CN110760203A - 一种铋耐温新型环保颜料的制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铋耐温新型环保颜料的制备工艺，包括如下步骤：S1、在室温下，称量偏钒酸铵固体，加入蒸馏水，再加入NaOH，强烈搅拌15分钟得到溶液一；S2、按照与钒元素等摩尔比，称量硝酸铋固体，加入浓硝酸溶解，得硝酸铋溶液二；S3、将溶液一加入到溶液中二，调拌1小时，得到钒酸铋颜料前驱体；S4、将第二步所得钒酸铋颜料前驱体溶于蒸馏水中，加入硅酸盐和氨水，得到包裹颜料；S5、待反应结束后，将制得产物分别用蒸馏水、乙醇洗涤、干燥，煅烧，粉碎后得到铋陶瓷颜料，本发明专利在常规制备钒酸铋过程中，通过包裹钒酸铋颜料，得到铋陶瓷颜料，该方法具有反应速率快、操作简单，成本低，颜料性能优越等特点。
Description
技术领域
本发明涉及颜料的生产技术领域，具体为一种铋耐温新型环保颜料的制备工艺。
背景技术
铋为银白色至粉红色的金属，质脆易粉碎，铋的化学性质较稳定。铋在自然界中以游离金属和矿物的形式存在，以前铋被认为是相对原子质量最大的稳定元素，但在2003年，发现了铋有极其微弱的放射性，钒酸铋在国际上又被称为184黄，最先以德国巴斯夫生产研发成功标志着新一代环保材料的诞生，钒酸铋是一种亮黄色无机化学品，它不含对人体有害的重金属元素，是一种环保低碳的金属氧化物质，钒酸铋具有多种晶相，不同晶相的钒酸铋具有不同的性质和应用；
但是目前制备铋陶瓷颜料的生产工艺不仅工艺复杂，而且容易造成环境污染，并且反应速率慢、操作复杂，成本高，颜料性能不优越的问题。
发明内容
本发明提供一种铋耐温新型环保颜料的制备工艺，可以有效解决上述背景技术中提出目前制备铋陶瓷颜料的生产工艺不仅工艺复杂，而且容易造成环境污染，并且反应速率慢、操作复杂，成本高，颜料性能不优越的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种铋耐温新型环保颜料的制备工艺，包括如下步骤：
S1、在室温下，称量偏钒酸铵固体，加入蒸馏水，再加入NaOH，强烈搅拌15分钟得到溶液一；
S2、按照与钒元素等摩尔比，称量硝酸铋固体，加入浓硝酸溶解，得硝酸铋溶液二；
S3、将溶液一加入到溶液中二，调拌1小时，得到钒酸铋颜料前驱体；
S4、将第二步所得钒酸铋颜料前驱体溶于蒸馏水中，加入硅酸盐和氨水，在室温下反应，得到包裹颜料；
S5、待反应结束后，将制得产物分别用蒸馏水、乙醇洗涤、干燥，煅烧，粉碎后得到铋陶瓷颜料。
根据上述技术方案，所述步骤S1中NaOH的摩尔数为钒元素的2-6倍。
根据上述技术方案，所述步骤S3中搅拌环境为PH＝3-8，温度为50-95℃。
根据上述技术方案，所述步骤S4中在室温中反应时间为1-5小时，加入粉体10％-15％量的硅酸盐。
根据上述技术方案，所述步骤S5中通过蒸馏水、乙醇洗涤2-3次、通过105℃干燥4小时，通过600℃煅烧4-6小时。
根据上述技术方案，所述步骤S2中浓硝酸加入硝酸铋中，防止硝酸铋发生水解；
溶解步骤如下：
A1、将浓硝酸放入反应器中，缓慢加入硝酸铋，加入中进行缓慢搅拌；
A2、搅拌完成后，生产溶液后，将反应器中硝酸铋溶液二冷却至室温；
所述步骤A2中搅拌速度为30-50r/min。
根据上述技术方案，所述步骤S5中铋陶瓷颜料还包括如下步骤：
B1、将铋陶瓷颜料进行筛离，将铋陶瓷颜料通过筛离机进行筛选，合格所得的铋陶瓷颜料进行打包，未合格进行研磨；
B2、合格后的铋陶瓷颜料进行检测，检测完成后进行打包；
B3、打包后进行放置，并进行抽检。
根据上述技术方案，所述步骤B1中筛离机筛离所用的筛网为500-600目，不合格的铋陶瓷颜料通过研磨机进行研磨，研磨中去除内部的杂质。
根据上述技术方案，所述步骤B2中检测项目为色泽、耐温性、吸油量、耐光性、耐热性、耐酸性和分散性；
所述步骤B2中打包通过打包机进行打包，打包中去除空气，进行真空打包。
根据上述技术方案，所述步骤B3中抽检率为0.2-0.5％；
所述步骤B2中存放环境中为室温，远离酸性和碱性物质。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明结构科学合理，使用安全方便，创新之处在于利用硅盐聚合反应生成硅酸包覆在钒酸铋的表面，由于二氧化硅具有极强的惰性，从而可以使其能够耐1000℃左右的高温，并且经1000℃煅烧后该颜料依然颜色鲜艳、结构舒松，本研究解决了钒酸铋黄色颜料的耐烧性，符合陶瓷颜料的使用条件，铋陶瓷颜料的研制成功，可以消除颜料生产中给工人的身体健康造成的危害和对环境的污染，代替含铅、镉、铬等有毒重金属的颜料。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
在附图中：
图1是本发明的生产工艺流程示意图；
图2是本发明的步骤S2具体流程示意图；
图3是本发明的步骤S4具体流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：如图1-3所示，本发明提供技术方案，一种铋耐温新型环保颜料的制备工艺，包括如下步骤：
S1、在室温下，称量偏钒酸铵固体，加入蒸馏水，再加入NaOH，强烈搅拌15分钟得到溶液一；
S2、按照与钒元素等摩尔比，称量硝酸铋固体，加入浓硝酸溶解，得硝酸铋溶液二；
S3、将溶液一加入到溶液中二，调拌1小时，得到钒酸铋颜料前驱体；
S4、将第二步所得钒酸铋颜料前驱体溶于蒸馏水中，加入硅酸盐和氨水，在室温下反应，得到包裹颜料；
S5、待反应结束后，将制得产物分别用蒸馏水、乙醇洗涤、干燥，煅烧，粉碎后得到铋陶瓷颜料。
根据上述技术方案，步骤S1中NaOH的摩尔数为钒元素的5倍。
根据上述技术方案，步骤S3中搅拌环境为PH＝5，温度为70℃。
根据上述技术方案，步骤S4中在室温中反应时间为1小时，加入粉体10％量的硅酸盐。
根据上述技术方案，步骤S5中通过蒸馏水、乙醇洗涤2次、通过105℃干燥4小时，通过600℃煅烧6小时。
根据上述技术方案，步骤S2中浓硝酸加入硝酸铋中，防止硝酸铋发生水解；
溶解步骤如下：
A1、将浓硝酸放入反应器中，缓慢加入硝酸铋，加入中进行缓慢搅拌；
A2、搅拌完成后，生产溶液后，将反应器中硝酸铋溶液二冷却至室温；
步骤A2中搅拌速度为30r/min。
根据上述技术方案，步骤S5中铋陶瓷颜料还包括如下步骤：
B1、将铋陶瓷颜料进行筛离，将铋陶瓷颜料通过筛离机进行筛选，合格所得的铋陶瓷颜料进行打包，未合格进行研磨；
B2、合格后的铋陶瓷颜料进行检测，检测完成后进行打包；
B3、打包后进行放置，并进行抽检。
根据上述技术方案，步骤B1中筛离机筛离所用的筛网为600目，不合格的铋陶瓷颜料通过研磨机进行研磨，研磨中去除内部的杂质。
根据上述技术方案，步骤B2中检测项目为色泽、耐温性、吸油量、耐光性、耐热性、耐酸性和分散性；
步骤B2中打包通过打包机进行打包，打包中去除空气，进行真空打包。
根据上述技术方案，步骤B3中抽检率为0.2％；
步骤B2中存放环境中为室温，远离酸性和碱性物质。
实施例2：如图1-3所示，本发明提供技术方案，一种铋耐温新型环保颜料的制备工艺，包括如下步骤：
S1、在室温下，称量偏钒酸铵固体，加入蒸馏水，再加入NaOH，强烈搅拌15分钟得到溶液一；
S2、按照与钒元素等摩尔比，称量硝酸铋固体，加入浓硝酸溶解，得硝酸铋溶液二；
S3、将溶液一加入到溶液中二，调拌1小时，得到钒酸铋颜料前驱体；
S4、将第二步所得钒酸铋颜料前驱体溶于蒸馏水中，加入硅酸盐和氨水，在室温下反应，得到包裹颜料；
S5、待反应结束后，将制得产物分别用蒸馏水、乙醇洗涤、干燥，煅烧，粉碎后得到铋陶瓷颜料。
根据上述技术方案，步骤S1中NaOH的摩尔数为钒元素的3倍。
根据上述技术方案，步骤S3中搅拌环境为PH＝6，温度为70℃。
根据上述技术方案，步骤S4中在室温中反应时间为4小时，加入粉体15％量的硅酸盐。
根据上述技术方案，步骤S5中通过蒸馏水、乙醇洗涤2次、通过105℃干燥4小时，通过600℃煅烧5小时。
根据上述技术方案，步骤S2中浓硝酸加入硝酸铋中，防止硝酸铋发生水解；
溶解步骤如下：
A1、将浓硝酸放入反应器中，缓慢加入硝酸铋，加入中进行缓慢搅拌；
A2、搅拌完成后，生产溶液后，将反应器中硝酸铋溶液二冷却至室温；
步骤A2中搅拌速度为40r/min。
根据上述技术方案，步骤S5中铋陶瓷颜料还包括如下步骤：
B1、将铋陶瓷颜料进行筛离，将铋陶瓷颜料通过筛离机进行筛选，合格所得的铋陶瓷颜料进行打包，未合格进行研磨；
B2、合格后的铋陶瓷颜料进行检测，检测完成后进行打包；
B3、打包后进行放置，并进行抽检。
根据上述技术方案，步骤B1中筛离机筛离所用的筛网为500目，不合格的铋陶瓷颜料通过研磨机进行研磨，研磨中去除内部的杂质。
根据上述技术方案，步骤B2中检测项目为色泽、耐温性、吸油量、耐光性、耐热性、耐酸性和分散性；
步骤B2中打包通过打包机进行打包，打包中去除空气，进行真空打包。
根据上述技术方案，步骤B3中抽检率为0.4％；
步骤B2中存放环境中为室温，远离酸性和碱性物质。
实施例3：如图1-3所示，本发明提供技术方案，一种铋耐温新型环保颜料的制备工艺，包括如下步骤：
S1、在室温下，称量偏钒酸铵固体，加入蒸馏水，再加入NaOH，强烈搅拌15分钟得到溶液一；
S2、按照与钒元素等摩尔比，称量硝酸铋固体，加入浓硝酸溶解，得硝酸铋溶液二；
S3、将溶液一加入到溶液中二，调拌1小时，得到钒酸铋颜料前驱体；
S4、将第二步所得钒酸铋颜料前驱体溶于蒸馏水中，加入硅酸盐和氨水，在室温下反应，得到包裹颜料；
S5、待反应结束后，将制得产物分别用蒸馏水、乙醇洗涤、干燥，煅烧，粉碎后得到铋陶瓷颜料。
根据上述技术方案，步骤S1中NaOH的摩尔数为钒元素的6倍。
根据上述技术方案，步骤S3中搅拌环境为PH＝5，温度为75℃。
根据上述技术方案，步骤S4中在室温中反应时间为5小时.加入粉体13％量的硅酸盐。
根据上述技术方案，步骤S5中通过蒸馏水、乙醇洗涤3次、通过105℃干燥4小时，通过600℃煅烧5小时。
根据上述技术方案，步骤S2中浓硝酸加入硝酸铋中，防止硝酸铋发生水解；
溶解步骤如下：
A1、将浓硝酸放入反应器中，缓慢加入硝酸铋，加入中进行缓慢搅拌；
A2、搅拌完成后，生产溶液后，将反应器中硝酸铋溶液二冷却至室温；
步骤A2中搅拌速度为50r/min。
根据上述技术方案，步骤S5中铋陶瓷颜料还包括如下步骤：
B1、将铋陶瓷颜料进行筛离，将铋陶瓷颜料通过筛离机进行筛选，合格所得的铋陶瓷颜料进行打包，未合格进行研磨；
B2、合格后的铋陶瓷颜料进行检测，检测完成后进行打包；
B3、打包后进行放置，并进行抽检。
根据上述技术方案，步骤B1中筛离机筛离所用的筛网为600目，不合格的铋陶瓷颜料通过研磨机进行研磨，研磨中去除内部的杂质。
根据上述技术方案，步骤B2中检测项目为色泽、耐温性、吸油量、耐光性、耐热性、耐酸性和分散性；
步骤B2中打包通过打包机进行打包，打包中去除空气，进行真空打包。
根据上述技术方案，步骤B3中抽检率为0.4％；
步骤B2中存放环境中为室温，远离酸性和碱性物质。
通过实施例1-3制成如下表格，便于研究：
通过对比，实施例1-3均可制成合格的钒酸铋，并且均可以达到标准，证明此项生产工艺复合标准，适合推广使用。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明结构科学合理，使用安全方便，创新之处在于利用硅盐聚合反应生成硅酸包覆在钒酸铋的表面，由于二氧化硅具有极强的惰性，从而可以使其能够耐1000℃左右的高温，并且经1000℃煅烧后该颜料依然颜色鲜艳、结构舒松，本研究解决了钒酸铋黄色颜料的耐烧性，符合陶瓷颜料的使用条件，铋陶瓷颜料的研制成功，可以消除颜料生产中给工人的身体健康造成的危害和对环境的污染，代替含铅、镉、铬等有毒重金属的颜料。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种铋耐温新型环保颜料的制备工艺，其特征在于：包括如下步骤：
S1、在室温下，称量偏钒酸铵固体，加入蒸馏水，再加入NaOH，强烈搅拌15分钟得到溶液一；
S2、按照与钒元素等摩尔比，称量硝酸铋固体，加入浓硝酸溶解，得硝酸铋溶液二；
S3、将溶液一加入到溶液中二，调拌1小时，得到钒酸铋颜料前驱体；
S4、将第二步所得钒酸铋颜料前驱体溶于蒸馏水中，加入硅酸盐和氨水，在室温下反应，得到包裹颜料；
S5、待反应结束后，将制得产物分别用蒸馏水、乙醇洗涤、干燥，煅烧，粉碎后得到铋陶瓷颜料。
2.根据权利要求1所述的一种铋耐温新型环保颜料的制备工艺，其特征在于，所述步骤S1中NaOH的摩尔数为钒元素的2-6倍。
3.根据权利要求1所述的一种铋耐温新型环保颜料的制备工艺，其特征在于，所述步骤S3中搅拌环境为PH＝3-8，温度为50-95℃。
4.根据权利要求1所述的一种铋耐温新型环保颜料的制备工艺，其特征在于，所述步骤S4中在室温中反应时间为1-5小时，加入粉体10％-15％量的硅酸盐。
5.根据权利要求1所述的一种铋耐温新型环保颜料的制备工艺，其特征在于，所述步骤S5中通过蒸馏水、乙醇洗涤2-3次、通过105℃干燥4小时，通过600℃煅烧4-6小时。
6.根据权利要求1所述的一种铋耐温新型环保颜料的制备工艺，其特征在于，所述步骤S2中浓硝酸加入硝酸铋中，防止硝酸铋发生水解；
溶解步骤如下：
A1、将浓硝酸放入反应器中，缓慢加入硝酸铋，加入中进行缓慢搅拌；
A2、搅拌完成后，生产溶液后，将反应器中硝酸铋溶液二冷却至室温；
所述步骤A2中搅拌速度为30-50r/min。
7.根据权利要求1所述的一种铋耐温新型环保颜料的制备工艺，其特征在于，所述步骤S5中铋陶瓷颜料还包括如下步骤：
B1、将铋陶瓷颜料进行筛离，将铋陶瓷颜料通过筛离机进行筛选，合格所得的铋陶瓷颜料进行打包，未合格进行研磨；
B2、合格后的铋陶瓷颜料进行检测，检测完成后进行打包；
B3、打包后进行放置，并进行抽检。
8.根据权利要求7所述的一种铋耐温新型环保颜料的制备工艺，其特征在于，所述步骤B1中筛离机筛离所用的筛网为500-600目，不合格的铋陶瓷颜料通过研磨机进行研磨，研磨中去除内部的杂质。
9.根据权利要求7所述的一种铋耐温新型环保颜料的制备工艺，其特征在于，所述步骤B2中检测项目为色泽、耐温性、吸油量、耐光性、耐热性、耐酸性和分散性；
所述步骤B2中打包通过打包机进行打包，打包中去除空气，进行真空打包。
10.根据权利要求7所述的一种铋耐温新型环保颜料的制备工艺，其特征在于，所述步骤B3中抽检率为0.2-0.5％；
所述步骤B2中存放环境中为室温，远离酸性和碱性物质。
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