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【摘
要】稀土硫化铈是一种稀土无机化合物，受制备技术制约，长期以来稀土硫化铈未能 实现大规模生产，因此应用产品的开发也受到限制。随着国内制备技术获得突破，相关企业已经完成稀土硫化铈的连续化、规模化生产线建设，稀土硫化铈的应用也越来越受到人们的重视，其应用产品的开发也会越来越多。稀土硫化铈既可以作为颜料使用，也可以作为其他功能材料使用。文章梳理了国内专利涉及的稀土硫化铈的应用产品，希望能对稀土硫化铈新产品开发起到参考作用。 【关键词】稀土；硫化铈；专利；应用技术自动排污阀
【中图分类号】TQ133.3【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2021）01-0058-03
0引言
稀土硫化铈是一种新型的无机化合物，可用作颜料，具有无毒环保、耐候性好、颜鲜艳等优点，是环
境部、科技部、工信部指定的传统含铅、镉等红无机颜料的替代品，其应用范围十分广泛，在涂料、塑料、油漆、橡胶、陶瓷、釉、油墨、化妆品、染料、皮革等领域均可应用[1]，但稀土硫化铈并不是局限于颜料应用，还可以作为一些特殊的功能材料使用。
目前，稀土硫化铈尚未普遍应用，研究稀土硫化铈的学者较少，因此与之相关的专利就更少，并且以制备方法类专利居多，而专利是一种材料应用领域的前沿技术资料，在一定程度上要早于论文公开，因此分析稀土硫化铈相关专利中的应用技术，对了解该种材料的应用前景具有重要意义。下面介绍专利中涉及的稀土硫化铈的具体应用方式。
1稀土硫化铈作为颜料的应用产品
1.1环保尼龙
目前，尼龙树脂是最重要的工程塑料，产量在五大通用工程塑料中居首位，由于尼龙具有很多的特性，因此在汽车、电气设备、机械部件、交通器材、纺织等方面得到广泛应用。随着汽车的小型化、电子电气设备的高性能化、机械设备的轻量化的进程加快，对尼龙的需求将更大。但是，尼龙的缺点也是限制其应用的重要因素，特别是产品在高温条件下易褪，导致产品颜一致性差，制品发暗。目前，大多采用加无机的铬酸铅颜料和镉系颜料解决褪问题，其缺点是铅、镉等有毒重金属会危害人类健康和污染环境。
将无机硫化铈红颜料与一定量尼龙、分散剂、四丙酸酯、钛酸酯偶联剂，在一定工艺条件下可制备用于
尼龙材料的环保红母粒，该母粒具有颜稳定鲜艳，着均匀，换方便，便于储运，不影响力学性能，无毒、环保等优点[2]。
1.2陶瓷颜料
在陶瓷制品装饰材料研究领域，红陶瓷颜料具有十分重要的地位。对红陶瓷颜料的研究和应用已有相当长的时间，红陶瓷颜料常用作基础装饰材料。硫化铈颜料不溶于水及强碱溶液，在惰性气体和还原性气氛下的化学稳定性可达1500℃，已经应用于塑料等工业领域，但它在氧化气氛下的热稳定性差，350℃以上就会发生分解。硫化铈的这一不足严重影响其在陶瓷颜料领域的应用。在高温不稳定的硫化铈表面包覆一层透明度高、热稳定性好的化合物提高其化学稳定性，可以拓展其应用领域。
以硫化铈、正硅酸乙酯、氨水、聚乙烯吡咯烷酮等为原料，置于溶液中，经混合、水浴加热、离心、干燥后，可以得到二氧化硅包覆型红陶瓷颜料，大大提高硫化铈的耐温性，从而可以应用到陶瓷领域[3]。
除二氧化硅包覆可提高硫化铈耐温性外，二氧化锆包裹的稀土硫化铈红料也有类似的效果[4]。将硫
化铈料分散溶解于碱性溶液中得到料悬浮液，然后与锆源溶液混合得到混合悬浮液。混合悬浮液进行水热反应，反应产物经洗涤干燥后得到混合粉体。经过该方法处理，产品的抗氧化性能和化学稳定性有了明显改善，分散性优良，扩宽了其应用领域。
此外，可以使用硅源液、锆源液组合的方式制备硅/锆复合包覆型硫化铈陶瓷颜料。1〇将硅源溶液加入锆源溶液，搅拌并调节pH 呈碱性得包覆前驱液，将硫化铈悬浮液加入该包覆前驱液中，分散后进行水热反应，反应后并经干燥的混合粉
【基金项目】内蒙古自治区科学技术厅2018年度科技成果转化资金项目“新型稀土硫化铈生产示范线建设项目”（项目编号：CGZH2018054）。
【作者简介】王明，男，河北沧州人，硕士研究生，包头中科世纪科技有限责任公司中级工程师，研究方向：稀土功能材料。
稀土硫化铈专利中的应用技术分析联合签名入口
王明，董伟，刘庆林，张丽红，耿彪
（包头中科世纪科技有限责任公司，内蒙古包头014030）
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体在非氧化条件下热处理，即可得硅酸锆包覆型大红料[5]。2〇硫化铈加水、分散剂等制成剂悬浮液，然后加入锆源溶液得到含锆剂悬浮液，再加入水解助剂进行水解反应，反应完成清洗干燥后得到一次包裹前驱体；一次包裹前驱体加入分散剂、水等试剂调节pH呈碱性后得一次包裹前驱体悬浮液，该悬浮液加入硅源溶液进行水解反应后清洗干燥得二次包裹前驱体；二次包裹前驱体在非氧化条件下热处理，即可得氧化锆/氧化硅包覆型大红料[6]。
1.3水性浆
红浆是在红颜料中加入填充料和一些助剂而得到的混合浆料。树脂浆是涂料行业使用的主要组分之一，特别是应用于水性涂料的树脂浆，对于浆的水溶性要求更高。如果水溶性差，涂料与水混合后浆就会浮在水中，大大降低涂料的着效果[7]。将稀土硫化铈缓慢加入含分散剂、防沉剂、防腐剂、水的混合液中，搅拌研磨后加入碱土金属氧化物和消泡剂，经消泡、研磨、过滤后即可得到水性浆[8]。
1.4染料助剂
三方通话
染料是能够使一定颜附着在纤维上的物质，不易脱落、变，染料通常溶于水中，一部分的染料需
要媒染剂使染料能黏着于纤维上，使衣物显得特别的漂亮。一定量的硫化铈作为颜料主体，与一定量的阳离子聚丙烯酰胺、芳基磺酸、二甲基苯、聚丙三烷基乙二醇、二烷基苯丙酸钠、甘油、双氧水、聚烷基丙烯酸酯、丹宁、乙二醇、高渗透剂OP、去离子水、甲基硅氧烷等混合均匀得到环保的染料助剂，该助剂可以提高染的牢度，无味道，而且能够降低染料中的化学物质对人体的伤害[9]。
一般情况下，纤维的染都是在长时间的高温沸染下完成的，但是高温容易导致羊毛纤维泛黄或者凝胶化，严重影响织物的手感和鲜艳度，因此降低染温度对提高染品质具有重要意义。将一定量硫化铈与支链化异构醇醚、椰子油酸甲酯聚氧乙烯醚、乙醇、聚氧乙烯醚、阳离子聚丙烯酰胺等混合，可制备一种低温染助剂，并可应用于羊毛染领域，把羊毛的染溶液温度降低到80℃以内，明显缩短染的时间，提高染的牢度，不易褪和产生明显差，而且对羊毛的品质没有损坏[10]。
1.5墨粉
使用有机颜料制作的红墨粉打印在文件上的字迹耐久性较差，使用彩打印机配打印的红图文字迹耐久性同样较差，这就导致文件上的红字迹保存期短、褪等现象。字迹耐久性取决于颜料的化学性质，无机颜料的保存时间明显好于有机颜料。在墨粉中添加墨粉总重量的12%以内的Ce2S3可制备专用红墨粉，制备出的墨粉产品的可见光波长范围在630～780nm，该红墨粉可用于激光打印机或LED光源打印机，打印的字迹可以长久保存[11]。
1.6汽车面漆
汽车面漆是指喷涂在汽车上的油漆，与其他油漆不同，由于汽车本身价格昂贵，加之常年经受风雨，因此对汽车面漆的性能要求极高。汽车面漆不仅要做到漆膜具有良好的机械性能、丰满度好、光泽高，而且要具备极好的耐候性、光泽持续性、耐酸、耐碱、耐汽油、耐盐雾等性能。以稀土硫化铈颜料为主体，将其分散到树脂和溶剂的混合液中，搅拌研磨后加入助剂，经消泡、研磨、过滤后即可得到汽车面漆，合理的选材和配方可全面提升汽车面漆的性能，改善涂膜存在的常见缺陷[12]。
1.7绘画颜料
绘画颜料是高品质颜料重要的应用领域之一。将稀土硫化铈进行研磨处理，烘干后加入分散剂、改性高岭土、胶矾液并在分散剂中分散，分散一定时间后继续研磨处理，最终可得到以硫化铈为主体的国画颜料[13]。利用稀土硫化铈与生核桃油、熟核桃油、改性白蜂蜡、单硬脂酸甘油酯、有机陶土、疏水助剂也可以制备新型油画颜料[14]。硫化铈绘画颜料绘出的作品耐候性和耐光性都非常好，而且避免了使用普通铅、镉系无机颜料而带来的中毒危害问题。
1.8印泥
印泥是人们生活中不可缺少的物品，是传达艺术的媒介物，作为印章表达的最佳工具，印泥主要用在
书画创作、字画收藏、印谱钤盖等方面。印泥质量的优劣直接影响印泥艺术所表达的效果，一款好的印泥，红而不燥、沉静雅致、细腻厚重，钤在书画上则彩鲜艳，有立体感。为确保印泥使用后不褪，传统的印泥一般采用朱砂（硫化汞）作为红颜料，但朱砂有毒，对人体健康有害。通过将硫化铈与蓖麻油、高岭土、艾绒、冰片等混合，可加工成无毒、稳定性好的环保印泥[15]。
1.9口红
口红可使唇部红润、富有光泽，从而达到滋润、保湿并且增加面部美感的作用。口红所采用的颜料包括无机颜料和有机颜料，由普通无机颜料制成的口红中铅、镉等重金属含量较高，严重危害人体健康。将油的混合物与食品级添加剂进行预混，之后加入硫化铈、钛白粉进行混合，再加入蜡质混合物，最后将得到的混合物进行注磨、压缩、脱模后可得到食品级口红，确保了口红的安全性[16]。
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2稀土硫化铈其他领域的应用产品
2.1热电材料
热电材料是一种可以直接将热能和电能进行相互转换的功能材料，与其他能量转换相比，热电材料具有重量轻、体积小、无污染、无噪音、安全可靠、能在恶劣环境下工作等特点，因此在发电和制冷方面有着广阔的应用前景，它可以利用低品位热能发电，如进行尾气余热回收进行发电。若使用热电材料将低品位热能进行充分利用，将可节省大量化石燃料，对缓解日益严重的能源和环境问题，适应低碳经济要求等方面产生巨大作用。对稀土硫化铈进行一定方式的技术改性，通过引入碱土元素和稀土镧元素，可以明显提高硫化铈热电材料的热电优值，从而可广泛应用于中、高温区的余热、废热发电领域[17]。与应用在颜料领域的粉末状稀土硫化铈不同，作为热电材料的稀土硫化铈，需要在1400℃、50MPa的压力下真空热压烧结10min，冷却后得到块状的热电材料。
2.2大分子杂化材料
将稀土金属硫化物负载于大分子载体上可以获得杂化材料。这些杂化材料可以用于抗菌整理液、自组装原液和催化材料等。负载的稀土金属硫化物纳米颗粒以离子键、配位键的形式稳定有效连接到大分子载体的分子链上。由负载金属硫化物（硫化铈）纳米颗粒的杂化材料和水可以组成杂化材料水溶液，其中负载金属硫化物纳米颗粒的杂化材料中，羧基、氨基和稀土金属硫化物纳米颗粒间通过离子键和配位键键接[18]。
3结语
人与嘼 交 互稀土硫化铈虽然已经早已被合成出来，但是受到制备工艺的束缚，市场上一直没有规模化使用。随着如今制备工艺的优化，人们成功开发出利用隧道窑合成稀土硫化铈，这大大提高了硫化铈的生产规模，应用硫化铈的产品也会越来越多，新型稀土硫化铈的应用产品将逐渐走入人们的生活当中。
参考文献
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