Page 65 - 《精细化工》2021年第4期
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第 4 期 王晓雯，等: 黏土矿物基无机杂化颜料研究进展 ·699·
红移至 593 nm。AHMED 等 [51-52] 在高岭石上沉积一 年来，其他色系黏土矿物基杂化无机颜料也引起了
层高效防腐铁氧体颜料，既可改善颜料的性能又可 研究者的关注。在云母片上沉积 TiO 2 即可形成珍珠
使含有防腐颜料的漆膜具有更佳的性能。高岭石与 色云母颜料 [58] ，还可形成具有抗变色性能的 TiO 2
氧化铁制备的杂化颜料也可作为涂料工业的阻隔颜 涂层云母颜料 [59] 。高岭石也被用于制备复合钛白，
料 [53] 。KALENDA 等 [54] 用氧化铁对层状云母进行表 降低成本，扩大 TiO 2 的应用范围 [60] 。研究表明，通
面处理，得到的防腐杂化颜料应用于涂料中，不仅 过沉积法和机械力化学法均可将 TiO 2 纳米颗粒通过
减少涂层中渗透性水泡的形成，还提高了涂层的力学 Ti—O—Si 和 Ti—O—Al 键锚定于高岭石表面。TiO 2
性能和抗紫外线老化性能，经表面处理杂化颜料的防 负载可显著提高高岭石的光散射指数、白度、吸油
腐效率明显优于未经表面处理的云母片。 量和遮盖力 [61-62] 。此外，研究者还将 TiO 2 覆盖在水
TIAN 等 [7,55] 采用水热一锅法合成了系列凹凸棒 镁石表面制备了杂化颜料，其遮盖力和白度可分别
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石基铁红杂化颜料。凹凸棒石在促进 Fe(Ⅲ)转化为 达到 17.24 g/m 和 96.88% [63] 。EWULONU 等 [64] 以黏
红色杂化颜料方面起着关键作用，影响着杂化颜料 土矿物为核、TiO 2 为壳制备了核壳填充颜料，可应
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的晶体结构及微观形貌。制备的杂化颜料 a 值可达 用于涂料、纸张、橡胶和塑料复合材料中。
到+36.30，显著优于同类型商业铁红颜料。LU 等 [56] ŠTENGL 等 [53] 通过铁、钴、铬、镍、锰、钛、
研究发现，铁红杂化颜料的颜色特性与黏土矿物（图 铝、锌盐和尿素的均相水解反应，制备了一系列不
6，IS 为伊利石/蒙皂石；REC 为累托石；KAO 为高 同色系的高岭石、偏高岭石和莫来石基杂化颜料
岭石；MMT 为蒙脱石；VMT 为蛭石；SEP 为海泡 （图 7），杂化颜料的颜色取决于所用金属盐的浓度
石；HYS 为埃洛石；ILL 为伊利石）的表面电荷、 和加热温度。与传统金属硫化物和金属氧化物颜料
表面硅醇基团和固体酸位点密切相关，表面活性较 相比，这些新型杂化材料具有重金属负载量低和生
高的黏土矿物更适合制备铁红杂化颜料（IOR 为铁 产成本低等优点。同时，该方法还可获得含 Fe 2 O 3 、
红； IS-IOR 为伊利石 / 蒙皂石铁红杂化颜料； Cr 2 O 3 和 TiO 2 的硅酸铝颜料、基于有色铝酸盐和铬
REC-IOR 为累托石铁红杂化颜料；KAO-IOR 为高 铁矿的硅酸铝复合材料以及一些具有钙钛矿结构的
岭石铁红杂化颜料；MMT-IOR 为蒙脱石铁红杂化颜 钛酸盐硅酸铝颜料。
料；VMT-IOR 为蛭石铁红杂化颜料；SEP-IOR 为海
泡石铁红杂化颜料；HYS-IOR 为埃洛石铁红杂化颜
料；ILL-IOR 为伊利石铁红杂化颜料）。此外，LU
等 [57] 还对比 6 种富含铁的天然凹凸棒石对杂化铁红
颜料色度的影响。结果表明，不同来源天然凹凸棒
石的表面缺陷和方解石、白云石等伴生矿物的存在
更利于红色杂化颜料形成。制备的杂化颜料表现出
图 7 莫来石基板上水合氧化铁层 SEM 图（a）和元素分
良好的耐酸、耐碱、耐有机溶剂和耐热性。该构筑 布图（b），黄色晶体中心为莫来石基板，红色突出
策略为利用天然丰富的凹凸棒石生产红色杂化颜料 的表层为水合氧化铁 [53]
开辟了新途径。 Fig. 7 SEM images of ferrihydrite layer on the mullite
substrate (a), mapping of elements (yellowish
crystals kernel is mullite substrate, and reddish
highlighted surface layer is ferrihydrite) (b) [53]
核壳理论也为制备环保型和高性能防腐杂化颜
料提供了一条简便易行的新途径。近年来，研究者
们以高岭石为核，选择不同无机颜料，如磷酸盐、
铁酸盐和氧化物为壳成功制备了一系列防腐杂化颜
料 [65-66] ，此类颜料呈现出的耐腐蚀性能均优于单一
组分的高岭石和无机颜料。将其添加至橡胶中，可
显著提高橡胶力学、流变和介电性能。
图 6 不同黏土矿物及其铁红杂化颜料数码照片 [56]
Fig. 6 Digital photos of the used natural clay minerals and 3 结语与展望
the corresponding hybrid pigments [56]
2.4 其他色系杂化颜料 综上所述，将无机颜料粒子负载于黏土矿物一
除上述蓝、黄、红黏土矿物基杂化颜料外，近 维或二维表面的杂化颜料，不仅有效防止了制备过
