基本介紹
- 中文名：顏料黃37
- 外文名： cadmium yellow37
- 顏料索引：PY37/顏料黃37 CI 77199
- 物理性質：無臭無氣，難溶於水
簡介,性能,化學性質,用途,生產方法,操作方法,毒性,
簡介
顏料黃37,鎘黃37, cadmium yellow37
顏料索引： PY37/顏料黃37 CI 77199
粉狀物質，無臭無氣，難溶於水，難溶於丙酮，難溶於乙醇，不溶於酸鹼，微溶於5%稀鹽酸，溶於濃酸、稀硝酸及沸騰的稀硫酸（1：5）。無爆炸危險性，無毒，非易燃，非腐蝕性。鎘黃不受硫化氫的影響。鎘黃相對密度為4.5～5.9，淺黃的泌度比深黃的小。β-型比α-型的親油性強。
以硫化鎘或硫化鎘與硫化鋅固溶物為主要成分的黃色無機顏料，其顏色隨硫化鋅固溶量增加由黃色變為淺黃色。鎘黃不
鎘黃的化學成分：純品為CdS或(Cd/Zn)S；主要由硫化鎘CdS和硫酸鋇BaSO4組成的填充型為CdS-BaSO4或(Cd/Zn)S-BaSO4，又稱作鎘鋇黃。
鎘黃顏料除顏色為黃色外，其餘同鎘紅，但遮蓋力不如鎘紅，鎘紅遮蓋力為鎘黃的7～10倍。鎘黃著色力和遮蓋力也不如鉻黃。
鎘黃具有優良的耐光、耐熱、耐鹼性能，耐酸性能較差。用作繪畫顏料，也用於塗料、矽酸鹽、橡膠等工業。由硫酸鎘溶液與硫化鋇作用而製得。如有硫化鋅同時沉澱，可得淺檸檬黃色。如果有少量硫化硒同時沉澱，則可得橙黃色。
性能
鎘黃的各個色調都具有極好的耐曬性，然而，暴露在工業大氣中卻會失色和褪色。其色彩十分明亮。
性能指標 鎘黃
不透明性 極好
耐溶劑性 極好
抗鹼性 極好
化學性質
純鎘黃的化學組成為硫化鎘或硫化鎘與硫化鋅的固溶體。鎘黃的顏色鮮艷而飽滿（飽和度可達80%～90%），其色譜範圍可從淡黃、經正黃直至紅光黃。含硫化鋅的鎘黃，其黃色度隨硫化鋅固溶量的增加而變淺，直至淡黃。工業生產的鎘黃有淺黃（櫻草黃）、亮黃（檸檬黃）、正黃（中黃）、深黃（金黃）和橘黃等幾種。硫化鎘亦可與碳酸鎘組成混合物的橘黃，但不是固溶體。鎘黃的顏色取決於同顏料膠態聚集體有關的二次因素，很大程度上取決於有凝結作用的陰離子化合價。鎘黃粒子形態為球形或其聚集體。黃型鎘黃粒徑為0.04～0.4μm，孔半徑20～200 nm, 比表面7～8 m2/g。
硫化鎘黃的常溫穩定形態有兩種：一種是β-CdS，屬立方晶型；另一種是α-CdS，屬六方晶型。前者稱為低溫穩定型，耐熱性≤500℃；後者稱為高溫穩定型，熔點1405℃，耐熱性≥600℃。在常溫和500℃範圍內，兩種晶型的鎘黃可以穩定型共存。立方晶的單個晶粒粒徑≤100mm，而六方晶的單晶晶粒在100～280nm。硫化鎘黃在700℃以上變為褐色，在980℃氮氣氛中升華但不分解，如有空氣存在則完全氧化為CdSO4和CdO。在潮濕與空氣共同作用下，鎘黃可氧化為有毒的硫酸鎘。
鎘黃研磨性好，易與粘膠劑研和，但耐磨性差。在乾燥狀態長久研磨顏色變暗，熱處理可使變色的鎘黃恢復原狀。鎘黃著色力較強，耐光、耐候性優良，不遷移、不滲色。鎘黃因其不溶性在著色製品中是安全的，但這仍屬有毒顏料。
用途
鎘黃廣泛用於搪瓷、玻璃和陶瓷的著色。也用於塗料、塑膠行業，還用作電子螢光材料。鎘黃幾乎適用於所有樹脂的著色，在塑膠中呈半透明性。含硫化鋅的淺色類鎘黃用於聚乙烯中，應儘量縮短成型加工時間，因為硫化鋅會促進聚乙烯塑膠分解而呈綠色。鎘黃在室室的穩定性不如鎘紅，多用於室內塑膠製品。鎘黃不宜與含銅或銅鹽的顏料拼用，以免生成黑色的硫化銅或綠色的硫酸銅。鎘黃與藍色的顏料拼混可得到綠色。
生產方法
通用鎘黃的工業生產一般採用煅燒法或沉澱-煅燒法。
煅燒法:在高溫下煅燒碳酸鎘和硫，製取鎘黃。加入氧化鋅或硫酸鋅，則可製造淺色調的鎘黃。反應方程式：
CdCO3→CdO+CO2↑
2CdO+S→SO2↑+Cd
Cd+S→CdS
ZnO+S→ZnS+SO2↑
CdS+ZnS→CdS·ZnS
操作方法
燃燒時生成的氧化鎘處於活化狀態，立即與硫反應生成硫化鎘。釋放出的二氧化碳可阻止空氣中的氧所引起的硫過早燃燒。但仍有部分硫被氧化為二氧化硫，因此爐料中的硫應比理論計算的過量，如每摩爾碳酸鎘配以1.2～1.5mol的硫。煅燒法制鎘黃的的爐料配比碳酸鎘：氧化鋅：硫為 100；15：50（淺黃）， 100：5：47（正黃），100：0：50 （深黃）。煅燒前將爐料置於球磨機內混合均勻。煅燒溫度一般為500～600℃，煅燒時間為1～2h。溫度過高或時間過長，已生成的硫化鎘有可能被氧化為硫酸鎘。溫度或時間不足，則會有紅褐色或黑色的氧化鎘存在。煅燒宜採用傳熱均勻的轉爐或馬弗爐。煅燒期間，需隨時取樣觀察，以控制顏料色澤。煅燒後，用水漂洗顏料，除去硫酸鎘或硫酸鋅雜質，然後過濾，在250℃以下乾燥得鎘黃產品。煅燒法不適於大規模生產。
沉澱-煅燒法。按所用原料不同，該法又分為碳酸鎘法和硫酸鎘法。
碳酸鎘法。反應方程式：CdCO3+Na2S→CdS↓+Na2CO3
操作方法： 氯化鎘和碳酸鎘的製備方法見“鎘紅”和有關文獻。工業硫化鈉通過重結晶法除去其中的雜質。經提純的硫化鈉用蒸氣溶解後，調密度為1.134～1.143 g/cm3，用泵吸入硫化鈉槽內備用。將硫化鈉溶液經計量後送至裝有盤管加熱的合成釜內，同時開動攪拌並加入配製好的碳酸鎘料漿，升溫至70～80℃。反應1h後，得到黃色硫化鎘沉澱物。沉澱物用水漂洗除去可溶性鹽類，用試紙測得為中性，送壓濾機過濾。濾渣送乾燥箱在120℃以下乾燥24h。水分小於0.4%時出料，包裝即為成品。這種未經煅燒的鎘黃可用作搪瓷或玻璃色素，因為玻璃製品著色時仍需高溫燒成。鎘黃如需煅燒，則按碳酸鎘法制“鎘紅”的後段工藝方法進行。煅燒溫度在450～600℃。硫酸鎘法。硫酸鎘為水溶性鹽，以它為起始原料生產鎘黃通常有兩種。一種是硫酸鎘與硫化鈉反應，即：CdSO4+Na2S→CdS↓+Na2SO4
另一種是硫酸鎘與硫代硫酸鈉反應。亦稱為硫代硫酸鈉法。生產中為阻止硫酸的生成而產生復鹽（CdS·nCdSO4)，需加入適量的中和劑（如碳酸鈉）， 嚴格控制pH值，此時反應如下：
CdSO4+Na2S2O3+Na2CO3→CdS↓+2Na2SO4+CO2↑
如要制淺色鎘黃，則往反應混合物中加入氧化鋅。在此情況下，反應中產生的硫酸與鋅作用生成鹽，因此不必加入中和劑，CdSO4+Na2S2O3+H2O→CdS↓+Na2SO4+H2SO4
ZnO+H2SO4→ZnSO4+H2O
Znso4+Na2S2O3+H2O→ZnS↓+Na2SO4+H2SO4
成品中，鎘和鋅對硫的總摩爾比以1：（0.98～0.99)為佳。製備不同鎘黃產品時硫代硫酸鈉（Na2S2O3·5H2O)、硫酸鎘（CdSO4·8/3H2O）、氧化鋅（ZnO)和碳酸鈉（Na2CO3)的配比分別為150：100：18：0（檸檬黃）、 150：100：12：0（淺黃）、150：100：0：21（正黃）。硫酸鎘法的工藝過程類似於碳酸鎘法。首先將硫酸鎘溶液（濃度為200g/L)送至合成釜內，加熱至70～80℃，再加適應症碳酸鈉或鋅白（ZnO)。然後在攪拌下加入晶體硫代硫酸鈉。生成的沉澱物經過濾、乾燥後，煅燒1～2h。檸檬黃和淺黃的煅燒溫度為550～600℃，正黃約為400～500℃。煅燒通常是在還原或惰性氣氛中。
毒性
鎘黃有毒。因此在歐洲，添加了鎘黃的塗料禁止用於所有與環境有關的場合。
