铋基黄色颜料的制作方法

    金属铋除了氧化铋和铋锭，还有一种合成物叫做钒酸铋，这种是多晶型化合物，已知含有锆石相、白钨矿相和褐钇铌矿相。白钨矿相是稳定的高温相，在低于225℃时，会转换为褐钇铌矿相。这是因为低温下，物体的对称性减小，孤对电子向Bi离子靠拢；白钨矿相的密度比锆石相大10%，在1bar的压力下加热，锆石相会自发地转变为白钨矿相。当NO3-、OH-等阴离子存在时，锆石相才能稳定存在，这可能是因为阴离子可使低密度的锆石相具有额外的热稳定性的缘故。钒酸铋颜料较之铬黄和有机颜料来说分散性好、遮盖力强、主色调高、热稳定性和耐溶剂性好。

    颜料的主要性能指标有着色力、遮盖力、吸油量、耐腐蚀性、耐候性、耐光性、粒度及粒度分布、颗粒形状、密度和比容等。钒酸铋黄颜料的主要物理性能参数为：平均粒径0.5～0.8μm，密度5～6g/cm3，比表面积12～9m2/g，吸油量25～30g/100g。经动物实验证明，钒酸铋黄颜料对动物无害，也无生态危害。钒酸铋黄颜料与其它黄颜料的性能对比如下表所示。

    钒酸铋的制备方法主要有水溶液沉淀法和煅烧法：沉淀法是将含Bi(Ⅲ)盐和V(Ⅴ)盐的高纯溶液混合进行反应，需要时还可加入其它无机化合物，在严格控制浓度、温度和pH值等条件下，产生沉淀物，对沉淀物进行处理后得到产物。煅烧法是将含铋和钒的化合物(多为氧化物)混合，并加入少量无机化合物作为促进剂；也可用水溶液沉淀法制得的凝胶沉淀经干燥后，代替这种混合物进行煅烧。然后，将这种干物料在氧化气氛中，用高温(600℃或更高)煅烧。

    用水溶液沉淀法制备了钒酸铋颜料。具体方法是：高速搅拌下将偏钒酸铵溶液倒入硝酸铋溶液中，用10mol/L氢氧化钠溶液调整pH值为1～5，在25～80℃下反应1h后，加入硝酸钙溶液；然后用1mol/L氢氧化钠溶液调整pH值为5～8，加热至回流温度，并维持体系的pH值不变，继续回流2h；再调整pH值至8.5，搅拌1h，最后经过滤、洗涤、烘干、粉碎后得到产品。此产品呈绿相黄，色饱和度约80%，吸油量13.7g/100g，遮盖力78.2g/m2，平均粒度0.4μm，水溶物0.09%。用Bi(NO3)3o5H2O和NH4VO3溶液在60℃左右于磁力搅拌容器中进行反应，控制pH值在9～10，得到橙黄色沉淀。沉淀静置一段时间后，对其进行过滤和蒸馏水、丙酮的洗涤，并把产物于120℃下干燥后置于刚玉坩埚中，在550℃煅烧3h，冷却研磨后转入管式炉，在650～700℃下煅烧15h，然后以每小时25℃左右的速率冷至室温，得到产品。