阅读说明：本技术 不同颜色凹土颜料的水热合成方法 (Hydrothermal synthesis method of attapulgite pigments with different colors ) 是由 蒋睿雯 王训芝 夏正旺 芮国峰 高晓燕 倪伶俐 陈静 于 2019-11-20 设计创作，主要内容包括：本发明涉及无机非金属材料领域,公开了一种不同颜色凹土颜料的水热合成方法,将凹凸棒石黏土加入到含有一定金属离子的水溶液中,打浆混合均匀后转入聚四氟乙烯衬底的高压反应釜中,150-200℃反应72-288h,反应结束之后,自然冷却到室温后,用去离子水洗涤至滤液中检测不到相应的金属离子(ICP检测),再于80℃烘箱中烘干后,置于马弗炉中280℃煅烧3h,得到不同颜色凹土颜料。本发明的制备方法操作方便,节能环保,制备的不同颜色的凹土颜料可应用到不同的水性高分子乳液中,其涂层产品具有耐水性好、耐候性高、色彩艳丽等优点,具有广阔的市场前景。(The invention relates to the field of inorganic non-metallic materials, and discloses a hydrothermal synthesis method of attapulgite pigments with different colors, which comprises the steps of adding attapulgite clay into an aqueous solution containing certain metal ions, pulping, mixing uniformly, transferring into a high-pressure reaction kettle with a polytetrafluoroethylene substrate, reacting for 72-288h at the temperature of 150-. The preparation method is convenient to operate, energy-saving and environment-friendly, the prepared attapulgite pigments with different colors can be applied to different water-based polymer emulsions, and the coating product has the advantages of good water resistance, high weather resistance, bright color and the like, and has wide market prospect.)

不同颜色凹土颜料的水热合成方法

技术领域

本发明涉及无机非金属材料领域，特别涉及一种不同颜色凹土颜料的水热合成方法。

背景技术

传统无机颜料通常具有较高的耐候性，但也有色谱不全、产品单调等难以克服的缺点，而且大多数无机颜料含有重金属，具有一定的毒性，因此从侧面限制了它的应用深度和广度。目前，彩色水性聚氨酯产品的获得普遍使用小分子染料。由于一般小分子染料通常是通过离子键、氢键、范德华力等被固定在水性聚氨酯上，因此与聚氨酯结合力不强，在放置、水洗、干洗、使用等过程中，易迁移至材料表面，造成不断脱落和褪色。

天然的凹凸棒石黏土矿物有部分因在成矿过程中，由于Mg²⁺的缺乏，导致其八面体结构中的部分位置被Fe³⁺取代，使得形成的凹凸棒石黏土呈砖红色。该类凹凸棒石黏土的砖红色非常的稳定，耐酸碱性、耐候性好。但是其色彩单一、纯度低，很难产业化利用。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种不同颜色凹土颜料的水热合成方法，合成的凹土颜料具有很好的耐候性，着色力强，其制备工艺简单，制备的不同颜色的凹土颜料可应用到不同的水性高分子乳液中，其涂层产品具有耐水性好、耐候性高、色彩艳丽等优点，具有广阔的市场前景。

技术方案：本发明提供了一种不同颜色凹土颜料的水热合成方法，其特征在于：按重量百分比取用原料：凹凸棒石黏土5%，金属离子水溶液2-10%，余量为水；

合成步骤如下：

（1）配制浓度为0.1g/mL~0.5g/mL的金属离子水溶液；

（2）将凹凸棒石黏土加入到所述金属离子水溶液中，打浆混合均匀后转入聚四氟乙烯衬底的高压反应釜中，150-200℃反应72-288h，反应结束之后，自然冷却到室温得样品；

（3）将所得样品用去离子水洗涤至滤液中ICP检测不到相应的金属离子，再于80℃烘箱中烘干；

（4）将烘干后的样品置于马弗炉中280℃煅烧3h，得到不同颜色的凹土颜料。（富含不同金属元素，如Fe元素呈红色、Cu元素呈蓝色、Ce元素呈土黄色）。

优选地，所述金属离子水溶液为以下任意一种：FeCl₃·6H₂O、CuCl₂·2H₂O、Ce(NO₃)₃·6H₂O。

优选地，所述凹凸棒石黏土为除杂纯化后的凹土。

优选地，在步骤（3）中，使用ICP检测所述金属离子。

有益效果：本发明通过水热法，模拟凹凸棒石黏土矿化条件，加入特定的金属离子，取代凹凸棒石黏土晶体中八面体的Mg²⁺，从而获得高纯度的具有不同颜色的凹凸棒石黏土颜料（如Fe元素呈红色、Cu元素呈蓝色、Ce元素呈土黄色）。该方法操作方便，制备的不同颜色的凹土颜料可应用到不同的水性高分子乳液中，由于凹凸棒石黏土的纤维状形貌，可以有效补强高分子材料，得到的涂层产品具有耐水性好、耐候性高、色彩艳丽等优点，具有广阔的市场前景。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本方法制备的凹土颜料具有很好的耐候性，着色力强，其制备工艺简单，适合工业化生产；

2、本方法制备的凹土颜料可应用到不同水性高分子乳液中，其涂层产品具有耐水性好、耐候性高、色彩艳丽等优点，具有广阔的市场前景。

附图说明

图1为实施例1中Fe³⁺取代的红色凹凸棒石黏土的扫描电镜图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的介绍。

实施方式1：

本实施方式提供了一种制备红色凹土颜料的水热合成法，按重量百分比取用原料：凹凸棒石黏土5%，FeCl₃·6H₂O 2%，余量为水。

合成步骤如下：

S1：称取2g FeCl₃·6H₂O溶于93g水中待用。

S2：将5g凹凸棒石黏土加入到配制好的FeCl₃水溶液中，打浆混合均匀后转入四氟乙烯衬底的高压反应釜中，180℃反应72h，反应结束之后，自然冷却到室温。

S3：将所得样品用去离子水洗涤至滤液中检测不到Fe³⁺（ICP检测），再于80℃烘箱中烘干。

S4：将烘干后的样品置于马弗炉中280℃煅烧3h，得富含铁元素的红色凹土颜料。

图1表明，经过72小时的180℃水热处理以及280℃的3小时煅烧，Fe³⁺取代的红色凹凸棒石黏土的纤维状形貌并未被破坏，其耐水、耐溶剂、耐候性能数据见表1。

实施方式2：

本实施方式提供了一种制备蓝色凹土颜料水热合成法，按重量百分比取用原料：凹凸棒石黏土5%，CuCl₂·2H₂O 5%，余量为水。

合成步骤如下：

S1：称取5g CuCl₂·2H₂O溶于90g水中待用。

S2：将5g凹凸棒石黏土加入到配制好的CuCl₂水溶液中，打浆混合均匀后转入聚四氟乙烯衬底的高压反应釜中，180℃反应144h，反应结束之后，自然冷却到室温。

S3：将所得样品用去离子水洗涤至滤液中检测不到Cu²⁺（ICP检测），再于80℃烘箱中烘干。

S4：将烘干后的样品置于马弗炉中280℃煅烧3h，得富含铜元素的蓝色凹土颜料。

其耐水、耐溶剂、耐候性能数据见表1。

实施方式3：

本实施方式提供了一种制备黄色凹土颜料的水热合成法，按重量百分比取用原料：凹凸棒石黏土5%，Ce(NO₃)₃·6H₂O 10%，余量为水。

合成步骤如下：

S1：称取10g Ce(NO₃)₃·6H₂O溶于85g水中待用。

S2：将5g凹凸棒石黏土加入到配制好的Ce(NO₃)₃水溶液中，打浆混合均匀后转入聚四氟乙烯衬底的高压反应釜中，200℃反应288h，反应结束之后，自然冷却到室温。

S3：将所得样品用去离子水洗涤至滤液中检测不到Ce³⁺（ICP检测），再于80℃烘箱中烘干。

S4：将烘干后的样品置于马弗炉中280℃煅烧3h，得富含铈元素的黄色凹土颜料。

其耐水、耐溶剂、耐候性能数据见表1。

分别对采用上述各实施方式中的方法制备出的不同颜色的凹土颜料的耐候性、耐溶剂性进行测试，测试方法如下：

耐候性能：把制备的颜料粉体，喷涂成膜后，根据GB/T 1865-2009 色漆和清漆——人工气候老化和人工辐射曝露（滤过的氙弧辐射）进行检测，1000小时后，参照GB/T 250-2008对颜料涂层的颜色变化进行判定衡量。

耐水、耐溶剂性能：按GB/T 5211.5-2008颜料耐性测定法检测试样。

将实施例1、2、3得到的荧光水性聚氨酯进行耐候性、耐水性以及耐溶剂性测试，结果如下表1所示：

表1

	耐候性能	耐水性能	耐溶剂性能
				实施例1	5级	5级	5级
实施例2	5级	5级	5级
				实施例3	5级	5级	5级

上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。