活性氧化硅烧结法制备硅铁红陶瓷颜料_黄剑锋

图/ 复合涂料的 *?@ 照片
硅铁红色料原本是一种产自法国的天然陶瓷坯用色料， 它在陶瓷行业中主要用于玻化砖坯体的着色， 在坯体中的加
收稿日期： ’!!/1!B1’; 作者简介： 黄剑锋， 男， 重庆人， 博士， 副教授， 主要从事无 &%;! 年生， 机非金属材料的研究。电话： !%&!1/(;!;!"， ?X5+HEA\TUGR]&8/<WLX。
图/ 烧结温度与颜料包裹率的关系
加入量的增加， 颜料包裹率呈 直 线 降 低 ， 这 说 明 矿 化 剂 :$+ 不利于其包裹氧化铁。这可能是由于 :$+ 的引入， 使得 ’()& 和 +,&)- 在 ""33 5下发生了反应。 这也可以从使用活性氧化 硅为原料的颜料显微结构（ 图 ;） 中看出， 在未加入 :$+ 的情 况下（ 图 ;$%， 颜料颗粒周围明显有一层保护层， 而 引 入 :$+ 后（ 图 ;. ） 颗粒之间界限模糊， 颗粒集结， 颜料的包裹效果变 差。与此相反， 采用普通石英为原料时， :$+ 的加入量在一定 范围内（ 可以提高颜料的 包 裹 率 ， 之后， 随加入量 32/<4&< ） 增加， 颜料的包裹率降低 #见图 8 ） 。
（ 自制的改性锌型抗菌剂与涂料相容 性 好 ， 对涂料的 &） 基本性能无负面影响。’" A 对大肠杆菌的杀菌率为 %%<B’#，
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装饰装修材料
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用 !"#。 近年来， 一些研究者采用天然石英为包裹材料， 研究了烧 结法制备硅铁红颜料 。 本文采用活性氧化硅为原料制备硅铁
参考文献：
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从图 / 可以看出， 最佳包裹率对应有一个适当的烧结温 度：以普通石英为原料时，最佳烧结温度应该控制在 ""/34 而以活性氧化硅为原料制备颜料时， 最佳烧结温度 "&33 5 ； 应该控制在 ""334""/3 5 ，比采用普通石英为原料时降低
/3 5 左右，这说明采用活性较大的原料可以降低颜料的合
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保温材料与建筑节能
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耐碱性 0 饱和 J5C,ZD’2 &!! A ， 不起泡， 不掉粉 遮盖力 6 （ Y 6 X’） 耐擦洗性
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%， +4 分 别 为 采 用 活 性 氧 化 硅 与 天 然 石 英 的 ()*+ 0 CD+*" 比 与 颜
料红度值的关系； "， $4 分 别 为 采 用 活 性 氧 化 硅 与 天 然 石 英 的 ()*+ 0
CD+*" 比与颜料明度值的关系。
从图 " 可见， 颜料的红度值随 ()*+ 0 CD+*" 比的增加呈现 先降低后增加的趋势，这与颜料的包裹率变化规律 刚 好 相 反， 而明度却随 ()*+ 0 CD+*" 比的增加而略有增加。 这说明 ()*+ 含量的增加导致颜料在一定范围内包裹率增加，而使得
图+
活性 ()*+， 湖州万能硅微粉厂， "’’ 目； $’’ 目。 %&+ 实验方法及测试 （ 将氧化铁、 氟化钠以及氧化硅原料按照配比配料， 用 %） 快速研磨机研磨均匀后过 "’’ 目筛， 烘干， 分别在不 同 温 度 下进行热处理（ ， 制得硅铁红颜料； %’,’-%+,’ .） （ 将制备的 颜 料 用 日 本 理 学 / 0 1234"5664 衍 射 仪 进 +） 行 67/ 衍射分析、 用 (849’ 型色度色差仪进行颜色分析， 采 用透射式光学显微镜对颜料进行表面形貌观察。颜料包裹率 的测定采用 ":; 的浓盐酸浸泡颜料 %+ <，包裹率采用下式 计算：
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图 + 为 在 %%,’ . 下 ， 指摩尔比， 下同） 与颜 ()*+ 0 CD+*" （ 料包裹率的关系。
红颜料，并对比研究了以普通石英以及活性氧化硅制备的颜 料性能， 同时还研究了工艺条件对硅铁红陶瓷颜料的影响。
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实
验
实验用原料 氧化铁、 氟化钠、 盐酸， 均为化学纯； 陕西洛川天然石英，
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装饰装修材料
（）
（） 图!
（） 氧化铁及其包裹颜料的表面形貌
（）
（）
由图 ! 可以清楚地看出： （ 原料氧化铁为黑色颗粒 # 见 "） 图 !$%； （ 采用活性 ’()& 为原料的情况下， &） ’()& * +,&)- 为 & 时
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结
论
082
KLMMLF+I @ ， N.FO+M5M+I P ， KLFO5I P<*QROS LT 5U 9F5G5H+I J J ， Q+V5WQ.F+5H WLXGLI+Q. JR 6 *+,’ QA+U WL5Q+UYI<*LH1P.H *W+.UW. 5UO 9.WAULHLYS ， ’!!/ ， ’8C/DE&’&/1&’&B<
裹率与温度之间的关系相反。此外， 颜料的明度随温度的升 高而略有增加， 但是在研究的温度范围内变化不明显。 同时比较 & 种原料制备的颜料， 以活性氧化硅为原料制 备的颜料包裹率及颜色均较好。
# 见图 !.% 只有部分氧化铁颗粒被 " 层物质 包 裹 ， ’()& * +,&)为 / 时 # 见图 !0% 氧化铁颗粒表面的包裹层增厚， 同时被包裹 的颗粒增加； 与此相比， 在 ’()& * +,&)- 相同下， 采用天然石英 所制备的颜料包裹效果较差，一些 +,&)- 颗粒未被包裹或呈 现半包裹状态（ 分别见图 ! 中的 1 和 , ） 。
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矿化剂对硅铁红颜料的影响 图 8 为在 ""33 5 、 矿化剂 :$+ 的加入 ’()& * +,&)-9/ 时，
量与颜料包裹率的关系。
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烧结温度对硅铁红颜料的影响 图 / 为烧结温度与颜料包裹率的关系。
图8
矿化剂 :$+ 的加入量与颜料包裹率的关系
从图 8 可以看出， 采用活性氧化硅为原料时， 随矿化剂
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家标准要求。
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复合涂料的基本性能（ 见表 ( ）
表(
测试项目 容器中状态 涂膜外观 储存稳定性 6 月 表干时间 6 X+U
复合涂料的基本性能
测试结果 无硬块， 手感细腻 颜色均匀， 光滑 测试方法 目测 目测 室温下放置
成温度。 图 6 显示了烧结温度与颜料颜色的关系。
（） 图; 图6 烧结温度与颜料颜色的关系
（）
不加 :$+#$%与加入 &<:$+#.% 的颜料显微结构
"， &7 分 别 为 采 用 活 性 氧 化 硅 与 天 然 石 英 配 制 的 颜 料 红 度 值 与
烧结温度的关系； -， !7 分别为采用活性氧化硅与天 然 石 英 配 制 的 颜 料明度与烧结温度的关系
()*+ 0 CD+*" 比与颜料包裹率的关系
从图 + 可以看出： （ 随 ()*+ 0 CD+*" 比的增加， 颜料的包 %） 裹率开始呈增加趋势， 当氧化硅含量达到一定数值时包裹率 出现极大值：采用天然石英所制备的颜料在 ()*+ 0 CD+*"=$-, 时出现极大值，而采用活性氧化硅为原料的颜料却在 ()*+ 0 说明在获得最佳包裹率的情况下， CD+*"=,-: 时出现极大值， 活性氧化硅的用量更大一些。这也暗示了采用活性氧化硅为 原料所得到的颜料 ()*+ 包裹层可能更厚一些。 ?+@采用活性氧 化硅为原料制备的颜料包裹率整体高于采用天然石 英 所 制 备的颜料。 图 " 显示了 ()*+ 0 CD+*" 比与颜料颜色的关系。