了解普通氧化鐵顏料

時(shí)間：2013-03-21作者：河北廊坊標(biāo)王制造有限公司瀏覽：33

      氧化鐵顏料是一個(gè)歷史相當(dāng)悠久的無機(jī)顏料，它的發(fā)展也隨著涂料、油漆等行業(yè)的起伏而變化著。下面我們來了解一下普通氧化鐵顏料的發(fā)展進(jìn)程。

　　在各類顏料中，氧化鐵顏料的產(chǎn)**僅次于鈦白粉，是*二個(gè)量大面大的無機(jī)顏料，是**大彩色顏料。氧化鐵顏料顏色多，色譜廣，遮蓋力高，著色力強(qiáng)，主色有紅、黃、黑三種，通過調(diào)配還可以得到橙、棕、綠等系列色譜的復(fù)合顏料。氧化鐵顏料有很好的耐光、耐候、耐酸、耐堿及耐溶劑性，還具有無毒性等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于建筑材料、涂料、油墨、塑料、陶瓷、造紙、磁性記錄材料等行業(yè)中。以鈦白副產(chǎn)酸亞鐵為原料。

　　在各類顏料中，氧化鐵顏料的產(chǎn)**僅次于鈦白粉，是*二個(gè)量大面大的無機(jī)顏料，是**大彩色顏料。氧化鐵顏料顏色多，色譜廣，遮蓋力高，著色力強(qiáng)，主色有紅、黃、黑三種，通過調(diào)配還可以得到橙、棕、綠等系列色譜的復(fù)合顏料。氧化鐵顏料有很好的耐光、耐候、耐酸、耐堿及耐溶劑性，還具有無毒性等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于建筑材料、涂料、油墨、塑料、陶瓷、造紙、磁性記錄材料等行業(yè)中。

　　以鈦白副產(chǎn)酸亞鐵為原料，可以生產(chǎn)很多種類的氧化鐵產(chǎn)品，是處理酸亞鐵的較佳途徑。

　　1.普通氧化鐵顏料

　　1.1.煅燒法生產(chǎn)鐵紅

　　美國(guó)市場(chǎng)上銷售的氧化鐵牌號(hào)約80個(gè)，共中有約20個(gè)是煅燒法綠礬紅;日本的煅燒法氧化鐵產(chǎn)量世界較大，年產(chǎn)約20萬噸，但其產(chǎn)品主要是用作磁性材料。我國(guó)以淄博鈷業(yè)為主的幾家工廠采用煅燒法生產(chǎn)，但其產(chǎn)品品質(zhì)較低，用途不廣，質(zhì)量和國(guó)內(nèi)普遍采用的鐵皮一法相差較遠(yuǎn)。

　　目前**的氧化鐵顏料，60%用于建筑材料，30%用于涂料。這兩類用途的氧化鐵都要求有很好的顏色和分散性，用于建筑材料的氧化鐵還**有較高的著色力(著色力低會(huì)使顏料添加量加大，影響材料強(qiáng)度等性能。)。綠礬煅燒法生產(chǎn)的鐵紅粒子較大，顏色深而且著色力也不高，基本上不能用在建筑材料上，這就使它們的應(yīng)用范圍大大縮小。

　　1.2.液相氧化法生產(chǎn)鐵紅和鐵黃

　　用(或氨)中和酸亞鐵生成氧化亞鐵，以空氣氧化氧化亞鐵制晶種，在晶種存在下用空氣氧化酸亞鐵，反應(yīng)過程中連續(xù)滴加酸亞鐵和堿(或氨)，保持一定的亞鐵濃度和PH值，通過對(duì)色光進(jìn)展的控制可以得到從淺色到深色一系列色相的氧化鐵。該工藝生產(chǎn)鐵紅和鐵黃區(qū)別在于晶種制備條件不同，酸性條件下得鐵黃晶種，堿性條件下得鐵紅晶種。用空氣液相氧化法生產(chǎn)1噸氧化鐵約需七水酸亞鐵3.5~4噸，30%的3噸或液氨　0.45噸。

　　用液相氧化法生產(chǎn)氧化鐵在我國(guó)目前還處在實(shí)驗(yàn)室階段，尚未有工業(yè)生產(chǎn)裝置。原因主要是產(chǎn)品質(zhì)量和目前成熟的鐵皮法相比還有較大差距，另外它需要消耗大量的堿或氨，生產(chǎn)成本也沒有優(yōu)勢(shì)。但作為處理鈦白副產(chǎn)酸亞鐵的有效途徑之一，這還是一套非常值得研究的生產(chǎn)工藝，關(guān)鍵在兩點(diǎn)：一是找到控制粒子均勻成長(zhǎng)的有效方法，提高產(chǎn)品質(zhì)量;二是對(duì)反應(yīng)的鹽或氨鹽回收利用，降低生產(chǎn)成本。

　　1.2.1.氨法鐵紅

　　用氨中和酸亞鐵至堿性(PH=8.5~9.5)，通入空氣氧化制得初生晶種γ-FeOOH，

　　γ-FeOOH在Fe2+誘導(dǎo)下轉(zhuǎn)化成真實(shí)晶核α-Fe2O3，這實(shí)質(zhì)是一個(gè)重新成核的過程。在

　　α-Fe2O3晶核和酸亞鐵存在下，用空氣氧化酸亞鐵，生成的三氧化二鐵沉積在晶核上，同時(shí)生成的酸用氨中和，連續(xù)滴加酸亞鐵和氨，晶核逐漸長(zhǎng)大而形成鐵紅。

　　化學(xué)反應(yīng)式如下：

　　晶種制備： FeSO4 + 2NH3·H2O = Fe(OH)2↓+ (NH4)2SO4

　　2Fe(OH)2 + ­1/2O2 = 2γ-FeOOH + H2O

　　晶種轉(zhuǎn)化： 2γ-FeOOH →α-Fe2O3 + H2O

　　二步氧化： 2 FeSO4 + ­1/2O2 +2 H2O = Fe2O3↓+ 2H2SO4

　　H2SO4 + 2NH3 = (NH4)2SO4

　　1.2.2.氨法鐵黃

　　用氨中和酸亞鐵溶液至PH值為5~6 ，中和之后體系中仍有一定量的酸亞鐵。通入空氣在常溫下氧化即制得鐵黃晶種。在晶種存在下進(jìn)行二步氧化，二步氧化的過程和氨法鐵紅相似，這里不再重復(fù)。

　　化學(xué)反應(yīng)式如下：

　　晶種制備：　　FeSO4 + 2NH3·H2O = Fe(OH)2↓+ (NH4)2SO4

　　2Fe(OH)2 + ­1/2O2 = Fe2O3·H2O + H2O

　　二步氧化： 2 FeSO4 + ­1/2O2 +3 H2O = Fe2O3·H2O↓+ 2H2SO4

　　H2SO4 + 2NH3 = (NH4)2SO4

　　1.3.氧化亞鐵凝膠氧化法生產(chǎn)鐵黑

　　以堿性物質(zhì)(NaOH、NH3等)中和酸亞鐵生成氧化亞鐵，用空氣氧化氧化亞鐵，在氧化過程中自生晶種，然后通過改變工藝條件控制粒子均勻成長(zhǎng)，從而得到粒徑微小且分布均勻的具有很高著色力的鐵黑。

　　該方法已有成熟的生產(chǎn)技術(shù)，產(chǎn)品的著色力已處在世界良好水平，今后的研究**是對(duì)應(yīng)用性能進(jìn)行改進(jìn)，使產(chǎn)品綜合性能達(dá)到世界水平。

　　1.3.1.水性體系用粒狀鐵黑

　　鐵黑的較主要用途仍然是作為建筑材料。在歐洲和美國(guó)，建材用氧化鐵都要求無粉塵，這就**對(duì)氧化鐵進(jìn)行造粒。如直接把鐵黑制成顆粒狀，會(huì)使它難以分散而影響使用性能，**添加造粒助劑。造粒助劑**滿足三個(gè)條件：①不影響鐵黑所應(yīng)用的體系的性能;②使鐵黑在干顆粒的情況下有一定的硬度;③使鐵黑顆粒在水性體系中能迅速分散。造粒助劑由潤(rùn)濕分散劑和粘合劑組成。

　　1.3.2.油性體系用**細(xì)鐵黑

　　用氣流粉碎機(jī)把鐵黑進(jìn)行**微粉碎，打碎其中的聚集體，使細(xì)度達(dá)5μm以下。在氣流粉碎前也**添加助劑，否則粒子會(huì)重新聚集達(dá)不到要求的細(xì)度。還可以通過改變助劑的類型得到不同用途的鐵黑。

　　1.3.3.耐熱鐵黑

　　由于鐵黑中的二價(jià)鐵性質(zhì)不穩(wěn)定，在溫度大于140℃時(shí)就被氧化成三價(jià)鐵而使鐵黑變紅。通過特殊的處理可

　　使鐵黑的耐熱性能提高，從而使鐵黑能應(yīng)用于一些需在較高溫度下加工和使用的涂料和塑料及其它場(chǎng)合中。

　　較著名的耐熱鐵黑是拜耳公司的303T，耐溫可達(dá)220℃。生產(chǎn)耐熱鐵黑**選用粒徑比較大熱性能相對(duì)較穩(wěn)定的鐵黑品種，先給它包上一層致密的鋁、硅包膜，再用一種耐熱性能很好的**物形成*二層包膜，同時(shí)改善它的使用性能。


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