一种钒酸铋颜料粉体的包膜方法与流程

本发明属于功能材料制备，特别涉及一种钒酸铋颜料粉体的包膜方法。

背景技术：

1、钒酸铋颜料粉体包膜主要是对钒酸铋主体原料通过磷酸盐和二氧化硅等无机包膜剂进行包膜，使钒酸铋颜料的耐温性能进行提升。现有技术中，巴斯夫公司采用硅酸钠或者氟硅酸钠通过水解在钒酸铋表面包覆二氧化硅，而后用耐温蜡进行包覆，以提高钒酸铋的耐温性能。杜邦公司通过在钛白粉表面包覆氧化铝、氧化硅、氧化铝和氧化硅，并且通过控制氧化铝和氧化硅的含量，推出一系列表面改性产品。中国科学院上海硅酸盐研究所通过在钒酸铋表面沉积磷酸盐，如磷酸铝、磷酸锌、磷酸钙的一种或者多种，可得到耐酸性非常优异的钒酸铋系列产品。欧美等国对钒酸铋颜料进行包膜的方法主要是将磷酸盐或其与磷酸锌等混合物对钒酸铋颜料的水悬浮液进行处理，从处理过程中分离出较为稳定的钒酸铋颜料产物。

2、另有文献提出一种对钒酸铋颜料进行包覆的方法，取一定粒径的钒酸铋基体加纯净水调制成包覆基础浆液，将包覆基础浆液加热，进行化学反应包覆并调ph,在包覆反应完成之后过滤、洗涤、烘干、煅烧、湿磨、过滤、洗涤，以获得包覆的钒酸铋。包覆后能有效改善钒酸铋颜料的耐酸性、耐碱性和耐温性。还有文献指出以bi(no3)3和nh4vo3为原料，制得松散的粉末状钒酸铋，利用na2sio3的水解反应得到sio2溶胶，然后将钒酸铋用一定浓度的dbs溶液浸泡10min，抽滤后放入sio2溶胶中，搅拌下加热反应2h，室温陈化20h，抽滤，干燥，550℃下焙烧。形成以bivo4为核以sio2为壳的复合颗粒，重复上述步骤后，1000℃焙烧1h得到包覆2次sio2的钒酸铋，它颜色鲜艳、结构松散，可耐1000℃的高温，且包覆前后均为亮黄色。另有学者通过先制备出超细钒酸铋粉末，后将它与无水乙醇、氨水、蒸馏水、正硅酸乙酯混合，搅拌下反应1h，加入焦磷酸钠，逐滴加入氧氯化锆，调ph，反应2h，陈化20h，抽滤，烘干，1000℃焙烧1h，得到包覆好的钒酸铋；此法利用正硅酸乙酯和氧氯化锆的水解反应，在钒酸铋晶体表面形成sio2·zrsio4膜，一次包覆就能使颜料经过1000℃高温的煅烧依然保持鲜艳的黄色。

3、而在专利技术方面，公开号为cn104693841a的专利提出了一种耐高温钒酸铋黄色颜料的制备工艺，利用正硅酸乙酯(teos)的水解反应，在bivo4表面形成sio2膜，使钒酸铋黄色颜料经过1000℃的高温煅烧，依然颜色鲜艳，显著提高了bivo4黄色颜料的耐高温性。公开号为cn101045827a的专利提出了一种耐高温钒酸铋黄色陶瓷颜料的生产工艺，采用表面活性剂、硅酸盐或二氧化硅溶胶、浓氨水、蒸馏水和无水乙醇对钒酸铋粉体进行包覆，制得了bivo4陶瓷黄色颜料，该颜料具有良好的耐热性能。公开号为cn104830099a的专利提出了一种包覆型二氧化硅-钒酸铋-硫酸钡高亮黄色颜料制备方法，将硫酸钡粉末与0.2-0.6m钒酸铋前驱体溶液混合，研磨20min，取出混合物在50-80℃下烘干，烘干后再研磨20min，将研磨好的粉末在400-500℃下煅烧2-4h后球磨12h，得到钒酸铋-硫酸钡复合粉体，再与0.1-0.3m二氧化硅前驱体溶液混合并研磨20min，干燥后再研磨20min，在400-500℃下煅烧2-4h后球磨12h，制备得到包覆型的二氧化硅-钒酸铋-硫酸钡颜料，粉体的颜色性能优异，其亮度和着色力明显提升。公开号为cn109705621a的专利提出了一种超细二氧化硅包裹型钼钒酸铋黄色颜料及其制备方法，采用湿化学法在液相条件下制得的超细钼钒酸铋颗粒，在未经干燥、煅烧前在无水乙醇中通过正硅酸四乙酯水解进行二氧化硅包裹，然后经陈化、抽滤，后续多次重复上述过程，该方法避免了颜料粉体的团聚和结块，颜料颗粒粒径细且均匀、分散性好。

4、综合上述研究文献及公开专利，发现上述工艺均需进行多次包覆，才能有效提高耐温性能，不仅工艺复杂，产品品质很难得到保证。此外，整体工艺流程较长，且液相和固相反应均存在废水和废气产生及工艺难以控制的问题。

技术实现思路

1、针对目前钒酸铋颜料粉体包膜方法存在的工艺流程长、复杂、存在污染等问题，本发明提出一种钒酸铋粉体的工艺简单、可控性强和环境友好的包膜技术，使钒酸铋可以更好的在功能材料领域的应用。

2、上述问题，一方面本发明公开了一种钒酸铋颜料粉体的包膜方法，所述包膜方法包括以下步骤：

3、利用无水乙醇制备钒酸铋浆体，并将所述钒酸铋浆体涂布在静电纺丝机平板接收器上；

4、将包膜剂制成包膜剂溶胶；

5、将所述包膜剂溶胶注入静电纺丝机中，重复在涂布有钒酸铋浆体的平板接收器上静电纺丝，将静电纺丝后的材料揭下后进行煅烧得到包膜钒酸铋粉体。

6、进一步地，利用无水乙醇制备钒酸铋浆体具体为：

7、将钒酸铋粉体加入到无水乙醇搅拌均匀，超声处理5-10min后过滤形成钒酸铋浆体。

8、进一步地，将包膜剂制成包膜剂溶胶包括以下步骤：

9、将包膜剂配制成浓度为0.05-0.5mol/l的包膜剂溶液，搅拌升温；

10、升温至目标温度后滴加体积分数为1-10％的硫酸溶液调节包膜剂溶液的ph至目标值，反应1-3h后，制成包膜剂溶胶。

11、进一步地，将所述包膜剂溶胶注入静电纺丝机中，重复在涂布有钒酸铋浆体的平板接收器上进行静电纺丝具体包括以下步骤：

12、将所述包膜剂溶胶注入静电纺丝机的注射器中；

13、将所述注射器固定到推射泵上，并打开推注开关，调整高压，打开平移开关，重复在平板接收器上静电纺丝。

14、进一步地，所述钒酸铋粉体和无水乙醇的投入比为每100g钒酸铋粉体加入400ml无水乙醇进行溶解。

15、进一步地，将所述钒酸铋浆体涂布在静电纺丝机平板接收器上的涂膜厚度为1-3um。

16、进一步地，目标温度为60-90℃；

17、所述包膜剂溶液的ph目标值为5-8。

18、进一步地，所述包膜剂选自含硅盐、含铝盐及含钛盐中的一种；

19、所述含硅盐包括硅酸钠，所述含钛盐包括硫酸氧钛和四氯化钛，所述含铝盐包括氯化铝、硫酸铝。

20、进一步地，煅烧条件为在600～1000℃的温度下煅烧0.5～2h。

21、另一方面，本发明还提出了一种采用所述的包膜方法制成的钒酸铋颜料粉体。

22、本发明的有益效果：

23、本发明采用静电纺丝进行包膜，利用静电纺丝高压可以将流体静电雾化的方式，将雾化分裂出的微小射流覆盖粉体表面，经过高温煅烧实现钒酸铋粉体的包膜，该方法包膜效率高、流程简单、处理时间短且无污染物产生，可以有效解决现有钒酸铋包膜需要多次包覆的问题；

24、本发明采用无水乙醇将钒酸铋分体进行超声预分散后，进行静电纺丝包膜，可保证包膜颗粒的均一性，粉体耐温性能较强。

25、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。