专利名称：一种原位合成制备核壳结构高温红色陶瓷颜料的方法
技术领域：
本发明属于颜料制备技术领域，涉及一种提高颜料高温抗玻璃熔体侵蚀 性的方法，具体涉及一种原位合成制备核壳结构高温红色陶瓷颜料的方法。
背景技术：
红色陶瓷颜料作为一种基础装饰材料，在陶瓷制品装饰中具有十分重要 的地位，其研究应用已具有千百年的历史。通常将其划分为普通红色颜料、 硫化物红色颜料、包裹红色颜料、新型红色颜料。在高温下绝大多数传统红 色颜料的呈色性能都不理想，目前能够用于陶瓷中的红色颜料，如锆铁红 和镉硒红。锆铁红在高温下呈色不够鲜艳。镉硒红是一种有毒颜料，温度超
过900。C，即发生高温分解，不能呈现出红色。镨铈红颜料Ce^Pi^02具有 耐腐蚀、高温稳定性好、低毒性和无放射性等优点，是红色有毒颜料的良好 替代品。其中x值取决于对颜料红度值的要求，随着x值的不同，该颜料的 颜色呈现出由粉红、正红变为棕红的色调。但高温条件下Ce!.xPrx02陶瓷颜 料易被玻璃熔体侵蚀，呈色不理想，成为阻碍Ce^P&02陶瓷颜料发展的瓶 颈问题。因此，提高Ce^Prx02陶瓷颜料高温抗玻璃熔体侵蚀性己成为解决 其瓶颈问题的关键技术。
发明内容
本发明的目的是提供一种原位合成制备核壳结构高温红色陶瓷颜料的 方法，在Ce^Prx02/Si02高温红色陶瓷颜料外包裹一层Si02，制备出具有核壳结构的Ce,.xPrxCVSi02高温红色陶瓷颜料，该高温红色陶瓷颜料在高温条
件下不易被玻璃熔体侵蚀。
本发明所采用的技术方案是， 一种原位合成制备核壳结构高温红色陶瓷
颜料的方法，在Cei.xPrx02发色单元外包裹Si02包裹层。
本发明方法的特点还在于
在Ce^Pi^02发色单元外包裹Si02包裹层，具体按照以下步骤实施，
步骤l:按质量比2 3: 1 2: 5 7: 2 3，分别取聚乙二醇辛基苯基 醚TritonX-lOO、 C5H120、 (361112和&0，混合搅拌均匀，得到微乳液体系；
步骤2:分别取浓度为lmol/L的Ce(N03)3'6H20水溶液、浓度为lmol/L 的Pr(N03)3'6H20水溶液和步骤1得到的微乳液体系，将Ce (N03) 3.6H20水 溶液和Pr(N03)_r6H20水溶液加入取得的微乳液体系中，控制Ce与Pr的摩 尔比为0.85 0.99: 0.15 0.01，两种水溶液的总含水量占所取微乳液体系总 质量的5% 30%，充分搅拌，制得微乳液A;
分别取NH3'H20和步骤1得到的微乳液体系，将NH^H20加入取得的 微乳液体系中，控制NHyH20中的水含量占所取微乳液体系总质量的5% 20%,充分搅拌，制得微乳液B;
步骤3:将步骤2制得的微乳液A和微乳液B在搅拌条件下，充分混合， 然后，加入正硅酸乙酯TEOS，形成混合溶液，控制该混合溶液中Si与Ce 的摩尔比为l: 2 8，正硅酸乙酯TEOS充分水解后破乳，溶液中形成沉淀 物；
步骤4:将步骤3形成的沉淀物清洗、离心分离、烘干，然后，在温度 为700 120(TC的条件下煅烧，冷却、研磨，制得具有核壳结构的 Cei.xPrx02/Si02高温红色陶瓷颜料。本发明的原位合成制备核壳结构高温红色陶瓷颜料的方法，通过采用
Si02为包裹层，制备出具有核壳结构的CeLxPrx(VSi02高温红色陶瓷颜料，
达到提高其高温抗玻璃熔体侵蚀性的目的。
具体实施例方式
下面结合具体实施方式
对本发明进行详细说明。
本发明原位合成制备核壳结构高温红色陶瓷颜料的方法，在Cei.xPrx02 发色单元外包裹Si02包裹层，形成具有核壳结构的Cei.xPrx02/Si02高温红色 陶瓷颜料。该方法具体按以下步骤进行
步骤l:按质量比2 3: 1 2: 5 7: 2 3，分别取聚乙二醇辛基苯基
醚TritonX-100、 C5H120、(:讽2和恥，混合搅拌均匀，得到微乳液体系； 步骤2:分别取浓度为lmol/L的Ce(N03)y6H20水溶液、浓度为lmol/L 的Pr(N03)3'6H20水溶液和步骤1得到的微乳液体系，将Ce(N03)3.6H20水 溶液和Pr(N03)3'6H20水溶液取得的微乳液体系中，控制Ce与Pr的摩尔比 为0.85 0.99: 0.15 0.01，所取两种水溶液的总含水量占所取微乳液体系总 质量的5% 30%，充分搅拌，制得微乳液A;
分别取NH3*H20和步骤1得到的微乳液体系，将NH3*H20加入该微乳 液体系中，控制NH3，H20中的水含量占所取微乳液体系总质量的5% 20%，
充分搅拌，制得微乳液B;
歩骤3:将步骤2制得的微乳液A和微乳液B在搅拌条件下，充分混合， 然后，加入正硅酸乙酯(TEOS)，形成混合溶液，控制该混合溶液中Si与Ce 的摩尔比为l: 2 8，正硅酸乙酯(TEOS)充分水解后破乳，溶液中形成沉淀 物；
步骤4:将步骤3形成的沉淀物清洗、离心分离，并置于温度为120°C的烘干箱中干燥，然后，在温度为700 120(TC的条件下煅烧，随炉冷却， 取出，在研钵中稍加研磨，制得具有核壳结构的Ce,—xPrxCVSi02高温红色陶
瓷颜料。
为了提高Ce^Prx02陶瓷颜料在高温条件下的耐侵蚀性，本发明方法以 本身没有颜色而且具有高温稳定性的SiCb作为包裹壳层，Ce^P&02作为呈 色核，制备出具有核壳结构的Cei.xPrx02/Si02包裹型陶瓷颜料，以提高 Cei.xPrx02陶瓷颜料的高温抗玻璃熔体侵蚀性。核壳结构颜料具有以下两个 特征(1)颜料由两种或两种以上的晶体物质组成，这些晶体之间不会形成 固溶体，并且其中一种晶型是发色体，而其他的晶型没有颜色；(2)从颜料 角度来考虑，核壳结构颜料在釉/坯中之所以能够发色，不是因为加入核壳结
构颜料在釉/坯中引入能够发色的离子，而是因为在釉/坯中引入了能够显色 的个体(晶体)。
实施例1
按照质量比为2: 1: 5: 2分别取Triton X-100、 C5H120、 C6tUH20， 混合搅拌均匀，得到透明微乳液体系，分别取浓度为lmol/L的Ce(N03)3*6H20 水溶液、浓度为lmol/L的Pr(N03)3'6H20水溶液和制得的微乳液体系，将 Ce(N03)y6H20水溶液和Pr(N03V6H20水溶液加入取得的微乳液体系中，控 制Ce与Pr的摩尔比为0.99: 0.01，两种水溶液的总含水量占所取微乳液体 系总质量的5%，充分搅拌，制得微乳液A;分别取NHyH20和微乳液体系， 将NH3，H20加入微乳液体系中，控制NH3，H20中的水含量占所取微乳液体 系总质量的5%，充分搅拌，制得微乳液B;在搅拌条件下将微乳液A和微 乳液B混合，在25'C下搅拌反应3小时，加入正硅酸乙酯TEOS，形成混合 溶液，控制该混合溶液中Si与Ce的摩尔比为h 2，待溶液由微黄变为绛色，破乳，溶液中产生沉淀物，将该沉淀物离心分离，用乙醇和水分别洗涤两次，
12(TC烘千2小时，70(TC下煅烧2小时，制得具有核壳结构的Cei.xPrx02/Si02
高温粉红陶瓷颜料。 实施例2
按质量比为2.5: 1.5: 6: 2.5分别取Triton X-100、 C5H120、 C6H12和 H20，混合搅拌均匀，制得透明微乳液体系，分别取浓度为lmol/L的 Ce(N03)3'6H20水溶液、浓度为lmol/L的Pr(N03V6H20水溶液和制得的微 乳液体系，将Ce(N03V6H20水溶液Pr(N03V6H20水溶液和加入取得的微 乳液体系中，控制Ce与Pr的摩尔比为0.95: 0.05，该两种水溶液的总含水 量占所取微乳液体系总质量的10%，充分搅拌，制得微乳液A;分别取 NH3fl20和制得微乳液体系，将NH3*H20加入取得的微乳液体系中，控制 NHyH20中的水含量占所取微乳液体系总质量的10%，充分搅拌，制得微乳 液B;在搅拌条件下将微乳液A和微乳液B混合，并在25。C下搅拌反应3 小时，加入正硅酸乙酯TEOS,形成混合溶液，控制该混合溶液中Si与Ce 的摩尔比为1: 5，待溶液由微黄变为绛色，破乳，溶液中产生沉淀物，将该 沉淀物离心分离，用乙醇和水分别洗涤两次，12(TC烘干2小时，IOO(TC下 煅烧2小时，得到具有核壳结构的Cei.xPrx02/Si02高温正红陶瓷颜料。
实施例3
按质量比为3: 2: 7: 3分别取Triton X-100、 C5H120、(:必12和1120， 混合搅拌均匀，制得透明微乳液体系，分别取浓度为lmol/L的Ce(N03)3《H20 水溶液、浓度为lmol/L的Pr(N03)y6H20水溶液和制得的微乳液体系，将 Ce(N03)y6H20水溶液和Pr(N03)y6H20水溶液加入取得的微乳液体系中，控 制Ce与Pr的摩尔比为0.85: 0.15，该两种水溶液的总含水量占所取微乳液体系总质量的20%，充分搅拌，制得微乳液A;分别取NH3，H20和制得的 微乳液体系，将NHyH20加入取得的微乳液体系中，控制NHyH20中的水 含量占所取微乳液体系总质量的20%，充分搅拌，制得微乳液B;在搅拌条 件下将微乳液A和微乳液B混合，在25'C下搅拌反应3小时，加入正硅酸 乙酯TEOS，形成混合溶液，控制该混合溶液中Si与Ce的摩尔比为1: 8， 待溶液有微黄变为绛色，破乳，溶液中产生沉淀物，将该沉淀物离心分离， 用乙醇和水分别洗涤两次，12(TC烘干2小时，1200。C下煅烧2小时，得到 具有核壳结构的Cei—xPrx02/Si02高温棕红陶瓷颜料。
本发明的原位合成制备核壳结构高温红色陶瓷颜料的方法，通过采用 Si02为包裹层，制备出具有核壳结构的Ce,.xPrx02/Si02高温红色陶瓷颜料， 达到提高其高温抗玻璃熔体侵蚀性的目的。
权利要求
1. 一种原位合成制备核壳结构高温红色陶瓷颜料的方法，其特征在于，在Ce1-xPrxO2发色单元外包裹SiO2包裹层。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的在Ce^Prv02发色 单元外包裹Si02包裹层，具体按照以下步骤实施，步骤l:按质量比2 3: 1 2: 5 7: 2 3，分别取聚乙二醇辛基苯基 醚TritonX-100、 C5H120、 (3^12和1120，混合搅拌均匀，得到微乳液体系；步骤2:分别取浓度为lmol/L的Ce(N03)3>6H20水溶液、浓度为1mol/L 的Pr(N03) 3'6H20水溶液和步骤1得到的微乳液体系，将Ce(N03) 3'6H20水 溶液和Pr(N03) y6H20水溶液加入取得的微乳液体系中，控制Ce与Pr的摩 尔比为0.S5 0.99: 0.15 0.01，两种水溶液的总含水量占所取微乳液体系总 质量的5% 30%，充分搅拌，制得微乳液A;分别取NHyH20和步骤1得到的微乳液体系，将NH3'H20加入取得的 微乳液体系中，控制NH^H20中的水含量占所取微乳液体系总质量的5% 20%，充分搅拌，制得微乳液B;步骤3:将歩骤2制得的微乳液A和微乳液B在搅拌条件下，充分混合， 然后，加入正硅酸乙酯TEOS，形成混合溶液，控制该混合溶液中Si与Ce 的摩尔比为l: 2 8，正硅酸乙酯TEOS充分水解后破乳，溶液中形成沉淀 物；步骤4:将步骤3形成的沉淀物清洗、离心分离、烘干，然后，在温度 为700 120(TC的条件下煅烧，冷却、研磨，制得具有核壳结构的 Cei.xPrx02/Si02高温红色陶瓷颜料。
全文摘要
本发明公开了一种原位合成制备核壳结构高温红色陶瓷颜料的方法，在Ce<sub>1-x</sub>Pr<sub>x</sub>O<sub>2</sub>发色单元外包裹SiO<sub>2</sub>包裹层，该方法按照以下步骤实施，按质量比2～3∶1～2∶5～7∶2～3将Triton X-100、C<sub>5</sub>H<sub>12</sub>O、C<sub>6</sub>H<sub>12</sub>、H<sub>2</sub>O混合得到微乳液体系；在微乳液体系中加入Ce(NO<sub>3</sub>)<sub>3</sub>·6H<sub>2</sub>O水溶液和Pr(NO<sub>3</sub>)<sub>3</sub>·6H<sub>2</sub>O水溶液，制得微乳液A；在微乳液体系中加入NH<sub>3</sub>·H<sub>2</sub>O，制得微乳液B；将微乳液A和B混合，加入TEOS，水解破乳形成沉淀物；将沉淀物清洗、离心分离、烘干，煅烧、冷却、研磨，制得具有核壳结构的Ce<sub>1-x</sub>Pr<sub>x</sub>O<sub>2</sub>/SiO<sub>2</sub>高温红色陶瓷颜料。本发明的原位合成制备核壳结构高温红色陶瓷颜料的方法，可以提高红色陶瓷颜料的高温抗玻璃熔体侵蚀性。
文档编号C04B41/85GK101439986SQ20081023643
公开日2009年5月27日 申请日期2008年12月24日 优先权日2008年12月24日
发明者何选盟, 辉 刘, 朱振峰, 李军奇, 钱强文, 马建中 申请人:陕西科技大学