǐng)域，具體涉及一種鈣摻雜鋁酸鈷新型藍色納米色料及其制備方法。
背景技術(shù)：
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鈷藍晶體屬于尖晶石結(jié)構(gòu)，其最簡化學(xué)分子式為coal2o4，也稱為鋁酸鈷。鈷藍顏料的耐溫性達1200～1400℃，這是一般顏料望塵莫及的；同時，它具有極好的遮蓋力、較強的著色力和分散性；優(yōu)異的戶外耐光性、耐侯性、耐高溫性；良好的耐酸、耐堿、耐各種溶劑及化學(xué)腐蝕性；并且具有無滲性，無遷移性；且與大多數(shù)熱塑性、熱固性塑料具有良好相容性；還具有反紅外功能，廣泛應(yīng)用于卷鋼涂料、工程塑料、防偽涂料及屋頂隔熱涂料中。然而，近年來由于稀有礦物資源的進一步匱乏，在成本方面很大程度上制約了現(xiàn)有的鈷藍色料的發(fā)展，因此，研發(fā)新型高性能無機藍色色料迫在眉睫。目前，通過摻雜改性金屬離子能夠很好地控制成本，同時可以不同程度的改善色料的反射率，從而滿足不同的色彩需求。鈣離子作為一種增白劑，能夠在很大程度上提升色料的白度和色度，并且鈣離子可以充當(dāng)?shù)V化劑的作用，降低色料的燒成溫度，極大程度上的節(jié)約成本，具有廣闊的市場前景。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
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發(fā)明目的：本發(fā)明的第一個目的為了公開一種鈣摻雜鋁酸鈷新型藍色納米色料，本發(fā)明的第二個目的為了公開一種鈣摻雜鋁酸鈷新型藍色納米色料的制備方法。
技術(shù)方案：一種鈣摻雜鋁酸鈷新型藍色納米色料，其特征在于，包括以下化學(xué)通式：co1-xcaxal2o4(0＜x＜0.9)，即co∶al∶ca的摩爾比為(1-x)份∶2份∶x份(0＜x＜0.9)。
一種鈣摻雜鋁酸鈷新型藍色納米色料的制備方法，包括以下步驟：
(1)首先，按co∶al∶ca的摩爾比(1-x)份∶2份∶x份(0＜x＜0.9)分別稱取相應(yīng)量的硝酸鈷、硝酸鋁、硝酸鈣，分別加入到100～200ml的蒸餾水中混合溶解，連續(xù)攪拌使固體完全溶解，得到混合均勻的溶液；
(2)其次，在溶膠濃度為6.5～8％范圍內(nèi)，按丙烯酰胺：n，n’-亞甲基雙丙烯酰胺的摩爾比為(18～23)份∶1份分別稱取丙烯酰胺和n，n’-亞甲基雙丙烯酰胺粉體，加 入到上述步驟(1)所制備的溶液中，連續(xù)攪拌1～3h，使固體完全溶解得到混合均勻的溶液；
(3)稱取過硫酸銨，其用量為步驟(1)混合溶液的7～15％(w/v)，量取n，n，n’，n’-四甲基乙二胺，其用量為步驟(1)混合溶液的1～5％(v/v)，然后將稱取的過硫酸銨和量取的n，n，n’，n’-四甲基乙二胺分別加入到步驟(2)的混合溶液中，攪拌混合均勻后，在30～60℃下靜置0.5～2h，形成凝膠；
(4)將上述步驟(3)所制備的凝膠放置于80～150℃烘箱中干燥2～5h，得到干凝膠，將得到的干凝膠粉碎即得到前驅(qū)體粉體；
(5)將步驟(4)所得到的前驅(qū)體粉體放入坩堝內(nèi)并將坩堝置于電爐中，加熱至800～1000℃并煅燒1～3h，然后自然冷卻至室溫，即得到鈣摻雜鋁酸鈷新型藍色納米色料。
有益效果：摻雜了鈣離子，ca2+可以改善色料的亮度和色度，同時，ca2+摻雜能夠加強對一定波長范圍內(nèi)紫外光的反射能力。采用聚丙烯酰胺凝膠的研究方法在于提供了一種分子水平級上的金屬離子溶解在聚合網(wǎng)狀，使制得的粉體晶型穩(wěn)定，顆粒分布均勻，且粒徑在100nm以內(nèi)。這種生產(chǎn)工藝能耗相對較低，本方案制備的鈷藍色料的色度分布均勻、粒徑小，平均粒徑在20～60nm，并且可以很大程度上降低生產(chǎn)成本，減少對環(huán)境的危害。
具體實施方式：
下面對本發(fā)明的具體實施方式詳細說明。
實施例1
(1)按co∶al∶ca的摩爾比0.8∶2∶0.2分別稱取2.32g六水合硝酸鈷、7.50g九水合硝酸鋁和0.47g四水合硝酸鈣，然后加入100ml蒸餾水中混合溶解，連續(xù)攪拌使固體完全溶解，得到混合均勻的溶液；
(2)其次，按摩爾比22∶1分別稱量6.65g的丙烯酰胺和0.65g的n，n’-亞甲基雙丙烯酰胺粉體，加入到步驟(1)所制備的混合溶液中，連續(xù)攪拌1h，使固體溶解完全得到混合均勻的溶液；
(3)稱取過硫酸銨8g和量取n，n，n’，n’-四甲基乙二胺1ml分別加入到步驟(2)的混合溶液中，攪拌混合均勻后，在30℃下靜置2h，形成凝膠；
(4)將步驟(3)所制備的凝膠放置于100℃烘箱中干燥3h，得到干凝膠，將得 到的干凝膠粉碎即得到前驅(qū)體粉體；
(5)將步驟(4)所得到的前驅(qū)體粉體放入坩堝并將坩堝置于電爐中，加熱至800℃并在該溫度煅燒3h，然后自然冷卻至室溫，即得到鈣摻雜鋁酸鈷新型藍色納米色料。
本實施例所制備的鈣摻雜鋁酸鈷新型藍色納米色料的平均顆粒尺寸為47.8nm；l*為46.49，a*為-3.45，b*為-13.61。
實施例2
(1)按co∶al∶ca的摩爾比0.5∶2∶0.5分別稱取1.46g六水合硝酸鈷、7.50g九水合硝酸鋁和1.18g四水合硝酸鈣，然后加入150ml蒸餾水中混合溶解，連續(xù)攪拌使固體完全溶解，得到混合均勻的溶液；
(2)其次，按摩爾比20∶1分別稱量6.59g的丙烯酰胺和0.71g的n，n’-亞甲基雙丙烯酰胺粉體，加入到步驟(1)所制備的混合溶液中，連續(xù)攪拌1.5h，使固體溶解完全得到混合均勻的溶液；
(3)稱取過硫酸銨15g和量取n，n，n’，n’-四甲基乙二胺3ml分別加入到步驟(2)的混合溶液中，攪拌混合均勻后，在40℃下靜置1h，形成凝膠；
(4)將步驟(3)所制備的凝膠放置于120℃烘箱中干燥2h，得到干凝膠，將得到的干凝膠粉碎即得到前驅(qū)體粉體；
(5)將步驟(4)所得到的前驅(qū)體粉體放入坩堝并將坩堝置于電爐中，加熱至900℃并在該溫度煅燒2h，然后自然冷卻至室溫，即得到鈣摻雜鋁酸鈷新型藍色納米色料。
本實施例所制備的鈣摻雜鋁酸鈷新型藍色納米色料的平均顆粒尺寸為30.6nm；l*為48.07，a*為-2.85，b*為-18.03。
實施例3
(1)按co∶al∶ca的摩爾比0.2∶2∶0.8分別稱取0.58g六水合硝酸鈷、7.50g九水合硝酸鋁和1.89g四水合硝酸鈣，然后加入200ml蒸餾水中混合溶解，連續(xù)攪拌使固體完全溶解，混合均勻溶液；
(2)其次，按摩爾比18∶1分別稱量6.51g的丙烯酰胺和0.79g的n，n’-亞甲基雙丙烯酰胺粉體，加入到步驟(1)所制備的混合溶液中，連續(xù)攪拌2h，，使固體溶解完全得到混合均勻溶液；
(3)稱取過硫酸銨12g和量取n，n，n’，n’-四甲基乙二胺3ml分別加入到步驟(2)的混合溶液中，攪拌混合均勻后，在60℃下靜置0.5h，形成凝膠；
(4)將步驟(3)所制備的凝膠放置于100℃烘箱中干燥2h，得到干凝膠，將得到的干凝膠粉碎即得到粉體前驅(qū)體；
(5)將步驟(4)所得到的粉體前驅(qū)體放入坩堝并將坩堝置于電爐中，加熱至1000℃并在該溫度煅燒1h，然后自然冷卻至室溫，即得到鈣摻雜鋁酸鈷新型藍色納米色料。
本實施例所制備的鈣摻雜鋁酸鈷新型藍色納米色料的平均顆粒尺寸為28.6nm；l*為64.43，a*為0.01，b*為-36.51。
本發(fā)明并不限于上述實施方式，在所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。