一种钒酸铋复合颜料的原位制备方法与流程-凯发k8娱乐

本发明属于无机颜料制备，尤其涉及一种钒酸铋复合颜料的原位制备方法。

背景技术：

1、钒酸铋是一种高性能的绿色环保型黄色无机颜料，经常被用于替代铬黄和镉黄等重金属黄色颜料。钒酸铋颜料具有易分散、色泽艳丽、高耐候性、高着色力等众多优良特点。然而，高昂的原料成本，导致钒酸铋颜料价格昂贵，是铅铬黄、有机黄颜料的十几倍，这严重阻碍了绿色环保型钒酸铋颜料的广泛市场应用。目前，钒酸铋颜料仅应用于高档产品或对颜料性能和环保性要求较高的领域，如高端涂料、与食品接触的塑料等。

2、钒酸铋复合颜料是降低成本的主要方法之一。通过与成本低的材料复合的方式，减少钒、铋昂贵原料的使用，从而可以大幅度的降低成本。钒酸铋复合颜料的制备方法主要有固相法、液相法以及双螺杆挤出等方法。三类制备方法中，液相法可以得到最小粒度尺寸、高纯度、调控性强的钒酸铋颜料。但是，仍然存在反应不均匀的缺陷，导致无法有效的将两种材料均匀复合，颜料性能明显低于纯钒酸铋颜料。

3、钛镍黄颜料具有宽的色谱范围、易分散、良好的遮盖力和使用寿命。在淡黄色系列颜料中，具有较好的保光保色性。钛镍黄价格低廉，经常被应用于建筑、钢材、绘画等涂料，以及一般塑料、橡胶、建材、陶瓷等领域。钛镍黄是一种淡黄色颜料，弱于钒酸铋颜料的明亮黄色。强剪切力是在定转子相对高速运动下产生的，能够快速分散，有效促进反应的均一性。本发明利用强剪切力的作用，简化了钒酸铋合成反应，促进钒酸铋与钛镍黄的均匀原位复合。获得一种成本低、性能优异的钒酸铋复合颜料。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种钒酸铋复合颜料的原位制备方法，克服现有技术的不足，通过结合钒酸铋颜料的高颜色性能和钛镍黄低成本两者优势，提出以钛镍黄为内核，在强剪切力的作用下，在钛镍黄表面原位均匀合成钒酸铋，最终形成性能优异的钒酸铋复合颜料。

2、为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

3、一种钒酸铋复合颜料的原位制备方法，其特征在于，首先将铋化合物溶解到酸性溶液中，加入适量表面活性剂充分溶解后，向其中加入钛镍黄颜料颗粒；在强剪切力作用下，向上述混合溶液中加入钒化合物。在一定温度和ph值下反应后，将从混合液分离出来的沉淀清洗干燥后，经过热处理得到钒酸铋复合颜料粉体。

4、所述的铋化合物为硝酸铋、硫酸铋、氧化铋中的至少一种，铋元素浓度在酸性溶液中为0.01～0.4mol/l。

5、所述的酸溶液为硝酸溶液或盐酸溶液，浓度为1～3mol/l。

6、所述的表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮中的任一种，添加浓度为0.001mol/l～0.2mol/l。

7、所述的钛镍黄颗粒尺寸小于2μm，添加量为钒化合物质量的15％～200％。

8、所述的钒化合物为偏钒酸铵、偏钒酸钠、偏钒酸钾、氧化钒中的至少一种。

9、所述的碱性溶液为氢氧化钠、氢氧化钾或氨水中的一种，浓度为1～3mol/l。

10、所述的强剪切力通过高速剪切机来实现。高速剪切机500rpm～8000rpm。

11、所述的反应温度为40℃～90℃，ph值为3.5～7，反应时间0.5h～3h。

12、所述的热处理温度为350℃～500℃，处理时间为1h～2h。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

14、1)通过结合钒酸铋颜料的高颜色性能和钛镍黄低成本两者优势，提出以钛镍黄为基底，原位合成钒酸铋/钛镍黄复合黄色无机颜料。颜料主要性能lab值、遮盖力和冲淡强度都有明显的提升。2)通过强剪切力作用下，保证钛镍黄表面钒酸铋合成反应均一的同时，避免了常规方法使用大量碱性溶液作为基液。

技术特征：

1.一种钒酸铋复合颜料的原位制备方法，其特征在于，首先将铋化合物溶解到酸性溶液中，加入适量表面活性剂充分溶解后，向其中加入钛镍黄颜料颗粒；在强剪切力作用下，向上述混合溶液中加入钒化合物。在一定温度和ph值下反应后，将从混合液分离出来的沉淀清洗干燥后，经过热处理得到钒酸铋复合颜料粉体。

2.根据权利要求1所述的一种钒酸铋复合颜料的原位制备方法，其特征在于，所述的铋化合物为硝酸铋、硫酸铋、氧化铋中的至少一种，铋元素在酸性溶液中的浓度为0.01～0.4mol/l。钒元素与铋元素的摩尔比为1∶0.8～1∶1.5。

3.根据权利要求1所述的一种钒酸铋复合颜料的原位制备方法，其特征在于，所述的酸溶液为硝酸溶液或盐酸溶液，浓度为1～3mol/l。

4.根据权利要求1所述的一种钒酸铋复合颜料的原位制备方法，其特征在于，所述的表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮中的任一种，添加浓度为0.001mol/l～0.2mol/l。

5.根据权利要求1所述的一种钒酸铋复合颜料的原位制备方法，其特征在于，所述的钛镍黄颗粒尺寸小于2μm。添加量为钒化合物质量的15％～200％。

6.根据权利要求1所述的一种钒酸铋复合颜料的原位制备方法，其特征在于，所述的钒化合物为偏钒酸铵、偏钒酸钠、偏钒酸钾、氧化钒中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的一种钒酸铋复合颜料的原位制备方法，其特征在于，所述的强剪切力通过高速剪切机来实现。高速剪切机转速为500rpm～8000rpm。

8.根据权利要求1所述的一种钒酸铋复合颜料的原位制备方法，其特征在于，所述的反应温度为40℃～90℃，ph值为3.5～7，反应时间0.5h～3h。

9.根据权利要求1所述的一种钒酸铋复合颜料的原位制备方法，其特征在于，所述的热处理温度为350℃～500℃，处理时间为1h～2h。

技术总结
本发明属于无机颜料制备技术领域，尤其涉及一种钒酸铋复合颜料的原位制备方法，其特征在于，首先将铋化合物溶解到酸性溶液中，加入表面活性剂充分溶解后，向其中加入钛镍黄颗粒；在强剪切力作用下，向上述混合溶液中加入钒化合物。在一定温度和ph值下反应后，将从混合液中分离出来的沉淀清洗干燥后，经过热处理得到钒酸铋复合颜料粉体。通过在强剪切力作用下在钛镍黄表面的原位均匀发生钒酸铋合成反应。该方法不仅使原位复合反应更快速且均匀，而且也避免了常规方法需要的大量碱性溶液。获得的钒酸铋复合颜料色度值高、遮盖力和冲淡强度更加优异。本发明所述方法绿色高效、反应均匀、样品性能优异，适合工业化连续生产。

技术研发人员：尹翔鹭,曾泽华,张东彬,代宇,滕艾均
受保护的技术使用者：鞍钢集团北京研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17