氧化铁蓝是一种重要的无机颜料,以下从化学成分、物理性质、应用领域、制备方法、安全与环保五个方面进行详细介绍:
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一、化学成分与物理性质
- 化学成分:氧化铁蓝的主要成分是磁铁矿(Fe₃O₄·xH₂O),晶体属等轴晶系的氧化物矿物。因其具有磁性,中国古代又称慈石、磁石、玄石。
- 物理性质:
- 外观:深蓝色或浅蓝色粉末,色泽鲜艳,着色力强,但遮盖力略差。
- 密度:0.4-0.8 g/cm³(不同来源可能略有差异)。
- 吸油量:15-25%(部分资料为15-30%)。
- 水溶物:≤0.5%(部分资料为≤1.0%)。
- 水份:≤1.0%。
- pH值:3-7。
- 粒子形状:不规则(inegular)。
- 色差:≤1。
- 着色力:95-105%。
- 稳定性:耐光性好,耐热度较高(但温度超过150℃会失去结晶水开始分解为红色颜料),耐碱性差,对弱酸和稀酸有一定的稳定性。
二、应用领域
氧化铁蓝因其独特的性能,在多个领域有广泛应用:
- 涂料行业:用于建筑涂料和汽车涂料,赋予墙面、天花板等柔和的蓝色调,为室内环境营造出宁静、舒适的氛围;在汽车涂料中,则使汽车外观更加美观、时尚。
- 塑料行业:因其良好的分散性、耐热性和稳定性而被大量使用。
- 油墨行业:因其色泽鲜艳、着色力强、耐光性好等特点而被广泛应用于印刷油墨的制造。
- 陶瓷和玻璃行业:为陶瓷和玻璃制品提供一种沉着、温和的蓝色调,使产品更加美观、高贵,具有更强的艺术感和装饰性。
- 其他领域:用于造漆、颜料和蜡笔的制造,以及涂饰漆布、漆纸、塑料制品着色,建筑地面、地砖等着色。
三、制备方法
氧化铁蓝的制备方法主要包括以下步骤:
- 原料准备:将硫酸在80°C的水中和过量的铁反应,制成含硫酸亚铁16-18%的水溶液,并滤去杂质备用;将黄血盐配成水溶液,温度为80°C。
- 混合反应:将硫酸亚铁溶液加热到90°C,加入硫酸铵溶液、硫酸和热水,并混合均匀。加热到80°C后,加入黄血盐钠,保持95°C约一小时。如酸性不够,白料(一种中间产物)就不会沉淀。
- 氧化过程:白料沉淀后,漂洗3-4次以洗去水溶性盐。然后加入氟酸钠溶液,在80-90°C下将白料氧化成深蓝色的铁蓝。观察氧化终点,可抽取少量蓝浆与烧碱溶液混合,若颜色呈淡棕色,即表示氧化已完成。
- 后处理:铁蓝制成后,经过四次漂洗直到pH值为弱酸性为止。然后进行压滤,到含水50%左右送入烘房烘干(烘温为60-80°C)。铁蓝在220°C下能自燃,所以烘房的温度必须严格掌握。烘至含水量3-4%后,即可粉碎包装。
四、安全与环保
- 安全性:氧化铁蓝属于绿色健康的环保颜料,无毒无害,符合工业颜料安全标准。
- 环保性:在生产和使用过程中,氧化铁蓝不会对环境造成污染。同时,由于其耐光性好、稳定性高,能够减少颜料的更换频率,从而降低资源消耗和废弃物产生。