顏料紅108
顏料紅108化學名稱：顏料紅108
英文名：Pigment Red 108;Cadmium Red;Cadmium Red Conc X 2948;Cadmium Red Light;Cadmium Red Orange;Cadmium red;Cadmium Selenide Sulfide; Cadmium sulfoselenide red; Cadmoput Orange 5RS; Cadmopur Red BS;Cadmopur Red GS;Medium Red 1560; PigmentRed 108;Red Light 6300; Red Middle 7480
別名：硒硫化鎘;硒硫化鎘紅;大紅色素;鎘紅;鋇鎘紅;
CAS登記號：CAS[58339-34-7];
顏料索引號：C.I.77202;P.R.108
分子結構：CdS·CdSe
物理性質
標準鋇鎘紅亦稱填充型或立德粉型鎘紅，是鎘紅和BaSO4組成的填充型顏料，化學通式以xCdS·yCdSe·zBaSO4表示，x=32～24，y=8～16， z=60.相對密度5.0g/cm℃，吸油量27ml/l00g，遮蓋力400cm2/g。微溶於弱酸，溶解於強酸中放出硒化氫(H2Se)和硫化氫(H2S)等有毒氣體。具有良好的耐高溫、耐鹼、耐光和耐大氣影響的性能，著色力和遮蓋力亦很好。硒硫化鎘，為從黃光紅至紫醬色粉末，為硫化鎘與硒化鎘的固溶體，其化學組成可用通式nCdS·CdSe或Cd(SxSe1-x)來表示。
實際上鎘紅包括GdS·CdSe和GdS·HgS兩種固溶體。前者稱硫化鎘紅，後者稱汞鎘紅(C.I.Pigment Red 113)。兩種鎘紅都可以與硫酸鋇組成填充型顏料。汞鎘紅為硫化鎘與硫化汞的固溶體，六方晶系。
製備方法
將原料置於帶攪拌器的混合桶或研磨機中混合均勻，放進轉爐或馬弗爐中煅燒。即把第一步合成的沉澱物置於反應釜內加熱至沸騰(90～160℃)，反應約12h，然後用冷水(5～15℃)使料漿驟冷，便製得鎘紅顏料，經傾析、過濾、乾燥、粉碎即為成品。這是因為硒化鎘的溶度積小於硫化鎘的溶度積，硒化鎘優於硫化鎘生成。用水熱法將無定型的半成品轉化為晶體顏料。先將鎘鹽(如CdCO，)與硫化鈉和硒化氫(或硫硒化鈉)溶液反應生成硫硒化鎘(nCdS·CdSe)沉澱，然後將沉澱物於高溫煅燒製得鎘紅。CdO在此時處於活化狀態，反應性較強，立即與S和Se反應生成棕光紅色物質(含定量的GdS和CdSe)。
化學反應式：2CdSO4+2Na2S+Se—→CdS+CdSe+2Na2SO4+S
水熱法：爐料的配比和煅燒溫度決定鎘紅的色調和特性。開動合成桶攪拌，緩慢加入碳酸鈉溶液，與氯化鎘反應立即生成白色碳酸鎘沉澱。調氯化鎘密度為1.l62g/cm3，用泵送至合成桶。專用鎘紅則用合適方法加工。煅燒溫度控制在550～600℃。升溫至600℃，爐料的重量變為恆定，至此CdS/CdSe完全轉化為六方晶，製得鮮紅的鎘紅。
碳酸鎘法：然後將煅燒後產物送到球磨機加水球磨。先用180g/L的硫酸溶解鎘，並加少許硝酸加速溶解。然後出料，經冷卻、濕粉碎k篩分、漂洗、過濾、乾燥即得成品。往爐料中加人硫酸鋇，則可製得鋇鎘紅。從硫酸鎘制鎘紅，只需調節硒的配比，即可制其他色調的品種，如鎘紅(含Cd 69.42%、Se 16：30%、S10.61%)、鎘紫(含Cd 64.95%、Se 22.36%、Sl0.23%)、鎘橘紅(Cd 70.83%、Se 13.20%、S 12.47%)。繼續升溫至400～500℃變為鮮紅色物質，在550～565℃固溶體發色。
例如橘紅要求Se：Cd=10:90，亮紅20:80，深紫紅30:70。然後制各硒硫化鈉溶液。水熱法革除了高溫煅燒過程，縮短了工藝流程，降低了廢氣污染，是一種較新的的工藝.水熱法基本上分為兩步過程。鎘紅含20%左右的鎘和不同比例的硒，硒的含量決定鎘紅的顏色，它是工藝控制的主要因素，硒含量越高，顏料紅色就越深。以碳酸鎘、硫和硒為起始原料，直接經煅燒製取鎘紅。將配製好的硫酸鎘溶液加熱至75℃，攪拌下緩慢加入70℃左右的硫硒化鈉溶液中，控制pH≥8，反應完全後，將沉澱物灑洗三次，經過濾、烘乾，得鎘紅半成品生料。用泵分別將計量好的鹽酸和硝酸從貯槽打入酸解桶內，同時投入金屬鎘花，控制加料速率並保持反應溫度在80～90℃左右。硒與硫化鈉生成的復鹽很不穩定，冷卻後硒會析出，宜使用新配製的硫硒化鈉溶液。煅燒最佳溫度為550～500℃，時間1～2h。約6～10h後，放出料漿，用泵將料漿打入漂洗桶內，經清水洗去可溶性鹽類。取樣與標準色比較合格後即出料、急冷。煅燒時顏料形成的過程大致如下：在250～300℃，CdCO3分解為CdO和CO2。第一步同上述沉澱-煅燒法中的反應過程。
將碳酸鈉溶於水，用泵從溶解桶送至高位槽，再入配製桶加水調密度為1.116～1.125g/cm3。本方法優點是縮短了工藝流程，鎘紅產品中沒有未反應的碳酸鎘殘留。按製造鎘紅的起始原料不同，沉澱一煅燒法可分為難溶性鎘鹽法(如碳酸鎘法)和易溶性鎘鹽法(如硫酸鎘法)兩種。當pH值為8～9時，停止加料，約30min反應結束，排水得碳酸鎘料漿。鎘紅成品從分離器下部進入包裝桶。生成的氯化鎘溶液經泵抽至貯槽各用。濾餅在電熱式乾燥箱內烘乾後，經粉碎機粉碎，再進入旋風分離器。水熱法所用的合成釜應為陶瓷材質，如用不鏽鋼容器，其中含有Cu、Ag、Fe等金屬可能與顏料反應生成黑色雜質，影響產品色澤。半成品料餅經粉碎後，在580～600℃煅燒，後段工藝同“碳酸鎘法”。
化學反應式：
CdCO→CdO+CO
2CdO+S→2Cd+SO
Cd+S→GdS
Cd+Se→CdSe
nCdS+CdSe→nCdS·CdSe
沉澱-煅燒法：將硒化鈉溶於水中，再加入計量的硒粉，攪拌加熱，直至硒粉完全溶解。沉澱物經漂洗送至壓濾機過濾，進人乾燥箱烘乾後，再送入高溫轉爐煅燒1h左右。
但硫酸鎘法的顏料粒經均勻性和熱穩定性不如碳酸鎘法鎘紅。加入計量的硒粉，攪拌升溫至70～80℃，反應至硒全部溶解為止。生成的硫酸鎘以鹼液中和，調pH=5.4～6.2，經過濾備用。粉塵經頂部去除塵系統處理。用泵將溶液抽至合成桶，升溫至70～80℃，使之與碳酸鈉反應，生成硫硒化鎘共沉澱。第二步為結晶轉化過程。
通用鎘紅的工業生產常採用煅燒法、沉澱-煅燒法和水熱法三種。經提純的硫化鈉密度調節為1.134～1.143g/cm3，用泵從貯槽吸人高位計量槽，再加入硒粉溶解桶內。
化學反應式：
Cd+2HCl—→CdCl+H2
CdCl+NaCO—→CdCOR+2NaCl
NaS+Se+2HO—→HSe+S+2NaOH
4CdCO+H2Se+2NaOH+3NaS—→3CdS+CdSe+4NaCO+2HO
硫酸鎘法：取樣檢查合格後，送入過濾器過濾。即在60～90℃液相中，用碳酸鎘與硫硒化鈉溶液反應，生成硒硫化鎘沉澱。
工業用途
鎘紅廣泛用於搪瓷、陶瓷、玻璃、塗料、塑膠、美術顏料、印刷油墨、造紙、皮革、彩色砂石建築材料和電子材料等行業。除汞鎘紅不宜用於聚碳酸酯外，鎘紅幾乎適用於所有樹脂和塑膠，如ABS塑膠、聚甲醛、丙烯酸、氨基、氟塑膠、尼龍、聚醯胺、聚碳酸酯、低密度或高密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、軟質或硬質PVC、酚醛、脲蜜胺、環氧、聚氨酯、不飽和聚酯、有機玻璃、天然橡膠和矽酮橡膠等。鈦白的存在也會降低顏料的耐光性。用於聚合物時，應將鎘系顏料用於吸水性較低的體系，因為介質中的滲水性會降低顏料的耐候性。鎘紅的耐久性比鎘黃好，適於室外製品著色，如汽車塗裝和高檔烘漆。鎘紅自然硬度比其他無機顏料低，摩擦性好，可用於照相凹版印刷油墨和PVC網印油。
安全性能
鎘系顏料的急性口服中毒量為LD50=10000mg/kg，但由於鎘顏料的不溶性，在著色製品中是安全的。鎘系顏料中都含有硫，它可和多數鉛化合物反應生成黑色的硫化鉛，過氧化物和強氧化劑能使顏料褪色。
