一種新型氟代氯氧化鉍的制備方法
【專利摘要】本發明公開提供一種新型氟代氯氧化鉍的制備方法。將含氟氯鉍鹽溶液與氫氧化鈉溶液同時加入到濃鹽酸和表面活性劑反應體系中，當加入反應體系中的含氟氯鉍鹽溶液加入完畢后，迅速加入氫氧化鈉溶液使所述反應體系的溶液的pH值為10，靜置分層后除去上清液，將所得固體經去離子水洗滌后得到氟代氯氧化鉍薄片晶體。本發明中的氟代氯氧化鉍薄片晶體不僅具有有序排列的規則形狀的正方形和正八邊形，有效提高其遮蓋力、光亮度等效果，具有良好的化學穩定性以及優良的耐候性、耐溫性，根據不同的需求可控制氟取代比例。所述的氟代氯氧化鉍薄片晶體造價便宜、珠光性能好，制備方法操作簡便。
【專利說明】一種新型氟代氯氧化鉍的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種氟代氯氧化鉍薄片晶體及其制備方法，特別涉及具有耐候性、耐溫性和良好珠光性能的氟代氯氧化鉍晶體及其制備。
【背景技術】
[0002]珠光顏料是一類效應顏料，它因具有獨特的光澤和迷人的艷光而得名，長期以來獲得人們的喜愛而廣受歡迎。天然珍珠雖然有很好的珠光效果，且沒有毒素，但它作為一種天然物質，資源有限、價格昂貴、制備過程復雜，導致應用范圍受限；早期人工合成的珠光顏料如:二、三十年代制備得到的氯化高汞狀晶體以及不同類型的砷、鉛晶體，四十年代出現硫代硫酸鉛片晶、磷酸鉛片晶，1959年出現的堿式碳酸鉛顏料等，這些人工合成的珠光顏料的光學特性和物化性能都較差，且具有毒性和較為昂貴的造價，而被很多國家限制了它的使用。
[0003]由于無毒無害及其高光澤度，B1Cl被作為一種綠色無機珠光顏料廣泛的應用到高品質化妝品、塑料工業添加劑、涂料、干電池陰極原料等。如中國專利CN 102010003 A(室溫固相反應制備氯氧化鉍的方法)公開了一種利用室溫固相反應制備氯氧化鉍的方法，以含氧鉍鹽和氯化鈉為原料，在室溫下混合研磨或球磨，水洗去除可溶副產物，干燥，即獲得氯氧化鉍產物。該方法工藝簡單、高效，成本低廉，易于放大，特別是整個制備方法中不使用酸堿及有機添加劑，不需要加熱，節能并且綠色無污染。
[0004]中國專利CN 101935022 A (形狀可控的板式氯氧化鉍晶體及其制備方法)提供一種氯氧化鉍晶體的制備方法。本發明中的氯氧化鉍晶體為規則形狀的正方形和正八邊形薄板氯氧化鉍晶體；制備過程中，通過選擇不同的表面活性劑，包覆在氯氧化鉍晶種的表面，使氯氧化鉍晶體能夠在不同的酸性介質中定向的生長成而制得。所述的氯氧化鉍晶體具有比不規則氯氧化鉍晶體更好的絢光效果和遮蓋力。
[0005]但是，傳統的氯氧化鉍珠光顏料其光澤度較低，耐候性較差，因此我們希望能夠對其進行改性，從而提高其耐候性、高珠光性等各方面的性能。
[0006]武漢理工大學利用幾種不同的制備方法對B1Cl進行改性，合成一系列云母復合改性的B1Cl珠光顏料，并對其性能進行評估發現，經過Ti (或Zr)改性的B1Cl-云母珠光顏料，其光澤度和耐候性有所提高(張高科，歐陽世翕.層狀B1Cl—云母珠光顏料的研制[J].金屬礦山，2002 (3): 29-30.)。但是這種方法的制備過程較為復雜、造價較為昂貴。
[0007] 又如美國專利US 5149369 (Bismuth oxychloride nacreous pigment havingimproved weather fastness and the product1n thereof)通過對B1Cl 進行稀土金屬(Ce等)摻雜，從而增加氯氧化鉍珠光顏料的紫外光穩定性和耐氣候性；專利03819551.8通過使氯氧化鉍晶體生長、并在水解完成前加入炭黑微粒從而成功在氯氧化鉍晶體中嵌入炭黑微粒，改進氯氧化鉍效應顏料的光穩定性和亮度。但是這類發明和制備得到的氯氧化鉍晶體，都是不規則的晶體形狀，影響了其自身的光亮度，且價格都較昂貴，限制了其應用領域。
【發明內容】
[0008]本發明的目的不僅是提供一種有規則形狀的正方形和正八邊形的氯氧化鉍薄片晶體，而且對其進行F元素的摻雜，從而得到一種B1ClhFx薄片晶體及其制備方法。本發明方法造價便宜、操作簡便，并且產品穩定性高、耐候性強、珠光性能好等。
[0009]本發明方法制備得到的氟代氯氧化鉍薄片晶體不僅具有有序排列的規則形狀的正方形和正八邊形，有效提高其遮蓋力、光亮度等效果，且由于氟是電負性最大的元素，因此氟取代的氯氧化鉍薄片晶體具有良好的化學穩定性以及優良的耐候性、耐溫性等。
[0010]本發明氯氧化鉍晶體的生長是通過下列的反應進行的:
Bi203+6HN03 — 2Bi (NO3) 3+3H20
【權利要求】
1.一種氟代氯氧化鉍薄片晶體的制備方法，其特征在于: a)在12L去離子水中加入9(T200 mL濃鹽酸和表面活性劑，以30(T600 rpm機械攪拌均勻，控制反應溫度在7(T80 °C范圍內； b)將含氟氯鉍鹽溶液與氫氧化鈉溶液同時加入到步驟a)的反應體系中，控制氫氧化鈉溶液的加入速度以保持所述反應體系的PH值穩定不變； c)當含氟氯鉍鹽溶液與氫氧化鈉溶液同時加到步驟b)的反應體系中的時間為30min之后，將兩種溶液加入的速度提高到初始速度的1.5^2.0倍，控制氫氧化鈉溶液的加入速度以保持溶液的PH值維持跟步驟b)—樣； d)當加入到步驟b)的反應體系中的含氟氯鉍鹽溶液加入完畢后，迅速加入氫氧化鈉溶液使所述反應體系的溶液的PH值為10，靜置分層后除去上清液，將所得固體經去離子水洗滌后得到氟代氯氧化鉍薄片晶體。
2.根據權利要求1所述的氟代氯氧化鉍薄片晶體的制備方法，其特征在于所述含氟氯鉍鹽溶液為氯化鉍、硝酸鉍和氟化鉍的混合溶液。
3.根據權利要求1所述的氟代氯氧化鉍薄片晶體的制備方法，其特征在于所制得的氟代氯氧化鉍薄片晶體的粒徑為10-20 μ m0
4.根據權利要求1或2或3所述的氟代氯氧化鉍薄片晶體的制備方法，其特征在于含氟氯鉍鹽溶液由下述方法制備而成的:將濃硝酸加入到去離子水中，配置成稀硝酸；將氧化鉍和氟化鈉固體加入到所配置的稀硝酸中，然后緩慢加入濃鹽酸，以上反應過程控制溫度不超過50 °C。
5.根據權利要求1或2或3所述的氟代氯氧化鉍薄片晶體的制備方法，其特征在于含氟氯鉍鹽溶液的濃度為0.1~1.0 moL/L，氯化鉍、硝酸鉍和氟化鉍之間的配比為(0.2-0.5):(0.4-0.6): (0.0-1.0) ο
6.根據權利要求1或2或3所述的氟代氯氧化鉍薄片晶體的制備方法，其特征在于氫氧化鈉溶液濃度為10~30 wt%0
7.根據權利要求1或2或3所述的氟代氯氧化鉍薄片晶體的制備方法，其特征在于表面活性劑選自十六烷基三甲基氯化銨、二椰子基二甲基氯化銨、十四烷基二甲基氧化胺或十八烷基二甲基氧化胺，其加入量與去離子水的重量比為0.3~1.0: 1000。
8.根據權利要求1或2或3所述的氟代氯氧化鉍薄片晶體的制備方法，其特征在于氫氧化鈉溶液濃度優選為20 wt%，含氟氯鉍鹽溶液的濃度優選為0.7~0.8 moL/L，氯化鉍、硝酸鉍和氟化鉍之間的配比優選為(0.4-0.5): (0.5-0.6): (0-0.4);濃鹽酸濃度優選為36~37.5 wt%0
9.根據權利要求1或2或3所述的氟代氯氧化鉍薄片晶體的制備方法，其特征在于表面活性劑優選十八烷基三甲基氯化銨，其加入量與去離子水的重量比優選0.35、.5:1000。
10.權利要求1-9 任一所述的氟代氯氧化鉍薄片晶體的制備方法制得的氟代氯氧化鉍薄片晶體。
【文檔編號】C30B29/16GK104131353SQ201410333684
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月15日 優先權日:2014年7月15日
【發明者】錢慶榮, 周為明, 柯梅珍, 陳慶華, 黃寶銓, 肖荔人, 劉欣萍, 許兢, 薛琿, 羅永晉 申請人:福建師范大學