微波水热辅助制备强着色和优异力学性能的CoAl2O4/kaolin混合颜料

DY作者：张安杰
通讯作者：缪斌、王晓文、万加爱琴
DOI:Applied Clay Science 175 (2019) 67–75
IF：3.89 一区

本文亮点

氯化铝、高岭土、混合颜料、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、机械性能、微波水热、染料、多功能微波、微波实验、微波实验仪器

前言

2019年，Applied Clay Science 杂志在线发表了中科院兰州化物所科研团队在高蓝值CoAl2O4/高岭土杂化颜料的研究成果。该工作报道了采用微波水热辅助技术制备了高蓝值CoAl2O4/高岭土杂化颜料。所制备的杂化颜料可以作为着色剂和增强材料，提高丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的力学性能和热稳定性。

研发背景

本课题系统地研究了CoAl2O4颜料，以及制备条件对颜色参数的影响，包括pH值、煅烧温度、水热时间和水热温度等，此外，还研究了制备的混合颜料在丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)和3D打印中的应用。

图表解析

Fig. 1. 在不同条件下制备的K-HP的CIE参数：(a)水热时间、(b)水热温度、(c)pH值和(d)煅烧温度。(a) 水热时间，(b) 水热温度，(c) pH值和(d) 煅烧温度。

Fig. 2. (a)XRD图谱，(b)K的数码照片，通过微波水热法得到的前驱体，以及在不同温度下煅烧的K-HP($-Co3O4,#-CoAl2O4,◎-石英,&-高岭土,@-麝香石。■γ-AlO(OH))，(c)通过微波水热法得到的前驱体的TGA-DSC曲线，(d)分别是900℃煅烧的K-HP和1100℃煅烧的CoAl2O4的拉曼光谱。

Fig. 3. (a)水热处理后的K，(b)在900℃下水热和煅烧相结合处理的K，(c)通过水热和煅烧得到的前驱体的TEM图像。(c) 微波水热法（插图为前体的区电子衍射谱）。(d) 在900℃煅烧的K-HP(插图是前体的区电子衍射谱)。

Fig. 4. 900℃煅烧的K-HP的XPS光谱。(a)全光谱，(b)Co 2p，(c)Al 2P和(d)Si 2p。

Fig. 5. (a)XRD图谱($-Co3O4，#-CoAl2O4，◎-石英，&-高岭土，■-γ-AlO(OH))(b)K、通过常规水热法获得的前驱体和在不同温度下煅烧的HP的数码照片。

Fig. 6. (a)ABS的拉伸强度、(b)弯曲强度和(c)冲击强度分别在不同添加量的K-HP和Hal-HP下。

Fig. 7. (a)ABS的拉伸花键、(b)含2wt%K-HP的ABS的拉伸花键的断裂面的SEM图像。

 Fig. 8. (a)空白、(b)含2wt%酞菁蓝的ABS、(c)含2wt%K-HP的ABS的TGA曲线。

全文小结

通过微波水热法成功制备了具有高蓝值的钴蓝杂交颜料，并在制备过程中引入K，不仅降低了生产成本和煅烧温度，还防止了CoAl2O4纳米颗粒的聚集。研究发现，在制备过程中引入K不仅降低了生产成本和煅烧温度，而且防止了CoAl2O4纳米颗粒的聚集。有趣的是，按原样制备的混合颜料可以直接分散到塑料中，无需改性。该工作为降低钴蓝颜料的成本和能耗提供了一种有效的策略，在很大程度上无损于钴蓝颜料的生产，有利于实现钴蓝混合颜料在陶瓷、塑料、玻璃、水性涂料和油墨等众多领域的广泛应用。

祥鹄科技-本文所用产品

100ml、250ml、500ml三种微波水热压力反应釜可选。采用32L大容积奥氏体不锈钢材料特制而成，为不含磁一体式工业级腔体结构，具有耐高温、耐腐蚀、抗磁性干扰等特点。