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解決方案 | XH-8000Plus 微波水熱輔助制備強著色和優異力學性能的CoAl2O4/kaolin混合顏料

發布時間：

2020/07/05 22:47

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第一作者：張安杰
通訊作者：繆斌、王曉文、萬加愛琴
DOI:Applied Clay Science 175 (2019) 67–75
IF：3.89 一區

本文亮點

氯化鋁、高嶺土、混合顏料、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、機械性能、微波水熱、染料、多功能微波、微波實驗、微波實驗儀器

前言

2019年，Applied Clay Science 雜志在線發表了中科院蘭州化物所科研團隊在高藍值CoAl2O4/高嶺土雜化顏料的研究成果。該工作報道了采用微波水熱輔助技術制備了高藍值CoAl2O4/高嶺土雜化顏料。所制備的雜化顏料可以作為著色劑和增強材料，提高丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的力學性能和熱穩定性。

研發背景

本課題系統地研究了CoAl2O4顏料，以及制備條件對顏色參數的影響，包括pH值、煅燒溫度、水熱時間和水熱溫度等，此外，還研究了制備的混合顏料在丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)和3D打印中的應用。

圖表解析

Fig. 1. 在不同條件下制備的K-HP的CIE參數：(a)水熱時間、(b)水熱溫度、(c)pH值和(d)煅燒溫度。(a) 水熱時間，(b) 水熱溫度，(c) pH值和(d) 煅燒溫度。

Fig. 2. (a)XRD圖譜，(b)K的數碼照片，通過微波水熱法得到的前驅體，以及在不同溫度下煅燒的K-HP($-Co3O4,#-CoAl2O4,◎-石英,&-高嶺土,@-麝香石?！靓?AlO(OH))，(c)通過微波水熱法得到的前驅體的TGA-DSC曲線，(d)分別是900℃煅燒的K-HP和1100℃煅燒的CoAl2O4的拉曼光譜。

Fig. 3. (a)水熱處理后的K，(b)在900℃下水熱和煅燒相結合處理的K，(c)通過水熱和煅燒得到的前驅體的TEM圖像。(c) 微波水熱法（插圖為前體的區電子衍射譜）。(d) 在900℃煅燒的K-HP(插圖是前體的區電子衍射譜)。

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

Fig. 5. (a)XRD圖譜($-Co3O4，#-CoAl2O4，◎-石英，&-高嶺土，■-γ-AlO(OH))(b)K、通過常規水熱法獲得的前驅體和在不同溫度下煅燒的HP的數碼照片。

Fig. 6. (a)ABS的拉伸強度、(b)彎曲強度和(c)沖擊強度分別在不同添加量的K-HP和Hal-HP下。

Fig. 7. (a)ABS的拉伸花鍵、(b)含2wt%K-HP的ABS的拉伸花鍵的斷裂面的SEM圖像。

Fig. 8. (a)空白、(b)含2wt%酞菁藍的ABS、(c)含2wt%K-HP的ABS的TGA曲線。

全文小結

通過微波水熱法成功制備了具有高藍值的鈷藍雜交顏料，并在制備過程中引入K，不僅降低了生產成本和煅燒溫度，還防止了CoAl2O4納米顆粒的聚集。研究發現，在制備過程中引入K不僅降低了生產成本和煅燒溫度，而且防止了CoAl2O4納米顆粒的聚集。有趣的是，按原樣制備的混合顏料可以直接分散到塑料中，無需改性。該工作為降低鈷藍顏料的成本和能耗提供了一種有效的策略，在很大程度上無損于鈷藍顏料的生產，有利于實現鈷藍混合顏料在陶瓷、塑料、玻璃、水性涂料和油墨等眾多領域的廣泛應用。

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本文所使用產品

100ml、250ml、500ml三種微波水熱壓力反應釜可選。采用32L大容積奧氏體不銹鋼材料特制而成，為不含磁一體式工業級腔體結構，具有耐高溫、耐腐蝕、抗磁性干擾等特點。

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