氧化铁颜料（具有良好分散性等特点的颜料）

应用领域

氧化铁是仅次于钛白的第二大无机颜料，也是第一大彩色无机颜料。在全部消费的氧化铁颜料中，70%以上是用化学合成方法制备的，称之为合成氧化铁。

合成氧化铁由于其合成纯度高、粒径均匀整齐，且色谱广、颜色多、价廉、无毒，有优良的着色和应用性能，具有吸收紫外线等性能，因而广泛用于建材、涂料、塑料、电子、烟草、医药、橡胶、陶瓷、油墨、磁性材料、造纸等领域。

产品性能

1、耐酸碱性

对任何浓度的碱类以及其他种类碱性物质，尤其是建筑上常用的水泥、石灰灰浆等都是非常稳定的，并且对水泥建筑构件不发生粉化作用，亦不影响它的强度。对一般弱酸和稀酸类具有一定的抗耐性能，但也能逐渐溶解于强酸中，特别是在加温和较浓情况下。

2、耐光热性

在强烈的日光曝晒下色泽不变，外墙涂料中颜色为氧化铁系列。由于结构限制，在一定的温度极限内是稳定的，超过它的温度极限色泽就开始变化，随着温度的递增，变化的程度也就愈益显著，氧化铁黄超过130°℃逐渐变色为红相，氧化铁红超过300℃逐渐变色为深红，氧化铁紫超过400°℃逐渐变色为深红，氧化铁黑超过100°℃逐渐变色为暗红，氧化铁棕超过130℃逐渐变色为红相，氧化铁绿超过200℃逐渐变色为暗红。这只是普通氧化铁颜料的温度极限，目前很多企业均有性能更优的产品。

3、耐候性

大气的寒暑、干湿等气候条件对颜料的影响非常小，正因为耐候性好，户外应用也非常多。

4、其他性能

在任何污浊的气体中都是非常稳定的，如硫化氢、氧化碳、氧化硫、氯化氢、氧化氮等气体。不溶解于水、各种矿物油、植物油和醚、酯、酮类等以及其他有机溶剂中，并且没有渗透现象。

制备工艺

氧化铁颜料主要是铁红、铁黄和铁黑，这里只对三种颜料做个简单介绍。

1、氧化铁红的制备工艺

传统的制备方法有干法，即高温煅烧法 ；另一类是湿法，即酸溶液氧化法。主要原料局限于铁皮和铁屑，生产周期长、能耗大、生产成本高。

近年有一些新方法在尝试：

（1）将FeSO4 7H2O研磨成粉末后，加入NH4HCO3及表面活性剂PEG(聚乙二醇)-400，室温下研磨40min，水洗、醇洗、抽滤、烘干得前驱体粉末，后经热解得纳米级氧化铁红产品。这种室温固相合成方法操作简单，原料价廉易得，产品粒径易于控制，是-种较好的制备纳米级Fe2O3粉末的新方法。

（2）以铁泥为原料制备氧化铁红颜料:

①以工业废渣铁泥为原料，经拌酸氧化制备出了铁红颜料，制得的产品符合油漆、涂料等对铁红颜料的要求。

②铁泥干法制备氧化铁红颜料:将原料铁泥加入硫酸作为氧化剂，放入马弗炉中煅烧得氧化铁红颜料。此两法研究出了利用工业废渣铁泥制备氧化铁红的工艺路线，从而杜绝了铁泥对环境的污染，且变废为宝，有一定的现实可行性。

（3）钛白副产物硫酸亚铁制备氧化铁红颜料:将一定量的钛白副产物硫酸亚铁加热到500°C，保温2h，冷却后取出研磨，使其粒径达到氧化铁红所要求的范围，再加热到800*C保温2h，充分煅烧得到氧化铁红。

2、氧化铁黄的制备工艺

氧化铁黄颜料是氧化铁颜料系列中重要的一个品种。于铁黄颜料纯度高，粒径均匀整齐，粒径易于控制，所以其色相好，加上它的无毒性，其应用范围不断扩大。氧化铁黄已有的制备方法有酸法(包括铁皮法和滴加法)、碱法、氧化法(包括空气氧化法、氯酸钠氧化法、羟基铁氧化法)、胶溶法。近几年在氧化铁黄的制备工艺做出了新的成果，研究出了一些新工艺。

以硫酸亚铁为原料，氧化钠为沉淀剂，加入分散剂和表面活性剂，先通入氮气保护，再通入空气氧化，制得了颗粒组成均一、结晶良好、纺锤状的透明氧化铁颜料，避免了丝光效应，其主要性能达到我国化工行业标准。这种改进的空气氧化法工艺简单(不需要制备晶种)，生产成本低，有很好的发展前途。

黄坚等以黄钠铁矾渣为原料，采用滴加法制备出了透明氧化铁黄颜料，制备出的铁黄粒子呈针状，无团聚现象，单分散性好，缺点是会出现丝光效应，色差大些；孔祥华等使用络合沉淀法制备氧化铁黄：取FeCl3溶液和NaF溶液搅拌下逐步滴加NaOH溶液，得到黄色沉淀，后经抽滤、水洗、烘干制得样品；此法为全新的络合沉淀方法，其中FeCI3和NaOH为反应试剂，NaF为络合剂，最终成功制备了球形的氧化铁黄颗粒，克服了针形颗粒的丝光效应，色差变小，颜料品质较好。

3、液相氧化法生产铁红和铁黄

用烧碱(或氨)中和硫酸亚铁生成氢氧化亚铁，以空气氧化氢氧化亚铁制晶种，在晶种存在下用空气氧化硫酸亚铁，反应过程中连续滴加硫酸亚铁和碱(或氨)，保持一定的亚铁浓度和PH值，通过对色光进展的控制可以得到从浅色到深色-系列色相的氧化铁。该工艺生产铁红和铁黄区别在于晶种制备条件不同，酸性条件下得铁黄晶种，碱性条件下得铁红晶种。和目前成熟的铁皮法相比还有较大差距，另外它需要消耗大的碱或氨，生产成本也没有优势。但作为处理钛白副产硫酸亚铁的有效途径之一，这还是一套非常值得研究的生产工艺。

4、氧化铁黑相关介绍

（1）水性体系用粒状铁黑

铁黑的最主要用途仍然是作为建筑材料。在欧洲和美国，，建材用氧化铁都要求无粉尘，这就必须对氧化铁进行造粒。如直接把铁黑制成颗粒状，会使它难以分散而影响使用性能，必须添加造粒助剂。

造粒助剂必须满足三个条件:

①不影响铁黑所应用的体系的性能 ；

②使铁黑在干颗粒的情况下有一定的硬度 ；

③使铁黑颗粒在水性体系中能迅速分散。造粒助剂由润湿分散剂和粘合剂组成。

（2）油性体系用超细铁黑

用气流粉碎机把铁黑进行超微粉碎，打碎其中的聚集体，使细度达5μm以下。在气流粉碎前也必须添加助剂，否则粒子会重新聚集达不到要求的细度。还可以通过改变助剂的类型得到不同用途的铁黑。

（3）耐热铁黑

由于铁黑中的二价铁性质不稳定，在温度大于140°C时就被氧化成三价铁而使铁黑变红。通过特殊的处理可使铁黑的耐热性能提高，从而使铁黑能应用于一些需在较高温度下加工和使用的涂料和塑料及其它场合中。生产耐热铁 黑必须选用粒径比较大热性能相对较稳定的铁黑品种，先给它包上一层致密的铝、硅包膜，再用-种耐热性能很好的有机物形成第二层包膜，同时改善它的使用性能。

最后补充介绍一下透明氧化铁颜料，比较常见的是木材涂装，例如木器漆中使用的多为透明氧化铁系列。

透明氧化铁原级粒径只有几十纳米，当它充分分散在透明介质中形成连续的膜层时，光线会绕过颜料粒子发生衍射现象，从而使膜层具有良好的透明性。

透明氧化铁的化学结构决定了它有很好的耐光、耐候、耐酸、耐碱及耐溶剂性，又由于极细的原级粒径而具有很强的紫外光吸收能力，其耐光性更为优异，可用于高级轿车闪光漆、锤纹漆、木材涂装着色剂、仿红木涂料、罐头瓶内壁涂料以及建筑用内、外墙涂料，还用于油墨和塑料着色。

生产工艺

目前生产透明氧化铁的工艺路线主要有三种，分别是空气氧化法、羰基铁燃烧法和氯酸钠氧化-转化法。

空气氧化法生产的产品粒子是针状，长短轴之比为5~8；羰基铁燃烧法是巴斯夫公司的独有技术，产品粒子为无定形状，粒径只有几纳米 ；氯酸钠氧化转化法主要为我国所采用，产品粒子为纺锤形，长短轴之比为3~5，短轴长度为10~20纳米。

随着氧化铁颜料的制备技术的改进和发展，将会有更优质的氧化铁系列颜料产品出现，其应用面将更广。