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            黃色無機顏料有哪些種類?

            發布時間:2020-07-03 16:59:48  瀏覽次數:

            黃色無機顏料是一類很重要的無機顏料,主要有鉻黃、鎘黃、鈦黃、氧化鐵黃、透明鐵黃等。

            一、鉻黃

            鉻黃的化學成分是PbCrO4,PbSO4,PbCrO4?PbO。色相由帶綠的黃色到橙色。鉻黃的品種繁多,按色澤和組成分為5類即檸檬鉻黃、淺鉻黃、中鉻黃、深鉻黃和桔鉻黃。鉻黃的相對密度5.6~6.6(對水),折射率2.10~2.70。有較好的耐溶劑性、分散性、耐光性、耐候性、遮蓋力,但耐堿性欠佳。鉻黃作為一種色彩鮮艷的黃色顏料,廣泛用于涂料和油墨中,也可作塑料和橡膠的著色劑、繪畫的顏料,但因其具有毒性,使用受到限制。鉻黃于19世紀20年代初開始工業化生產,它主要是以醋酸鉛或硝酸鉛為原料,用濕法制得。


            二、鎘黃

            鎘黃是一種古老的黃色顏料,其基本化學成分為硫化鎘或硫化鎘和硫化鋅的固溶體。其色相范圍可從淡黃經正黃、直至紅光黃。一般只含著色成分的產品為純正品,以硫酸鋇為體質顏料,含量為60%的產品叫鎘鋇黃型。依硫化鎘的組成不同,其色相可分為淡鎘黃、亮鎘黃、中鎘黃和橙鎘黃等幾種。鎘黃的晶型有兩類,一類是高溫穩定的α型,屬六方晶型,另一類為低溫穩定的β型,屬立方晶型。在常溫至500℃范圍時,兩種晶型都可以共存。鎘黃相對密度為4.38~4.58,淺黃的密度較深黃小,β型較α型親油性強。鎘黃耐堿,但不耐稀酸,它不溶于水和有機溶劑,不與H2S反應,著色力較強,遮蓋力好,耐光、耐候性優良,不遷移,不滲色;但耐磨性欠佳。鎘黃成本較低而且性能優良,故廣泛用于塑料制品的著色,此外也用于搪瓷、玻璃的著色,但其為有毒顏料,使用受到限制。鎘黃的制法有濕法和干法兩種,目前主要以濕法生產。


            三、鈦黃

            鈦黃為黃色粉末,化學組成為TiO2-NiO-Sb2O3三成分體系,故稱鈦鎳黃。鈦黃的固溶體是由發色元素鎳和銻在1000℃左右高溫通過熱擴散方式進入TiO2的晶格中,從而產生鮮艷的黃色,而且化學性質也穩定,其晶型與金紅石型TiO2相同。鈦黃的最大特點為耐熱性極佳,可達1000℃高溫而不發生變化。它在酸、堿、氧化劑、還原劑及硫化物中都很穩定。有優異的耐候性及耐久性,甚至勝過金紅石型鈦白。鈦黃缺點是色淺、著色力低、粒粗,故分散性欠佳,但其遮蓋力強,毒性極小。鈦黃主要用作卷鋼涂料、車輛涂料、航空涂料,也用于玩具涂料、塑料著色、印刷油墨及其他要求耐酸堿腐蝕的設備、墻壁涂料。鈦黃的生產是將鈦鐵礦用硫酸進行酸解,把所得的溶液水解,生成水合TiO2,再加入氧化鎳和氧化銻,煅燒粉碎而成。

            除以上三種黃色顏料外,還有氧化鐵黃、透明鐵黃等,化學分子式為Fe2O3?H2O。它具有優良的著色力、遮蓋力、耐光性,不溶于堿,微溶于酸,但熱穩定性差,主要用于建筑工業的墻面粉飾,大理石及水泥制品的著色。其次也用作油墨、橡膠著色和造紙工業等。


            四、鐵黃

            α–FeOOH 針狀 黃色    和鐵紅一樣具有很好的耐光、耐溶劑、耐堿、耐稀酸等特性,它的耐熱稍差,在135℃/1h和177℃/5min進行熱處理時,因逐漸失去結晶水而向紅相轉變,所以不能有應用于烘干溫度較高的涂料中。合成鐵黃著色力高,色光較亮,可按需要能制造出各種色相的鐵黃,研磨性也較好,它在紫外以及可見的藍色光譜段都有強烈吸收,具有屏蔽紫外光輻射的作用,而使聚合物延緩降解,延長涂層應用壽命。因價格較低,可和穩定型酞菁藍、鐵藍等配成綠色,和鐵紅、鐵黑等配成棕色。鐵黃的化學成分是Fe2O3·H2O,具有優異的不滲色性、耐化學藥品性、耐堿、耐稀酸、可溶于熱濃酸中,耐光性好、分散性好、無毒、耐熱性一般。氧化鐵黃的顏色可從帶綠相的檸檬色直至帶紅相的桔黃色,根據對色光的需要,掌握不同的工藝條件去進行控制。鐵黃的主色調為黃色,具有強烈吸收藍色和紫外線的能力,因而當涂膜中含有氧化鐵黃顏料時,可以保護高分子材料免遭紫外線的照射發生聚合物的降解。氧化鐵黃的密度為4g/cm3,一般類型的吸油量為50~60%,低吸油量類型為30~38%。純度以三氧化二鐵計算為6~88%,分子中含有結晶水,合成鐵黃實際含水11~14%。氧化鐵黃的顆粒形狀為針形,顆粒大小在0.1~0.8um之間。鐵黃的遮蓋力比一般黃色顏料強(透明鐵黃除外)。它的著色力和鉻黃差不多,比較好。由于它是針狀顏料,比表面積大,帶來了遮蓋力強,著色力好的優點,同時也帶來了一些缺點,即吸油量高,堆積比容大,在涂料配色時會產生一定的“花浮”。另外,氧化鐵黃還具有高溫脫水和還原變黑的性質,在使用時要加以考慮。氧化鐵黃耐光、耐堿性好,大量用于建筑材料,可以做成彩色水泥和磁磚,用于乳膠漆。涂料配色時,可和藍色顏料如鐵藍、酞菁藍配成綠色顏料;和紅色、黑色氧化鐵顏料拼成棕色氧化鐵顏料,也可作為合成鐵黑的原料,制成具有針形顆粒的鐵黑。使用特殊的工藝還可制成透明鐵黃,除遮蓋力與一般鐵黃不同外,其余性能大致相同,可以制裝飾性漆。氧化鐵黃的制造工藝路線也很多,通常使用的生產工藝是由硫酸亞鐵鹽與氫氧化鈉制成氫氧化鐵,然后再加入鐵片,在鐵鹽的存在下,通蒸汽汽、鼓入空氣,氧化成鐵黃,顏色逐漸由淺至深,根據所需的色光,氧化時間可以不同。最后將形成的鐵黃與鐵屑分離,水洗、過濾、干燥、粉碎后成為成品。

            五、鍶鈣黃的性質、制法、質量標準和用途

            結構式: [ Sr-Ca] Cr2O4
            性質:
            鍶鈣黃是一種將鈣離子定量摻入鉻酸鍶晶格中的晶格摻雜顏料。其外觀是呈淺檸檬黃色的松軟粉末。微溶于水,溶于鹽酸、硝酸、乙酸和氨水。耐熱性好,達600℃以上。耐光性中等,著色力、遮蓋力較低,防銹性能優異。不易燃、無味、有毒。
            制法:
            將一定摩爾比的碳酸鍶與碳酸鈣投入已加好底水(或母液)的合成釜內攪拌,升溫至沸騰,加入熱鉻酸,立即產生淡黃色沉淀。隨反應的進行,反應液的顏色從淡黃→淺黃→正黃→橘黃色。反應過程中注意控制pH值在5~6,反應到達終點pH值迅速下降,立即停止加酸并加水冷卻后經過濾、水洗,將濾餅于120℃烘干后,送至600℃磚窯或反射爐內煅燒1~2h,出爐放冷,再經表面處理粉碎制得產品。生產原料用碳酸鍶與碳酸鈣的摩爾比可控制在(20:1)~(10:1)之間,但反應中鈣離子能否真正摻雜到鉻酸鍶晶格中,必須嚴格控制反應速度及結晶條件。合成母液中含大量六價鉻離子,可以循環使用,可用之配酸、也可直接打入合成釜作底水。母液循環幾十次以后,其中累計雜質過多而影響產品質量時,可打入母液處理罐加還原劑(如硫化鈉、亞硫酸鈉等)將六價鉻離子還原后,加燒堿中和回收氧化鉻,母液達標排放。
            mSrCO3+nCaCO3+(m+n)H2CrO4→ (mSr?nCa)CrO4+(m+n)CO2式中,m:n=(20:1)~(10:1),m+n=1。


            質量標準:企業標準

            外觀
            淡黃色疏松粉末
            鍶鈣黃(以SrO+CaO計)/%
            50±1
            CrO3/%
            47.5±0.5
            密度/(g/cm3)
            3.8±0.5
            堆積密度/(g/cm3)
            1.20±0.10
            自身溶解度/%
            0.3~0.4
            粒度/μm
            ≤10

            用途:
            可用作各種金屬表面的防腐涂料。用于鋼鐵表面時只加入涂料總固體分的1%~3%即可使涂膜防銹性能成倍提高。
            經后處理的鍶鈣黃用于鋁及鋁合金表面的電泳漆,不僅可使電泳涂膜的防銹性能提高一倍以上,還可以提高泳涂力。也用于粉末涂料,取得重防腐效果。



            六、 顏料黃32(鍶黃)的性質、制法、質量標準和用途

            登記號:CAS[7789-06-2];CI 77839
            結構式:SrCrO4
            分子量:203.61
            性質:
            淡黃色結晶或粉末。密度3.67~3.77g/cm3。耐光性4~5級,油滲性為1級,耐酸耐堿為3級。耐有機溶劑,對高溫作用穩定,在550℃下煅燒1h色光不變,并具有較好的防銹性能,無油滲性。耐光性較鉛鉻黃、鋅鉻黃均強,但耐酸和耐堿性略差,遮蓋力和著色力也較低。遇堿分解,在無機酸中能完全溶解。有毒。
            制法:
            ①將26.2g(0.1mol)重鉻酸鈉溶于150mL水中配成重鉻酸鈉水溶液。另將10.6g(0.1mol)碳酸鈉溶于100mL水中配成水溶液。攪拌下將上述兩種溶液混合反應,生成鉻酸鈉溶液。稱取31.8g(0.2mol)氯化鍶溶于160mL水中配成氯化鍶溶液,然后在攪拌下將其加入制備好的鉻酸鈉溶液中,升溫至45~50℃,攪拌20min,過濾、水洗、干燥、粉碎。
            Na2Cr2O7+Na2CO3  →  2Na2CrO4+CO2
            Na2CrO4+SrCl2 → SrCrO4+2NaCl
            ②將29.5g(0.2mol)SrCO3粉末與15.2g(0.1mol)Cr2O3粉末混勻后,置于高溫爐中,通氧氣,在800℃煅燒20h制得鉻酸鍶。4SrCO3+Cr2O3+3O2 → 4SrCrO4+4CO2
            質量標準:企業標準,津Q/HG 11689-81

            外觀
            檸檬黃色粉末
            鍶(以SrO計)/%
            ≥43
            鉻(以CrO計)/%
            ≥41
            氯化物(以Cl-計)/%
            ≤0.1
            硫酸鹽(以SO42-計)/%
            ≤0.2
            水分及揮發物/%
            ≤1.0
            吸油量/%
            20~35
            遮蓋力/(g/m2)
            150
            萃取液中的鉻含量(CrO3/100mL)/%
            ≤0.1
            篩余物(通過325目)/%
            ≤3

            用途:無機黃色顏料,主要用于制造耐高溫涂料,有色金屬的防銹底漆,也用于塑料、橡膠的著色以及各種拼色,也可用于玻璃、陶瓷、油墨工業。由于熱穩定性高,用于航空工業,在劇烈的氣候變化和較高的表面溫度下,能獲得良好的阻蝕效果。


            七、顏料黃34(鉻酸鉛)的性質、制法、質量標準和用途

            登記號:CAS[1314-37-2];CI 77600
            分子式: PbCrO4
            分子量:323.22
            性質:本品為亮黃色單斜晶系結晶體。密度6.12g/cm3,熔點844℃。折射率2.42。不溶于水和油,溶于強堿類和無機強酸類。受熱時分解放出氧氣。著色力強,遮蓋力高,耐水性和耐溶劑性優良,但耐堿性差、耐光性和耐熱性中等。在大氣中不會粉化、遇硫化氫變成黑色,長期受日光作用顏色變暗。其色光隨原料配比和制造條件不同而異,通常有檸檬黃、淺鉻黃、中鉻黃、深鉻黃和橘鉻黃五種。
            1.生產原理
            將硝酸與一氧化鉛反應生成硝酸鉛,將硝酸鉛與重鉻酸鈉、明礬和碳酸鈉等反應生成鉻酸鉛沉淀,經壓濾、干燥、粉碎而得成品。PbO+2HNO3 → Pb(NO3)2+H2O
            2Pb(NO3)2?Na2Cr2O7+H2O → 2PbCrO4+2NaNO3+2HNO3
            2.技術配方
            (1)氧化鉛法

            一氧化鉛(99%)
            69
            重鉻酸鈉(Na2Cr2O7?2H2O,98%)
            45
            硝酸(98%)
            45

            (2)硝酸鉛法

            硝酸鉻(93%)
            110
            碳酸鈉(98.5%)
            34
            重鉻酸鈉(98%)

            100

            3.生產工藝
            在溶解鍋中加入水,再加入重鉻酸鈉并添加碳酸鈉,制得鉻酸鈉溶液。另將硝酸鉛溶于水中,過濾、硝酸鉛溶液轉入反應器中。反應器用碳鋼制造,用不銹鋼襯里(或襯以瓷磚),反應器裝有攪拌器,攪拌下將重鉻酸鈉溶液加入反應器中的硝酸鉛溶液中,發生復分解反應生成鉻酸鉛沉淀。靜置8~10h,傾去上清液。鉻酸鉛漿料離心分離,用水洗滌除盡可溶硝酸鹽。沉淀物于100℃下干燥,研磨過篩得鉻酸鉛。
            質量標準:

            (1)GB/T 3184-93質量規格

            指標名稱
            淺鉻黃
            中鉻黃
            深鉻黃
            外觀
            淺黃色粉末
            中黃色粉末
            深黃色粉末
            色光(與標準品相比)
            近似至微
            近似至微
            近似至微
            鉻酸鉛含量/%
            ≥60
            ≥90

            ≥85

            水溶物含量/%
            ≤1.00
            ≤1.00
            ≤1.00
            水萃取液pH值
            4.0~7.0
            5.0~8.0
            5.0~8.0
            水分含量/%
            ≤2.00
            ≤1.00
            ≤1.00
            遮蓋力/(g/m2)
            ≤75
            ≤55
            ≤45
            著色力/%
            ≥95
            ≥95
            ≥95
            吸油量/%
            ≤30
            ≤22
            ≤20

            (2)鉻酸鉛測定
            ①應用試劑
            0.1mol/L硫代硫酸鈉標準溶液;0.5%可溶性淀粉水溶液;碘化鉀;
            鹽酸-氯化鈉混合液:在100mL氯化鈉飽和溶液中,加150mL水、100mL鹽酸混合。
            ②測定
            在碘量瓶中加入0.3~0.5g試樣(準確至0.0002g)、加75mL鹽酸-氯化鈉混合液,加熱溶解,然后稀釋至150~200ml,冷卻后加碘化鉀2g,加10mL濃鹽酸放置暗處5~10min,用0.1mol/L硫代硫酸鈉滴定至溶液呈黃綠色,加淀粉指示劑3ml,繼續滴定至溶液呈綠色即為終點。
            鉻酸鉛含量(W)按下式計算:W=0.1077MV/G*100%
            式中,G為樣品質量,g;V為耗用硫代硫酸鈉標準溶液的體積,ml;M為硫代硫酸鈉標準溶液的物質的量濃度。用途:用作黃色顏料,廣泛用于油漆、油墨、塑料及橡膠著色,也用作氧化劑和制造火柴的原料。


            八、顏料黃36(鋅鉻黃)的性質、制法、質量標準和用途

            登記號:CAS[37300-23-5];CI 77955
            結構式:4ZnO?CrO3?3H2O~4ZnO?4CrO3?K2O?3H2O
            性質:鋅鉻黃為黃色粉末。其相對密度為3.36~3.97。微溶于水、吸油量為28%~46%,耐酸性一般,耐堿性較差,遮蓋力、著色力很弱。毒性為LD50=0.6~1.8g/kg。鋅鉻黃分子式為4ZnO?xCrO3?x/αK2O?3H2O。其主要成分是鉻酸鋅( ZnCrO4),習慣上常以三氧化鉻的含量(%)作為主要指標。一般三氧化鉻含量為35%~45%。另一種堿式鋅鉻黃,不含鉻酸鉀,三氧化鉻的含量在17%左右、分子式為5ZnO?CrO3?4H2O,又稱四鹽基鋅鉻黃。由于原料配比的制法的差異,可以制得不同化學成分的鋅鉻黃。鋅鉻黃可以有系列不同的化學組成,成分變動于4ZnO?CrO3?3H2O與4ZnO?4CrO3?K2O?3H2O之間。
            近似化學式:
            4ZnO?4CrO3?K2O?3H2O
            4ZnO?1.12CrO3?0.115K2O?3H2O
            5ZnO?CrO3?4H2O
            4ZnO?CrO3?3H2O
            制法:
            1.生產原理
            氫氧化鋅與重鉻酸鉀反應制得鋅鉻黃。
            4Zn(OH)2+4K2Cr2O7+4H2O →4ZnO?4CrO3?K2O?3H2O+3K2CrO4+H2CrO4+4H2O
            工業上一般用氧化鋅與重鉻酸鉀、硫酸作用,得到鋅鉻黃。
            4ZnO+H2SO4+2K2Cr2O7+2H2O →4ZnO?4CrO3?K2O?3H2O+K2O
            2.技術配方(質量份)
            (1)配方一

            氧化鋅
            100
            重鉻酸鉀
            125

            (2)配方二

            氧化鋅
            100
            重鉻酸鉀
            45

            (3)配方三

            氧化鋅
            100
            重鉻酸鉀
            150

            (4)配方四

            氧化鋅
            100
            重鉻酸鉀
            175

            (5)配方五

            鉻酸酐
            32
            氧化鋅
            100

            (6)配方六

            鉻酸酐
            25
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