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铁系颜料的历史及制造工艺流程
2024-01-29 09:17  浏览:10
氧化铁History and manufacturing process of iron-based pigments
氧化铁颜料是世界上最常用的彩色颜料。它们的原色有黄色 (FeOOH)、黑色 (Fe3O4) 和红色 (Fe2O3),也有橙色、米色和棕色混合色调。
氧化铁的历史
氧化铁自史前时代以来就已被使用(主要是红色色调)。它们最初被穴居人用来留下他们在洞穴住宅中存在的证据,包括动物图画,以确保丰富的狩猎。第一个洞穴壁画是在绍比亚山脉(德国)、拉斯科(法国)和阿尔塔米拉(西班牙)发现的。

图片仅为配图

它们绘制于公元前 40,000 至 10,000 年间。富含氧化铁的矿物粘土提供了所用的颜色。后来在新石器时代的陶瓷、文艺复兴或印象派的绘画、早期城市的砖块等中发现了氧化铁。如今,天然氧化铁仍在使用。然而,合成类型由于其更高的颜料性能而如今更受欢迎。它们的广泛使用归因于其自然的色调和出色的化学、物理和技术特性,这使得它们在许多应用中必不可少。
制造流程
在苯胺的生产过程中,铁屑与硝基苯反应,生成苯胺和氧化铁。氧化铁每次看上去都不一样。颜色,粒度和成分都有所不同。曾经有一段时间这种氧化铁被视为一种无用的副产品。Julius Laux博士认真研究了苯胺的生产工艺,并试图通过调节化学品来控制氧化过程。1925年,他获得了成功,并合成出黄色,黑色和红色三种原色。凭借Laux工艺,这三种原色可以生成多种色调。

黄色和黑色是在反应过程中直接生成的,而生成高品质的红色则需要在生产过程中多采取一道工序:黑色氧化铁颜料在大约800摄氏度的回转窑中煅烧,就会变成非常耐久的红色颜料。红色颜料在朗盛的颜料业务中占据了最大份额,它们不仅仅只是提供红色这一色彩。由于采用了煅烧工艺,当客户对这些红色颜料进行加热和碾磨时,它们的质量丝毫不会受影响。后者尤其重要,因为粒度会影响颜料的光散射。如果粒度在碾磨或者加工过程中发生变化,那么色调也会发生变化。但是,采用Laux工艺生产的红色颜料非常稳定,不会出现这种情况。即使在非常高的机械应力条件下,它们的色调也不会发生任何变化。
Laux工艺

最初,Laux工艺专门用于从硝基苯(C 6 H 5 NO 2 )生产苯胺(C 6 H 5 NH 2 )。直到 1925 年,化学家 Laux 博士发现氧化铁作为该反应的副产品,在一定的化学条件下可以用作具有极高着色强度的氧化铁颜料。

沉淀过程

在沉淀过程中,硫酸铁在含有大气氧气的碱性环境中被氧化成黄色氧化铁颜料。在这种情况下,与彭尼曼法类似,为了获得高质量的黄色颜料,需要黄核颜料。
彭尼曼过程
在 Penniman 工艺中,铁屑在硫酸介质中、大气中存在氧气的情况下被氧化成黄色氧化铁 。在这种情况下,硫酸铁充当催化剂。为了获得高质量的黄色颜料,还需要黄色核。
环保的
合成红色、黄色、橙色、棕色和黑色氧化铁无毒,由 60% 的工业后回收材料加工而成。

信息来源:《Golchha Oxides-Iron Oxide Pigments

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