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黄色无机颜料有哪些种类?

发布时间:2020-07-03 16:59:48  浏览次数:

黄色无机颜料是一类很重要的无机颜料,主要有铬黄、镉黄、钛黄、氧化铁黄、透明铁黄等。

一、铬黄

铬黄的化学成分是PbCrO4,PbSO4,PbCrO4•PbO。色相由带绿的黄色到橙色。铬黄的品种繁多,按色泽和组成分为5类即柠檬铬黄、浅铬黄、中铬黄、深铬黄和桔铬黄。铬黄的相对密度5.6~6.6(对水),折射率2.10~2.70。有较好的耐溶剂性、分散性、耐光性、耐候性、遮盖力,但耐碱性欠佳。铬黄作为一种色彩鲜艳的黄色颜料,广泛用于涂料和油墨中,也可作塑料和橡胶的着色剂、绘画的颜料,但因其具有毒性,使用受到限制。铬黄于19世纪20年代初开始工业化生产,它主要是以醋酸铅或硝酸铅为原料,用湿法制得。


二、镉黄

镉黄是一种古老的黄色颜料,其基本化学成分为硫化镉或硫化镉和硫化锌的固溶体。其色相范围可从淡黄经正黄、直至红光黄。一般只含着色成分的产品为纯正品,以硫酸钡为体质颜料,含量为60%的产品叫镉钡黄型。依硫化镉的组成不同,其色相可分为淡镉黄、亮镉黄、中镉黄和橙镉黄等几种。镉黄的晶型有两类,一类是高温稳定的α型,属六方晶型,另一类为低温稳定的β型,属立方晶型。在常温至500℃范围时,两种晶型都可以共存。镉黄相对密度为4.38~4.58,浅黄的密度较深黄小,β型较α型亲油性强。镉黄耐碱,但不耐稀酸,它不溶于水和有机溶剂,不与H2S反应,着色力较强,遮盖力好,耐光、耐候性优良,不迁移,不渗色;但耐磨性欠佳。镉黄成本较低而且性能优良,故广泛用于塑料制品的着色,此外也用于搪瓷、玻璃的着色,但其为有毒颜料,使用受到限制。镉黄的制法有湿法和干法两种,目前主要以湿法生产。


三、钛黄

钛黄为黄色粉末,化学组成为TiO2-NiO-Sb2O3三成分体系,故称钛镍黄。钛黄的固溶体是由发色元素镍和锑在1000℃左右高温通过热扩散方式进入TiO2的晶格中,从而产生鲜艳的黄色,而且化学性质也稳定,其晶型与金红石型TiO2相同。钛黄的最大特点为耐热性极佳,可达1000℃高温而不发生变化。它在酸、碱、氧化剂、还原剂及硫化物中都很稳定。有优异的耐候性及耐久性,甚至胜过金红石型钛白。钛黄缺点是色浅、着色力低、粒粗,故分散性欠佳,但其遮盖力强,毒性极小。钛黄主要用作卷钢涂料、车辆涂料、航空涂料,也用于玩具涂料、塑料着色、印刷油墨及其他要求耐酸碱腐蚀的设备、墙壁涂料。钛黄的生产是将钛铁矿用硫酸进行酸解,把所得的溶液水解,生成水合TiO2,再加入氧化镍和氧化锑,煅烧粉碎而成。

除以上三种黄色颜料外,还有氧化铁黄、透明铁黄等,化学分子式为Fe2O3•H2O。它具有优良的着色力、遮盖力、耐光性,不溶于碱,微溶于酸,但热稳定性差,主要用于建筑工业的墙面粉饰,大理石及水泥制品的着色。其次也用作油墨、橡胶着色和造纸工业等。


四、铁黄

α–FeOOH 针状 黄色    和铁红一样具有很好的耐光、耐溶剂、耐碱、耐稀酸等特性,它的耐热稍差,在135℃/1h和177℃/5min进行热处理时,因逐渐失去结晶水而向红相转变,所以不能有应用于烘干温度较高的涂料中。合成铁黄着色力高,色光较亮,可按需要能制造出各种色相的铁黄,研磨性也较好,它在紫外以及可见的蓝色光谱段都有强烈吸收,具有屏蔽紫外光辐射的作用,而使聚合物延缓降解,延长涂层应用寿命。因价格较低,可和稳定型酞菁蓝、铁蓝等配成绿色,和铁红、铁黑等配成棕色。铁黄的化学成分是Fe2O3·H2O,具有优异的不渗色性、耐化学药品性、耐碱、耐稀酸、可溶于热浓酸中,耐光性好、分散性好、无毒、耐热性一般。氧化铁黄的颜色可从带绿相的柠檬色直至带红相的桔黄色,根据对色光的需要,掌握不同的工艺条件去进行控制。铁黄的主色调为黄色,具有强烈吸收蓝色和紫外线的能力,因而当涂膜中含有氧化铁黄颜料时,可以保护高分子材料免遭紫外线的照射发生聚合物的降解。氧化铁黄的密度为4g/cm3,一般类型的吸油量为50~60%,低吸油量类型为30~38%。纯度以三氧化二铁计算为6~88%,分子中含有结晶水,合成铁黄实际含水11~14%。氧化铁黄的颗粒形状为针形,颗粒大小在0.1~0.8um之间。铁黄的遮盖力比一般黄色颜料强(透明铁黄除外)。它的着色力和铬黄差不多,比较好。由于它是针状颜料,比表面积大,带来了遮盖力强,着色力好的优点,同时也带来了一些缺点,即吸油量高,堆积比容大,在涂料配色时会产生一定的“花浮”。另外,氧化铁黄还具有高温脱水和还原变黑的性质,在使用时要加以考虑。氧化铁黄耐光、耐碱性好,大量用于建筑材料,可以做成彩色水泥和磁砖,用于乳胶漆。涂料配色时,可和蓝色颜料如铁蓝、酞菁蓝配成绿色颜料;和红色、黑色氧化铁颜料拼成棕色氧化铁颜料,也可作为合成铁黑的原料,制成具有针形颗粒的铁黑。使用特殊的工艺还可制成透明铁黄,除遮盖力与一般铁黄不同外,其余性能大致相同,可以制装饰性漆。氧化铁黄的制造工艺路线也很多,通常使用的生产工艺是由硫酸亚铁盐与氢氧化钠制成氢氧化铁,然后再加入铁片,在铁盐的存在下,通蒸汽汽、鼓入空气,氧化成铁黄,颜色逐渐由浅至深,根据所需的色光,氧化时间可以不同。最后将形成的铁黄与铁屑分离,水洗、过滤、干燥、粉碎后成为成品。

五、锶钙黄的性质、制法、质量标准和用途

结构式: [ Sr-Ca] Cr2O4
性质:
锶钙黄是一种将钙离子定量掺入铬酸锶晶格中的晶格掺杂颜料。其外观是呈浅柠檬黄色的松软粉末。微溶于水,溶于盐酸、硝酸、乙酸和氨水。耐热性好,达600℃以上。耐光性中等,着色力、遮盖力较低,防锈性能优异。不易燃、无味、有毒。
制法:
将一定摩尔比的碳酸锶与碳酸钙投入已加好底水(或母液)的合成釜内搅拌,升温至沸腾,加入热铬酸,立即产生淡黄色沉淀。随反应的进行,反应液的颜色从淡黄→浅黄→正黄→橘黄色。反应过程中注意控制pH值在5~6,反应到达终点pH值迅速下降,立即停止加酸并加水冷却后经过滤、水洗,将滤饼于120℃烘干后,送至600℃砖窑或反射炉内煅烧1~2h,出炉放冷,再经表面处理粉碎制得产品。生产原料用碳酸锶与碳酸钙的摩尔比可控制在(20:1)~(10:1)之间,但反应中钙离子能否真正掺杂到铬酸锶晶格中,必须严格控制反应速度及结晶条件。合成母液中含大量六价铬离子,可以循环使用,可用之配酸、也可直接打入合成釜作底水。母液循环几十次以后,其中累计杂质过多而影响产品质量时,可打入母液处理罐加还原剂(如硫化钠、亚硫酸钠等)将六价铬离子还原后,加烧碱中和回收氧化铬,母液达标排放。
mSrCO3+nCaCO3+(m+n)H2CrO4→ (mSr•nCa)CrO4+(m+n)CO2式中,m:n=(20:1)~(10:1),m+n=1。


质量标准:企业标准

外观
淡黄色疏松粉末
锶钙黄(以SrO+CaO计)/%
50±1
CrO3/%
47.5±0.5
密度/(g/cm3)
3.8±0.5
堆积密度/(g/cm3)
1.20±0.10
自身溶解度/%
0.3~0.4
粒度/μm
≤10

用途:
可用作各种金属表面的防腐涂料。用于钢铁表面时只加入涂料总固体分的1%~3%即可使涂膜防锈性能成倍提高。
经后处理的锶钙黄用于铝及铝合金表面的电泳漆,不仅可使电泳涂膜的防锈性能提高一倍以上,还可以提高泳涂力。也用于粉末涂料,取得重防腐效果。



六、 颜料黄32(锶黄)的性质、制法、质量标准和用途

登记号:CAS[7789-06-2];CI 77839
结构式:SrCrO4
分子量:203.61
性质:
淡黄色结晶或粉末。密度3.67~3.77g/cm3。耐光性4~5级,油渗性为1级,耐酸耐碱为3级。耐有机溶剂,对高温作用稳定,在550℃下煅烧1h色光不变,并具有较好的防锈性能,无油渗性。耐光性较铅铬黄、锌铬黄均强,但耐酸和耐碱性略差,遮盖力和着色力也较低。遇碱分解,在无机酸中能完全溶解。有毒。
制法:
①将26.2g(0.1mol)重铬酸钠溶于150mL水中配成重铬酸钠水溶液。另将10.6g(0.1mol)碳酸钠溶于100mL水中配成水溶液。搅拌下将上述两种溶液混合反应,生成铬酸钠溶液。称取31.8g(0.2mol)氯化锶溶于160mL水中配成氯化锶溶液,然后在搅拌下将其加入制备好的铬酸钠溶液中,升温至45~50℃,搅拌20min,过滤、水洗、干燥、粉碎。
Na2Cr2O7+Na2CO3  →  2Na2CrO4+CO2
Na2CrO4+SrCl2 → SrCrO4+2NaCl
②将29.5g(0.2mol)SrCO3粉末与15.2g(0.1mol)Cr2O3粉末混匀后,置于高温炉中,通氧气,在800℃煅烧20h制得铬酸锶。4SrCO3+Cr2O3+3O2 → 4SrCrO4+4CO2
质量标准:企业标准,津Q/HG 11689-81

外观
柠檬黄色粉末
锶(以SrO计)/%
≥43
铬(以CrO计)/%
≥41
氯化物(以Cl-计)/%
≤0.1
硫酸盐(以SO42-计)/%
≤0.2
水分及挥发物/%
≤1.0
吸油量/%
20~35
遮盖力/(g/m2)
150
萃取液中的铬含量(CrO3/100mL)/%
≤0.1
筛余物(通过325目)/%
≤3

用途:无机黄色颜料,主要用于制造耐高温涂料,有色金属的防锈底漆,也用于塑料、橡胶的着色以及各种拼色,也可用于玻璃、陶瓷、油墨工业。由于热稳定性高,用于航空工业,在剧烈的气候变化和较高的表面温度下,能获得良好的阻蚀效果。


七、颜料黄34(铬酸铅)的性质、制法、质量标准和用途

登记号:CAS[1314-37-2];CI 77600
分子式: PbCrO4
分子量:323.22
性质:本品为亮黄色单斜晶系结晶体。密度6.12g/cm3,熔点844℃。折射率2.42。不溶于水和油,溶于强碱类和无机强酸类。受热时分解放出氧气。着色力强,遮盖力高,耐水性和耐溶剂性优良,但耐碱性差、耐光性和耐热性中等。在大气中不会粉化、遇硫化氢变成黑色,长期受日光作用颜色变暗。其色光随原料配比和制造条件不同而异,通常有柠檬黄、浅铬黄、中铬黄、深铬黄和橘铬黄五种。
1.生产原理
将硝酸与一氧化铅反应生成硝酸铅,将硝酸铅与重铬酸钠、明矾和碳酸钠等反应生成铬酸铅沉淀,经压滤、干燥、粉碎而得成品。PbO+2HNO3 → Pb(NO3)2+H2O
2Pb(NO3)2•Na2Cr2O7+H2O → 2PbCrO4+2NaNO3+2HNO3
2.技术配方
(1)氧化铅法

一氧化铅(99%)
69
重铬酸钠(Na2Cr2O72H2O,98%)
45
硝酸(98%)
45

(2)硝酸铅法

硝酸铬(93%)
110
碳酸钠(98.5%)
34
重铬酸钠(98%)

100

3.生产工艺
在溶解锅中加入水,再加入重铬酸钠并添加碳酸钠,制得铬酸钠溶液。另将硝酸铅溶于水中,过滤、硝酸铅溶液转入反应器中。反应器用碳钢制造,用不锈钢衬里(或衬以瓷砖),反应器装有搅拌器,搅拌下将重铬酸钠溶液加入反应器中的硝酸铅溶液中,发生复分解反应生成铬酸铅沉淀。静置8~10h,倾去上清液。铬酸铅浆料离心分离,用水洗涤除尽可溶硝酸盐。沉淀物于100℃下干燥,研磨过筛得铬酸铅。
质量标准:

(1)GB/T 3184-93质量规格

指标名称
浅铬黄
中铬黄
深铬黄
外观
浅黄色粉末
中黄色粉末
深黄色粉末
色光(与标准品相比)
近似至微
近似至微
近似至微
铬酸铅含量/%
≥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
遮盖力/(g/m2)
≤75
≤55
≤45
着色力/%
≥95
≥95
≥95
吸油量/%
≤30
≤22
≤20

(2)铬酸铅测定
①应用试剂
0.1mol/L硫代硫酸钠标准溶液;0.5%可溶性淀粉水溶液;碘化钾;
盐酸-氯化钠混合液:在100mL氯化钠饱和溶液中,加150mL水、100mL盐酸混合。
②测定
在碘量瓶中加入0.3~0.5g试样(准确至0.0002g)、加75mL盐酸-氯化钠混合液,加热溶解,然后稀释至150~200ml,冷却后加碘化钾2g,加10mL浓盐酸放置暗处5~10min,用0.1mol/L硫代硫酸钠滴定至溶液呈黄绿色,加淀粉指示剂3ml,继续滴定至溶液呈绿色即为终点。
铬酸铅含量(W)按下式计算:W=0.1077MV/G*100%
式中,G为样品质量,g;V为耗用硫代硫酸钠标准溶液的体积,ml;M为硫代硫酸钠标准溶液的物质的量浓度。用途:用作黄色颜料,广泛用于油漆、油墨、塑料及橡胶着色,也用作氧化剂和制造火柴的原料。


八、颜料黄36(锌铬黄)的性质、制法、质量标准和用途

登记号:CAS[37300-23-5];CI 77955
结构式:4ZnO•CrO3•3H2O~4ZnO•4CrO3•K2O•3H2O
性质:锌铬黄为黄色粉末。其相对密度为3.36~3.97。微溶于水、吸油量为28%~46%,耐酸性一般,耐碱性较差,遮盖力、着色力很弱。毒性为LD50=0.6~1.8g/kg。锌铬黄分子式为4ZnO•xCrO3•x/αK2O•3H2O。其主要成分是铬酸锌( ZnCrO4),习惯上常以三氧化铬的含量(%)作为主要指标。一般三氧化铬含量为35%~45%。另一种碱式锌铬黄,不含铬酸钾,三氧化铬的含量在17%左右、分子式为5ZnO•CrO3•4H2O,又称四盐基锌铬黄。由于原料配比的制法的差异,可以制得不同化学成分的锌铬黄。锌铬黄可以有系列不同的化学组成,成分变动于4ZnO•CrO3•3H2O与4ZnO•4CrO3•K2O•3H2O之间。
近似化学式:
4ZnO•4CrO3•K2O•3H2O
4ZnO•1.12CrO3•0.115K2O•3H2O
5ZnO•CrO3•4H2O
4ZnO•CrO3•3H2O
制法:
1.生产原理
氢氧化锌与重铬酸钾反应制得锌铬黄。
4Zn(OH)2+4K2Cr2O7+4H2O →4ZnO•4CrO3•K2O•3H2O+3K2CrO4+H2CrO4+4H2O
工业上一般用氧化锌与重铬酸钾、硫酸作用,得到锌铬黄。
4ZnO+H2SO4+2K2Cr2O7+2H2O →4ZnO•4CrO3•K2O•3H2O+K2O
2.技术配方(质量份)
(1)配方一

氧化锌
100
重铬酸钾
125

(2)配方二

氧化锌
100
重铬酸钾
45

(3)配方三

氧化锌
100
重铬酸钾
150

(4)配方四

氧化锌
100
重铬酸钾
175

(5)配方五

铬酸酐
32
氧化锌
100

(6)配方六

铬酸酐
25
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