专利名称：包核铬黄颜料及其生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及涂料，是一种包括核铬黄颜料及该颜料的生产工艺。
在黄色颜料中铬黄由于具有色泽鲜艳，着色力与遮盖力高，耐酸、耐溶剂等特点，一直在生产和使用中居重要地位。但铬黄颜料需要耗用大量的铅、铬资源，而且铬黄有毒。为了节省资源，减少污染，人们研究出可大量减少颜料用量，以惰性物质为颜料核，以着色粒子为外壳(颜料壳)的包核颜料。从题目为“包核铬黄颜料”(见《涂料工业》杂志，1982年第4期P11～13)的文章中可知国内外有关包核颜料的制造方法“通常采用球磨研磨惰性物质以增加其活性，然后用种种方法进行包覆，或者把包覆物与惰性物一起研磨，再经煅烧等使包覆层(着色粒子)牢牢地附着在核心上”。由机械研磨方法制出的包核颜料是依靠在长时间研磨过程中提高核心材料表面的物理吸附力(即范德化引力)，以使着色粒子能吸附在核心材料的表面。这种以机械研磨提高表面活性的方法需要大量的研磨设备，并且研磨需花费很长的时间。
故此，本发明的目的在于提出了一种由化学方法提高颜料核表面活性，并使颜料粒子在化学力的作用下能够牢固锚固在颜料核表面上形成颜料壳的包核铬黄颜料，以及相应的生产工艺。
为实现上述目的，本发明技术解决方案提出了一种具有由表面活性介质形成的活性介质层的包核铬黄颜料和用于制造该颜料的一种生产工艺。
一、本发明所述的包核铬黄颜料，其颜料粒子均是一种具有三层结构的颜料粒子，这三层结构分别为内层是颜料核，中间层是包覆在颜料核表面的活性介质层，外层是包覆在活性介质层外表面的颜料壳。其中1、所述的颜料核(或称基体)是一种粒径小于4.5μ，在合成中不与着色颜料组分发生影响色光的化学反应的惰性物质颗粒。这些惰性物质颗粒是天然的无机矿粉或人造的碳酸钙、硫酸钡、白炭黑等，无机矿粉包括有高岭土、伊莱石、叶腊石、滑石、云母、硅灰石、石英。使用时采用一种或一种以上的上述惰性物质的混合物。
2、所述的活性介质层是指采用化学方法将微晶或非晶型不溶性盐水合物作为表面活性介质均匀地包覆在颜料核表面形成的具有活性的微晶或非晶型不溶性盐水合物活性介质层，这里所述的表面活性介质是指由钙、镁、锌、铝、钛、锆、锑、锡的可溶性金属盐中的一种或一种以上的可溶性金属盐与磷酸盐、酸式磷酸盐、硼酸硼酸盐、硅酸盐、碳酸盐、钼酸盐、钨酸盐的可溶性盐中的一种或一种以上的可溶性盐反应形成(生成)的微晶或非晶型不溶性盐水合物。
3、所述的颜料壳是指由铬黄着色粒子形成的铬黄颜料壳层。
二、用于生产本发明所述的包核铬黄颜料的一种生产工艺方法，其特征在于在现有铬黄颜料生产工艺的基础上增设了制浆、颜料核表面活化处理制活性介质层和合成包核颜料三道主要工序。整个生产工艺流程为制浆→颜料核表面活化处理制活性介质层→合成包核颜料→颜料表面改性处理→过滤→洗涤→干燥→粉碎→成品。其中1、所述的制浆工艺是将作为颜料核的惰性物质颗粒粉料加入水中制成浆料(悬浮液)，其粉料与水的用量为粉料比水＝1∶7～20(重量比)。
2、所述的颜料表面活化处理制活性介质层工艺是取钙、镁、锌、铝、钛、锆、锑、锡的可溶性金属盐中的一种或一种以上的可溶性金属盐和磷酸盐、酸式磷酸盐、硼酸硼酸盐、硅酸盐、碳酸盐、钼酸盐、钨酸盐的可溶性盐中的一种或一种以上的可溶性盐加入上述制成的浆料中，在搅拌的状态下反应生成的不溶性盐水合物(表面活性介质)均匀地包覆在颜料核表面形成活性介质层，提高颜料核的表面活性，以利于铬黄颜料着色粒子牢固的锚固在颜料核上，形成坚实的颜料壳。表面活性介质用量要适当，用量小、不足以使颜料核表面全面包覆，致使着色粒子有相当部分单独存在，用量大虽然对着色粒子锚固有利，但却使吸油值超过限度，因此表面活性介质用量控制在颜料核用量的1～20%(重量)或控制在颜料总量的1～10%(重量)。
3、所述的合成包核颜料工艺是将合成铬黄颜料用的原料加到经上述处理过的浆料(悬浮液)中，在搅拌状况下使合成的铬黄颜料的着色粒子在活性介质的作用下紧紧的锚固包覆形成颜料壳层制得包核铬黄颜料。铬黄颜料壳的用量应控制在包核铬黄颜料总量的20～60%(重量)。
4、所述的颜料表面改性处理、过滤、洗涤、干燥、粉碎是属于后处理工艺，其工艺方法均采用现有铬黄颜料工业化生产的常规技术，已为公知，这里就不再赘述。
至此，本发明技术解决方案的实现达到了预期的目的。由于提出了一种具有活性介质层的包核铬黄颜料以及采用化学方法生产这种包核铬黄颜料的一种工艺方法，从而，从根本上克服了现有包核铬黄颜料采用机械研磨法来提高颜料核表面活性的工艺所存在的研磨时间长，研磨设备多，锚固力不高的问题。与机械研磨法相比，本发明具有颜料核表面活性高，锚固力强，无需研磨设备，投资少、工艺简单、操作方便、省时。与现有生产铬黄颜料技术相比，节省铬、铅资源达30～50%，生产成本低，同时减少环境污染。由于颜料核大量采用无机矿粉，即节省了铬、铅资源又为综合开发利用我国丰富的非金属矿产资源开辟了新的途径。
本发明实施例如下实例1取75克平均粒径约4.5μ、白度为85%的高岭土分散在去离水中制成悬浮液，取6.48克的CaCl2溶于水中制成100毫升水溶液后加入上述悬浮液中，再将15克的Na3PO4·12H2O溶于水制成100毫升溶液后在搅拌的情况下缓慢的加入上述悬浮液中，继续搅拌0.5小时，过滤、洗涤至无Cl-，将洗净的滤饼重新分散在500毫升的去离子水中制成悬浮液，加入77.71克的醋酸铅，再加入由0.42克Al2(SO4)3·18H2O、15.5克Na2SO4和19.02克Na2CrO7·2H2O并用NaOH调节PH-7的溶液，再加入4.9克Al2(SO4)3·18H2O维持反应体系的PH＝7，经过洗涤所得沉淀，并在60～80℃烘干，粉碎得包核柠檬铬黄颜料156克。其吸油值为21%，PbCrO4含量为26.3%、遮盖力为102克/米2、着色力为90%。
实例2取75克上述白度为80%高岭土制成水悬浮液，将19.80克AlCl3·6H2O溶于水的100毫升溶液加入上述悬浮液中，取21.6克Na3Po4·12H2O溶于水制成的100毫升溶液在搅拌下缓慢的加入上述悬浮液中，继续搅拌0.5小时。过滤、洗涤至无Cl-。将洗净的滤饼重新分散在500毫升的去离子水中制成悬浮液，加入77.2克醋酸铅，再加入由22.49克Na2Cr2O7·2H2O、0.42克Al2(SO4)3·18H2O及12.04克Na2SO4并用NaCO3调整PH＝7的溶液，加入4.9克Al2(SO4)3·18H2O以维持PH＝7，经过滤、洗涤所得沉淀，在60～80℃烘干、粉碎得包核浅铬黄颜料160克。铬酸铅含量为30.47%、吸油值19.2%，着色力90%、遮盖力78克/米2。
实例3取上述白度为75%高岭土75克制成悬浮液，将100毫升含有13.9克MgCl2·6H2O的溶液加入上述悬浮液中，在搅拌下缓慢将100毫升含有11.18克KBO2的溶液加入上述悬浮液，继续搅拌0.5小时，过滤洗涤至无Cl-离子，将滤饼重新分散在500毫升的去离子水中制成悬浮液，加入100毫升含34.6克Na2Cr2O7、0.42克Al2(SO4)3·18H2OPH＝7的溶液，加含75.67克醋酸铅溶液100毫升，再加入4.9克Al2(SO4)3·18H2O维持PH＝7～8，加热溶液至80～90℃，冷却后过滤、洗涤，在100℃烘干、粉碎，得包核中铬黄颜料，其铬酸铅含量为48%、吸油值21%、着色力91%、遮盖力58克/米2。
实例4取上述高岭土75克制成悬浮液，将TiCl44.28克溶于水中制成100毫升溶液，将10.05克Na2P2o7·10H2O溶于水中制成100毫升溶液，在搅拌下，分别将这两种溶液缓慢的加入上述悬浮液中，过滤、洗涤至无Cl-离子。将滤饼重新分散在500毫升的水中制成悬浮液，加入100毫升含有20.47克Na2Cr2O7·2H2O并用NaOH调节PH＝11～12的溶液，加热溶液至80～90℃再加入100毫升含89.28克醋酸铅的溶液，并维持PH＝11～12，随后过滤、洗涤，在100℃烘干、粉碎制得155克包核桔红铬黄颜料。其铬酸铅含量为28.4%、吸油值为13%、遮盖力47克/米2、着色力95%。
实例5按实例3实施，但其中Na2Cr2O7·2H2O的用量为27.68克，醋酸铅的用量为60.54克，制得是含铬酸铅38.4%的包核中铬黄颜料。
实例6按实例1实施，但其中的CaCl2用21.34克的Al2(SO4)3·18H2O代替，制得是包核柠檬铬黄颜料。
实例7～10分别以水磨云母粉代替实例1～4中的高岭土并制得与各实例相同的包核铬黄颜料。
权利要求
1.一种包核铬黄颜料，其特征在于该颜料的粒子均是一种具有三层结构的颜料粒子，内层是颜料核，中间层是包覆在颜料核表面的活性介质层，外层是包覆在活性介质层外表面的颜料壳，其中所述的颜料核是一种粒径小于4.5μ，在合成中不与着色颜料组分发生影响色光的化学反应的惰性物质颗粒，所述的表面活性介质层是一种采用化学方法将微晶或非晶型不溶性盐水合物作为表面活性介质均匀地包覆在颜料核表面上形成的微晶或非晶型不溶性盐水合物，所述的颜料壳是指由铬黄着色粒子锚固在表面活性介质层外表面形成的铬黄颜料壳。
2.根据权利要求1所述的颜料，其特征在于所述的惰性物质颗粒是指天然无机矿粉或人造碳酸钙、硫酸钡、白炭黑、云母粉等，其中无机矿粉包括高岭土、伊莱石、叶腊石、滑石、云母、硅灰石、石英，这些无机矿粉以采取一种或一种以上混合使用。
3.根据权利要求1所述的颜料，其特征在于能用于生成微晶或非晶型不溶性盐水合物活性介质层的包括钙、镁、锌、铝、钛、锆、锑、锡的可溶性金属盐中的一种或一种以上的可溶性金属盐与磷酸盐、酸式磷酸盐、硼酸硼酸盐、硅酸盐、碳酸盐、钼酸盐、钨酸盐的可溶性盐中的一种或一种以上的可溶性盐。
4.一种用于生产权利要求1所述的颜料的生产工艺，具有颜料表面改性处理、过滤、洗涤、干燥和粉碎工序，其特征在于在颜料表面改性处理工序前增设了制浆、颜料核表面活化处理制活性介质层和合成包核颜料三道工序，其中所述的制浆工艺是将作为颜料核的惰性物质颗粒粉料加入水中制成浆料，粉料与水的比例为1∶7～20(重量比)，所述的颜料核表面活化处理制活性介质层工艺是在搅拌情况下取钙、镁、锌、铝、钛、锆、锑、锡的可溶性金属盐中的一种或一种以上的可溶性金属盐和磷酸盐、酸式磷酸盐、硼酸硼酸盐、硅酸盐、碳酸盐、钼酸盐、钨酸盐的可溶性盐中的一种或一种以上的可溶性盐加入上述浆料中，上述表面活性介质的用量为颜料核用量的1～20%(重量)或为颜料总量的1～10%(重量)，所述的合成包核颜料工艺是将合成铬黄颜料的原料在搅拌状况下加入经上述活化处理过的浆料中，铬黄颜料壳的用量为包核铬黄颜料总量的20～60%(重量)。
全文摘要
本发明涉及涂料，是一种包核铬黄颜料及该颜料的生产工艺。该颜料具有颜料核、表面活性介质及颜料壳三层结构，该颜料的生产工艺包括制浆、颜料核表面活化处理、合成包核颜料、颜料表面改性处理、过滤、洗涤、干燥、粉碎等工序。这种包核颜料可节省铬铅达30～50％，生产成本低，减少环境污染，无需研磨设备。由于大量使用无机矿粉，为非金属矿产资源的综合利用开发开辟了新的途径。
文档编号C09C1/20GK1079758SQ92103880
公开日1993年12月22日 申请日期1992年6月6日 优先权日1992年6月6日
发明者王树熹 申请人:福建师范大学