专利名称：一种制备铜铬黑颜料的方法
技术领域：
本发明涉及一种铜铬黑颜料的生产方法。
背景技术：
铜铬黑颜料的生产方法已为大家所熟知。生产铜铬黑颜料主要方法有传统的固相法和一些旧的化学方法。传统的固相工艺(具体工艺流程图见图1)主要是利用氧化铜和氧化铬经过球磨混合、干燥、煅烧、半成品球磨、水洗、干燥、成品。该方法合成的颜料由于各种原料粒径以及球磨机性能的限制，即使经过长时间的球磨也无法充分混勻，反应物间接触面积小、反应活性低，使得合成温度高，一般需在1200摄氏度以上，煅烧后颜料结块严重、粒度较粗且分布不均勻；从而需要再次对煅烧后半成品进行较长时间的球磨，球磨过程中会使颜料的铬酸铜晶体破坏，降低颜料的耐酸性，此时球磨还会混入一些杂质而影响颜料的纯度，需要进行水洗干燥等工序才能制得成品。此外球磨后的颜料粒径也只能达到 8-10微米，不能满足塑料、涂料等对颜料粒径的要求，严重限制了其使用范围。而化学方法包括水热法、微乳液法、溶胶凝胶法等。这些方法合成的粒度虽然较细，但存在合成需要的原材料昂贵，工艺复杂，对设备的要求高，反应时需要高温高压，反应时间长等缺点，不利于实现工业化生产。
发明内容
本发明采用共沉淀法制备铜铬黑颜料，主要利用硝酸铜和硝酸铬的可溶性以及溶液的均一性，使得铜离子与铬离子充分混合。其工艺流程如图2所示。1、其原料配方为五水硫酸铜250g，九水硝酸铬340_460g，聚乙二醇27_37g，无水酒精170-230ml，水1000ml，0. 5mol/l氢氧化钠溶液适量；其工艺过程为首先按配方往带搅拌杆的反应釜中加入硝酸铜、硝酸铬、聚乙二醇、适量的水，然后以较快的速度搅拌使反应物全部溶解，再往溶液中缓慢加入0. 5摩尔每升氢氧化钠溶液并检测溶液PH值，随着溶液PH值的升高不断有氢氧化铜和氢氧化铬沉淀产生，产生的沉淀均勻的被吸附在聚乙二醇胶体的表面，反应过程中不断测溶液PH值，等到溶液PH值稳定在7-8之间时停止加氢氧化钠并降低搅拌速度，便于沉淀物被吸附在聚乙二醇胶体上；慢搅0. 5-2个小时后，把溶液抽入压滤机进行压滤水洗，等到水溶性盐(主要是钠离子、硝酸根离子)洗干净后，再用无水酒精洗涤，然后将滤饼进入烘房于50摄氏度以下烘干；烘干出来的物料装入匣钵在 800-900摄氏度下煅烧0. 5-2小时，出炉冷却得到非常蓬松、平均粒径1-1. 5微米的铜铬黑颜料。因进煅烧工序前的半成品的可溶性盐已经被洗涤干净，所以煅烧后颜料就不需要再水洗了。本发明利用液相反应，减少了反应物球磨工序，沉淀反应过程中各种反应物充分接触，增加了反应物之间的接触面积(基本上达到了分子级程度)，加大了反应活性，只要在800-900摄氏度下煅烧就可以了，煅烧后颜料不含水溶性盐且颜料很蓬松、比重轻，可以省去煅烧后的水洗跟球磨工序，节约大量的水电资源。缩短了颜料的生产周期，比传统方法要节省1/3的时间，提高了生产效率，很符合国家对节能减排的要求。反应物中不加分散剂时随着反应中沉淀物的生成，氢氧化铜和氢氧化铬会互相之间利用氢键的作用力相互吸引而发生团聚，产生大的分子团，煅烧时这些大分子团会在高温下形成大的晶体，使得颜料粒径变大而且粒径分布很不均勻，影响颜料性能。在加入分散剂的体系中，进行反应时聚乙二醇均勻的分散在溶液中，成一个个树状的胶体，比表面积很大。反应生成的沉淀物通过搅拌，可以很均勻的被吸附在聚乙二醇胶体的表面。由于聚乙二醇胶体一个部位能吸附的沉淀一定，可以减少沉淀过程中的团聚。在煅烧阶段较低温度时聚乙二醇就会变成二氧化碳和水挥发掉，煅烧时各个部位反应物浓度相对均勻，反应速度相当，最后形成的晶体粒径很小，粒径分布集中。压滤水洗后反应物需要进行烘干再进入煅烧工序，若不用无水酒精洗涤直接进烘房则需要在90-110摄氏度之间进行干燥，在烘料阶段温度较高时半成品会结成很硬的块状，进煅烧工序时，各个反应点的物料密度、接触面积都会不同，反应活性也不同， 会使所得颜料的粒径分布很不集中，且产生大颗粒颜料，影响产品性能。压滤水洗后用无水酒精洗涤，利用无水酒精跟水的互溶性，以及酒精的低沸点，在低于50摄氏度下烘干物料， 酒精挥发时会带走水分，能在低温下将半成品烘干，此时烘干的半成品粒径在200nm左右， 反应活性很高，且反应物各个点的固相反应很均勻，所得颜料粒径细且分布很集中。该办法很好的解决了产物在干燥阶段团聚。压滤洗涤的酒精，可以通过回收滤液，进行回收再利用。本方法生产的铜铬黑颜料，是一种铜铬氧化物混相黑色颜料，通过紧密结合在主晶格里的金属失去了它们的化学、物理学上的特性。这一点对含有铬的氧化物的情况很重要，铬是三价的，无毒，这与六价铬正好相反，不同的毒 物学研究都证明了其对人类与环境的无毒性。该颜料完全不溶，呈化学惰性，具有非常优异的耐高温、耐光牢度和耐候等性能， 且不透明。铜铬黑则具有尖晶石型的晶体结构，因而化学性能非常稳定，也同样具有其它各种优异的牢度。与树脂具有良好的相容性，在几乎所有的有机和无机溶剂中不渗色、不迁移，其耐光性、耐候性、耐高温性、耐酸耐碱性均达到最高级，即使在用白色颜料冲淡时也对光，热，气候和化学品也同样具有优良牢度。因而其特别适用于对耐光性、耐候性、耐温性等要求高的氟碳涂料等制品。因此颜料具有极好的耐化学腐蚀性，户外耐候性，热稳定性，耐光性，并具有无渗透性，无迁移性；建议应用于RPVC、聚烯烃、工程树脂、涂料和一般工业、 卷钢业及挤压贴胶业用油漆，还可用于基于有机硅的高温涂料等。
图1是生产铜铬黑颜料传统固相法工艺流程图；图2是本发明生产铜铬黑颜料工艺流程图。
具体实施例方式共举3个实施例其原料配方为
-配方I例1I例2I例3 与硫酸铜的重量倍数
五水硫酸铜(g)__250250250__
九水硝酸络(g)340400460 1. 36-1.84 倍
权利要求
1. 一种制备铜铬黑颜料的方法，其特征在于①其原料配方为五水硫酸铜250g，九水硝酸铬340-460g，聚乙二醇27_37g，无水酒精 170-230ml，水1000ml，0. 5mol/l氢氧化钠溶液适量；②其工艺过程为首先按配方往带搅拌杆的反应釜中加入硫酸铜、硝酸铬、聚乙二醇、 适量的水，然后以较快的速度搅拌使反应物全部溶解，再往溶液中缓慢加入0. 5摩尔/升氢氧化钠溶液并检测溶液PH值，随着溶液PH值的升高不断有氢氧化铜和氢氧化铬沉淀产生， 产生的沉淀均勻的被吸附在聚乙二醇胶体的表面，反应过程中不断测溶液PH值，等到溶液 PH值稳定在7-8之间时停止加氢氧化钠并降低搅拌速度；慢搅0. 5-2个小时后，把溶液抽入压滤机进行压滤水洗，等到水溶性盐洗干净后，再用无水酒精洗涤，然后将滤饼进入烘房于50摄氏度以下烘干；烘干出来的物料装入匣钵在800-900摄氏度下煅烧0. 5-2小时，出炉冷却得到非常蓬松、平均粒径1-1. 5微米的铜铬黑颜料。
全文摘要
本发明涉及一种制备铜铬黑颜料的无机合成方法。其原料配方为五水硫酸铜250g，九水硝酸铬340-460g，聚乙二醇27-37g，无水酒精170-230ml；该方法解决了传统方法生产的铜铬黑颜料颗粒大、粒径分布不集中的问题，简化了生产步骤，降低了煅烧温度，且比有机颜料高温稳定性好，应用范围广。
文档编号C09D7/12GK102153891SQ201110007770
公开日2011年8月17日 申请日期2011年1月14日 优先权日2011年1月14日
发明者刘嵋苓 申请人:邵阳县彩鑫制釉有限公司