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顏料紅108

作者:女喬  文章來源:原創  發布時間:2010-12-17 12:46:38點擊次數:

化學名稱:顏料紅108
英文名:Pigment Red 108;Cadmium Red;Cadmium Red Conc X 2948;Cadmium Red Light;Cadmium Red Orange;Cadmium red;Cadmium Selenide Sulfide; Cadmium sulfoselenide red; Cadmoput Orange 5RS; Cadmopur Red BS;Cadmopur Red GS;Medium Red 1560; PigmentRed 108;Red Light 6300; Red Middle 7480
別名:硒硫化鎘;硒硫化鎘紅;大紅色素;鎘紅;鋇鎘紅;
CAS登記號:CAS[58339-34-7];
顏料索引號:C.I.77202;P.R.108
分子結構:CdS·CdSe

物理性質

顏料紅108是一種顏色非常飽滿而鮮明的紅色,其色光隨硒化鎘含量而定,硒化鎘含量越高,顏色的紅色色光越強。其特點是用硫化汞取代硒化鎘,價格較便宜,分散性能好,但毒性較大,耐熱性(約371℃)和耐候性稍差??帕P翁疚蛐?,其晶體結構主要為六方晶,也有立方晶型。有橙紅色、純紅色、暗紅色、和光紅色等不同色光品種。
標準鋇鎘紅亦稱填充型或立德粉型鎘紅,是鎘紅和BaSO4組成的填充型顏料,化學通式以xCdS·yCdSe·zBaSO4表示,x=32~24,y=8~16, z=60.相對密度5.0g/cm℃,吸油量27ml/l00g,遮蓋力400cm2/g。微溶于弱酸,溶解于強酸中放出硒化氫(H2Se)和硫化氫(H2S)等有毒氣體。具有良好的耐高溫、耐堿、耐光和耐大氣影響的性能,著色力和遮蓋力亦很好。硒硫化鎘,為從黃光紅至紫醬色粉末,為硫化鎘與硒化鎘的固溶體,其化學組成可用通式nCdS·CdSe或Cd(SxSe1-x)來表示。
實際上鎘紅包括GdS·CdSe和GdS·HgS兩種固溶體。前者稱硫化鎘紅,后者稱汞鎘紅(C.I.Pigment Red 113)。兩種鎘紅都可以與硫酸鋇組成填充型顏料。汞鎘紅為硫化鎘與硫化汞的固溶體,六方晶系。
   標準:

指標名稱

Ⅰ型

優等品

一等品

合格品

優等品

一等品

合格品

優等品

一等品

合格品

總量[鎘(Cd)+鋅(Zn)+硒(se)+硫(s]/%在0.07molL鹽酸中的可溶物

70

70

70

30

30

30

98

95

90

銻(Sb)/%

0.05

0.1

0.1

0.05

0.1

0.1

0.05

0.1

0.1

砷(As)/%

0.01

0.01

0.01

0.01

0.01

0.01

0.01

0.01

0.01

鋇(Sa)/%

0.01

0.05

0.1

0.01

0.05

0.1

0.01

0.05

0.1

鎘(Cd)/%

0.1

0.3

0.8

0.1

0.3

0.8

0.1

0.3

0.8

輅(Or)/%

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

0.1

鉛(Pb)/%

0.01

0.02

0.02

0.01

0.02

0.02

0.01

0.02

0.02

硒(Se)/%

0.01

0.01

0.01

0.01

0.01

0.01

0.01

0.01

0.01

105揮發物/%

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

水溶物(冷萃取法)/%

0.3

0.3

0.3

0.3

0.3

0.3

0.3

0.3

0.3

篩余物(45μm)/%

0.1

0.3

0.5

0.1

0.3

0.5

0.1

0.3

0.5

顏色(與標準樣比)

近似

近似

近似

相對著色力(與標準樣
比)/%

100

95

90

100

95

90

100

95

90

易分散程度/(μm30min)

20

20

20

20

20

20

20

20

20

水懸浮液pH

58

58

58

吸油量/(9100g0)

1015

1015

1015

熱穩定性(與標準樣比)

顏色沒有較大的變化


制備方法

將原料置于帶攪拌器的混合桶或研磨機中混合均勻,放進轉爐或馬弗爐中煅燒。即把第一步合成的沉淀物置于反應釜內加熱至沸騰(90~160℃),反應約12h,然后用冷水(5~15℃)使料漿驟冷,便制得鎘紅顏料,經傾析、過濾、干燥、粉碎即為成品。這是因為硒化鎘的溶度積小于硫化鎘的溶度積,硒化鎘優于硫化鎘生成。用水熱法將無定型的半成品轉化為晶體顏料。先將鎘鹽(如CdCO,)與硫化鈉和硒化氫(或硫硒化鈉)溶液反應生成硫硒化鎘(nCdS·CdSe)沉淀,然后將沉淀物于高溫煅燒制得鎘紅。CdO在此時處于活化狀態,反應性較強,立即與S和Se反應生成棕光紅色物質(含定量的GdS和CdSe)。

化學反應式:2CdSO4+2Na2S+Se—→CdS+CdSe+2Na2SO4+S

水熱法:爐料的配比和煅燒溫度決定鎘紅的色調和特性??銑賞敖漣?,緩慢加入碳酸鈉溶液,與氯化鎘反應立即生成白色碳酸鎘沉淀。調氯化鎘密度為1.l62g/cm3,用泵送至合成桶。專用鎘紅則用合適方法加工。煅燒溫度控制在550~600℃。升溫至600℃,爐料的重量變為恒定,至此CdS/CdSe完全轉化為六方晶,制得鮮紅的鎘紅。

碳酸鎘法:然后將煅燒后產物送到球磨機加水球磨。先用180g/L的硫酸溶解鎘,并加少許硝酸加速溶解。然后出料,經冷卻、濕粉碎k篩分、漂洗、過濾、干燥即得成品。往爐料中加人硫酸鋇,則可制得鋇鎘紅。從硫酸鎘制鎘紅,只需調節硒的配比,即可制其他色調的品種,如鎘紅(含Cd 69.42%、Se 16:30%、S10.61%)、鎘紫(含Cd 64.95%、Se 22.36%、Sl0.23%)、鎘橘紅(Cd 70.83%、Se 13.20%、S 12.47%)。繼續升溫至400~500℃變為鮮紅色物質,在550~565℃固溶體發色。

例如橘紅要求Se:Cd=10:90,亮紅20:80,深紫紅30:70。然后制各硒硫化鈉溶液。水熱法革除了高溫煅燒過程,縮短了工藝流程,降低了廢氣污染,是一種較新的的工藝.水熱法基本上分為兩步過程。鎘紅含20%左右的鎘和不同比例的硒,硒的含量決定鎘紅的顏色,它是工藝控制的主要因素,硒含量越高,顏料紅色就越深。以碳酸鎘、硫和硒為起始原料,直接經煅燒制取鎘紅。將配制好的硫酸鎘溶液加熱至75℃,攪拌下緩慢加入70℃左右的硫硒化鈉溶液中,控制pH≥8,反應完全后,將沉淀物灑洗三次,經過濾、烘干,得鎘紅半成品生料。用泵分別將計量好的鹽酸和硝酸從貯槽打入酸解桶內,同時投入金屬鎘花,控制加料速率并保持反應溫度在80~90℃左右。硒與硫化鈉生成的復鹽很不穩定,冷卻后硒會析出,宜使用新配制的硫硒化鈉溶液。煅燒最佳溫度為550~500℃,時間1~2h。約6~10h后,放出料漿,用泵將料漿打入漂洗桶內,經清水洗去可溶性鹽類。取樣與標準色比較合格后即出料、急冷。煅燒時顏料形成的過程大致如下:在250~300℃,CdCO3分解為CdO和CO2。第一步同上述沉淀-煅燒法中的反應過程。

將碳酸鈉溶于水,用泵從溶解桶送至高位槽,再入配制桶加水調密度為1.116~1.125g/cm3。本方法優點是縮短了工藝流程,鎘紅產品中沒有未反應的碳酸鎘殘留。按制造鎘紅的起始原料不同,沉淀一煅燒法可分為難溶性鎘鹽法(如碳酸鎘法)和易溶性鎘鹽法(如硫酸鎘法)兩種。當pH值為8~9時,停止加料,約30min反應結束,排水得碳酸鎘料漿。鎘紅成品從分離器下部進入包裝桶。生成的氯化鎘溶液經泵抽至貯槽各用。濾餅在電熱式干燥箱內烘干后,經粉碎機粉碎,再進入旋風分離器。水熱法所用的合成釜應為陶瓷材質,如用不銹鋼容器,其中含有Cu、Ag、Fe等金屬可能與顏料反應生成黑色雜質,影響產品色澤。半成品料餅經粉碎后,在580~600℃煅燒,后段工藝同“碳酸鎘法”。

化學反應式:
CdCO3→CdO+CO2
2CdO+S→2Cd+SO2
Cd+S→GdS
Cd+Se→CdSe
nCdS+CdSe→nCdS·CdSe

   沉淀-煅燒法:將硒化鈉溶于水中,再加入計量的硒粉,攪拌加熱,直至硒粉完全溶解。沉淀物經漂洗送至壓濾機過濾,進人干燥箱烘干后,再送入高溫轉爐煅燒1h左右。
但硫酸鎘法的顏料粒經均勻性和熱穩定性不如碳酸鎘法鎘紅。加入計量的硒粉,攪拌升溫至70~80℃,反應至硒全部溶解為止。生成的硫酸鎘以堿液中和,調pH=5.4~6.2,經過濾備用。粉塵經頂部去除塵系統處理。用泵將溶液抽至合成桶,升溫至70~80℃,使之與碳酸鈉反應,生成硫硒化鎘共沉淀。第二步為結晶轉化過程。
通用鎘紅的工業生產常采用煅燒法、沉淀-煅燒法和水熱法三種。經提純的硫化鈉密度調節為1.134~1.143g/cm3,用泵從貯槽吸人高位計量槽,再加入硒粉溶解桶內。

化學反應式:
Cd+2HCl—→CdCl2+H2
CdCl2+Na2CO3—→CdCOR+2NaCl
Na2S+Se+2H2O—→H2Se+S+2NaOH
4CdCO3+H2Se+2NaOH+3Na2S—→3CdS+CdSe+4Na2CO2+2H2O

   硫酸鎘法:
取樣檢查合格后,送入過濾器過濾。即在60~90℃液相中,用碳酸鎘與硫硒化鈉溶液反應,生成硒硫化鎘沉淀。

工業用途

鎘紅廣泛用于搪瓷、陶瓷、玻璃、涂料、塑料、美術顏料、印刷油墨、造紙、皮革、彩色砂石建筑材料和電子材料等行業。除汞鎘紅不宜用于聚碳酸酯外,鎘紅幾乎適用于所有樹脂和塑料,如ABS塑料、聚甲醛、丙烯酸、氨基、氟塑料、尼龍、聚酰胺、聚碳酸酯、低密度或高密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、軟質或硬質PVC、酚醛、脲蜜胺、環氧、聚氨酯、不飽和聚酯、有機玻璃、天然橡膠和硅酮橡膠等。鈦白的存在也會降低顏料的耐光性。用于聚合物時,應將鎘系顏料用于吸水性較低的體系,因為介質中的滲水性會降低顏料的耐候性。鎘紅的耐久性比鎘黃好,適于室外制品著色,如汽車涂裝和高檔烘漆。鎘紅自然硬度比其他無機顏料低,摩擦性好,可用于照相凹版印刷油墨和PVC網印油。

安全性能

鎘系顏料的急性口服中毒量為LD50=10000mg/kg,但由于鎘顏料的不溶性,在著色制品中是安全的。鎘系顏料中都含有硫,它可和多數鉛化合物反應生成黑色的硫化鉛,過氧化物和強氧化劑能使顏料褪色。

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