專利名稱：納米鈷藍顏料的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種納米鈷藍的制備方法，屬于納米尖晶石型顏料的合成技術。
背景技術：
鈷藍是重要的尖晶石型彩色無機顏料，是具有尖晶石結(jié)構(gòu)的復合氧化物。廣義上講，尖晶石型復合氧化物是其最簡式中由其組成的各陽離子的正氧化值的總和為+8，而負氧化值-8由4個-2的氧提供的一類復合氧化物。如化學式最簡單的鈷藍可用下式表示CoAl2O4，也可稱為鋁酸鈷藍。實際應用時，其中的陽離子可以被某些不同種、不同數(shù)目的陽離子取代，從而可以制備不同深淺或不同色調(diào)的混相顏料。
鈷藍顏料與其它藍色顏料相比，其顯著特點是具有很好的耐熱性、耐光性、耐候性和耐化學品性，廣泛應用于耐高溫涂料、塑料、陶瓷、搪瓷、玻璃等著色及美術顏料等領域。尤其在要求超耐久性(特別是超保色性、保光性和抗粉化性)系統(tǒng)中則更要使用這種顏料。但普通的鈷藍顏料雖有很好的耐熱性、耐光性、耐候性和耐化學品性的耐性，但由于其粒度分布寬，粒子較大而且較硬，所以并不具備較好的顏料性能，目前這類顏料的品種少，質(zhì)量也急待提高。納米鈷藍具有較優(yōu)良的性能，這種高檔顏料可用于超耐久型涂料和工程塑料的著色；另外還具有某些特殊用途，例如應用于要求高透光率的汽車燈具用涂料中，應用于彩色電視機CRT顯象管中熒光體的著色等。因此國際上一些著名的公司，如美國的sheoherd color公司、Harshaw Chemical公司，德國的拜耳公司、BASF公司，英國的Blythe Colours公司以及日本的大日精化公司等，都生產(chǎn)這種附加價值甚高的無機顏料。
我國尚無高級的納米鈷藍產(chǎn)品。高檔的納米鈷藍尚需進口，但由于其合成工藝復雜，能耗高，因此價格昂貴，限制了使用。
鈷藍傳統(tǒng)的制備方法大多采用干法，即原料混勻后直接固相高溫煅燒的制備方法。其缺點是煅燒的溫度高，能耗高，制得的顏料粒徑大，粒度分布不均勻，顏色發(fā)暗?，F(xiàn)有的方法與傳統(tǒng)的方法不同，是先將反應物經(jīng)液相沉淀制得前驅(qū)物，再經(jīng)高溫煅燒的制備過程(濕法)，用濕法所制顏料雖然性能有所提高，顏色較為鮮明，但粒徑仍有幾百納米，達不到高檔產(chǎn)品的使用要求。為減小粒徑，可進一步采用高能球磨的方法，但能耗更高，還可能引入雜質(zhì)，并且進行極度地球磨，還有可能發(fā)生部分力學化學反應。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種納米鈷藍的制備方法，該方法具有工藝較簡單、能耗較低的特點。
本發(fā)明是通過下述技術方案加以實現(xiàn)的。一種納米鈷藍的制備方法，其特征在于包括以下步驟1.將硫酸鈷與硫酸鋁、氯化鉻和四氯化鈦按物質(zhì)的量的比為1∶(0.5～2)∶(0～3)∶(0～0.3)混合加水攪拌溶解，水溶液升溫至40～80℃，加入3mol·L-1的NaOH溶液調(diào)節(jié)水溶液pH值為8～10，攪拌反應，陳化1～4小時，將沉淀和清液分開，并水洗沉淀物，制得沉淀物漿料；2.將步驟1制得的沉淀物漿料在160～260℃下水熱培育1～8小時，制得液相水熱培育物料；3.將步驟2制得的液相水熱培育物料經(jīng)減壓過濾、80～100℃干燥、放入研缽中研細，在900～1200℃進行固相高溫晶化1～8小時，得到納米鈷藍產(chǎn)品。
本發(fā)明的優(yōu)點在于由于采用液相水熱培育與固相高溫晶化的兩步法合成技術，以達到高溫晶化后粒子為納米級的目的，所制得鈷綠顏料粒徑小，平均粒徑為30～80nm，且生產(chǎn)工藝較簡單，能耗相對較低，產(chǎn)品純度高。。


圖1為本發(fā)明實施例1所制納米鈷藍的TEM照片。
具體實施例方式
實施例1稱取84.3克硫酸鈷和199.8克硫酸鋁，加水攪拌溶解，升溫至80℃時，加入3mol·L-1的NaOH溶液至pH值為9，陳化2小時，將沉淀和清液分開，并水洗沉淀物，將沉淀物漿料在220℃下水熱培育6小時；將培育物料減壓過濾、80℃下干燥、放入研缽中研細，在1000℃晶化4小時，得到產(chǎn)品，產(chǎn)率93％，平均粒徑為50nm。
實施例2稱取84.3克硫酸鈷，139.9克硫酸鋁，127.7克氯化鉻，5.7克TiCl4(從所購其溶液的密度折合)，加水攪拌溶解，升溫至80℃時，加入3mol·L-1的NaOH溶液至pH值為9，陳化2小時，將沉淀和清液分開，并水洗沉淀物，將沉淀物漿料在240℃下水熱培育4小時；將培育物料減壓過濾、80℃下干燥、放入研缽中研細，在1100℃晶化4小時，得到產(chǎn)品，產(chǎn)率93％，平均粒徑為50nm。
實施例3
稱取84.3克硫酸鈷，99.9克硫酸鋁，199.5克氯化鉻，11.4克TiCl4(從所購其溶液的密度折合)，加水攪拌溶解，升溫至80℃時，加入3mol·L-1的NaOH溶液至pH值為9，陳化2小時，將沉淀和清液分開，并水洗沉淀物，將沉淀物漿料在240℃下水熱培育4小時；將培育物料減壓過濾、80℃下干燥、放入研缽中研細，在1100℃晶化4小時，得到產(chǎn)品，產(chǎn)率93％，平均粒徑為50nm。
權利要求
1.一種納米鈷藍的制備方法，其特征在于包括以下步驟1).將硫酸鈷與硫酸鋁、氯化鉻和四氯化鈦按物質(zhì)的量之比為1∶(0.5～2)∶(0～3)∶(0～0.3)混合加水攪拌溶解，水溶液升溫至40～80℃，加入3mol·L-1的NaOH溶液調(diào)節(jié)水溶液pH值為8～10，攪拌反應，陳化1～4小時，將沉淀和清液分開，并水洗沉淀物，制得沉淀物漿料；2).將步驟1)制得的沉淀物漿料在160～260℃下水熱培育1～8小時，制得液相水熱培育物料；3).將步驟2)制得的液相水熱培育物料經(jīng)減壓過濾、80～100℃下干燥、放入研缽中研細，在900～1200℃進行固相高溫晶化1～8小時，得到納米鈷藍產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種納米鈷藍的制備方法，屬于納米尖晶石型顏料的合成技術。該方法包括以下步驟將硫酸鈷與硫酸鋁、氯化鉻和四氯化鈦按物質(zhì)的量的比為1∶(0.5～2)∶(0～3)∶(0～0.3)混合加水攪拌溶解，然后升溫，加入氫氧化鈉溶液至pH值為8～10，攪拌反應、陳化、水洗沉淀物，沉淀物漿料在160～260℃下水熱培育，再將液相水熱培育物料經(jīng)過濾、干燥、粉碎，在900～1200℃進行固相高溫晶化制得納米鈷藍產(chǎn)品。本發(fā)明的優(yōu)點在于，由于采用液相水熱培育與固相高溫晶化的兩步法合成技術，以達到高溫晶化后粒子為納米級的目的，所制得鈷藍顏料粒徑小，粒徑平均為30～80nm，且生產(chǎn)工藝較簡單，能耗相對較低。
文檔編號C09C1/62GK1831047SQ20061001352
公開日2006年9月13日 申請日期2006年4月24日 優(yōu)先權日2006年4月24日
發(fā)明者楊桂琴 申請人:天津大學