銅鉻黑是由氧化銅與氧化鉻經(jīng)高溫合成的新型尖晶石型顏料,作為金屬氧化物顏料的代表,是無機顏料中應用最為廣泛的黑色顏料。因銅、鉻在尖晶石的晶格中,兼具穩(wěn)定性好、環(huán)保無毒等特點,廣泛應用于耐高溫涂料、工程塑料及美術顏料等領域。

本論文分別采用固相法與液相法制備銅鉻黑顏料。固相法制備銅鉻黑研究中,以Cr203與CuO為原料,采用高能球磨高溫固相法制備尖晶石型銅鉻黑顏料,利用XRD、SEM和激光粒度儀等方法對制備顏料的結構、形貌及粒度進行了表征。系統(tǒng)研究了前驅體混料方式、球磨時間、煅燒溫度、煅燒時間等條件對銅鉻黑顏料晶型、粒度的影響；探討了摻雜對銅鉻黑顏料著色力的影響。

研究表明,通過高能球磨可有效地控制顆粒大小及均勻性,NiO與CoO的摻入可顯著提高其著色力。高能球磨1O分鐘,煅燒溫度900℃,保溫時間3h下制備出了粒徑分布均勻,著色力較好的銅鉻黑顏料。

在液相法制備銅鉻黑研究中,以鉻和銅硝酸鹽為原料,十二烷基苯磺酸鈉為表面活性劑,采用尿素共沉淀法合成超細尖晶石型銅鉻黑顏料。系統(tǒng)研究了沉淀劑、煅燒溫度和表面活性劑等條件對銅鉻黑顏料晶型、形貌和粒度的影響；并探討了合成條件對銅鉻黑顏料著色力的影響。研究表明,尿素和十二烷基苯磺酸鈉可有效地控制形貌、顆粒大小及均勻性；在尿素用量為理論量4倍,表面活性劑添加量為5%,煅燒溫度800℃下制備出了形貌為六面體,平均粒徑為300nm、粒徑分布均勻,著色力優(yōu)異的超細銅鉻黑顏料。

在液相法硝酸體系研究基礎上,根據(jù)鉻化合物化學法制備過程中,鉻與硫酸根形成配離子,硫酸根具有反離子效應的原理,用硫酸銅替換硝酸銅制備銅鉻黑,研究了鉻離子濃度、表面活性劑及其添加量對銅鉻黑粒徑及著色力的影響。研究表明,硫酸根的引入極大地改善了前驅體結塊的問題,利于得到疏松的前驅體粉末,且制得粒徑均勻著色力優(yōu)異的銅鉻黑顏料。

在上述實驗基礎之上,以硫酸銅、硝酸鉻為原料,采用化學共沉淀法,進行了擴大試驗研究,研究表明,所制備的銅鉻黑顏料性能良好。