颜料黄184（钒酸铋黄）详解｜结构式、合成方法与高性能应用

颜料黄184（钒酸铋黄）详解：性能、结构、制备方法与应用

颜料黄184（Pigment Yellow 184），又称钒酸铋黄，是一种以钒酸铋（BiVO₄）为主要成分的复合无机颜料，归属于CICP（复合无机着色颜料）系列。作为一种无毒环保的高性能黄色颜料，PY184具有明亮的绿色调黄相、优异的遮盖力、耐热性和耐候性，在涂料、塑料、油墨等领域广泛应用，已成为传统铬黄和镉黄的绿色替代方案。

一、颜料黄184的介绍

• 中文名称：颜料黄184
• 英文名称：Pigment Yellow 184
• 别名/俗称：钒酸铋黄颜料
• 颜料类型：CICP复合无机颜料
• 分子式：BiVO₄
• CAS号：14059-33-7
• C.I.结构号：771740
• EINECS号：237-898-0

颜料黄184属于氧化物类无机黄色颜料，由铋（Bi）和钒（V）的氧化物复合而成，不含任何铅、镉等重金属，符合国际环保法规，如RoHS、EN71-3和FDA食品接触安全标准。

二、颜料黄184结构式与晶体特性

1. 化学结构与组成

颜料黄184的基本化学结构式为BiVO₄，即钒酸铋，由Bi³⁺和VO₄³⁻离子通过氧桥连接，形成单斜或正方晶型结构。

该结构稳定、规则，具有高反射率和优异的光热稳定性。不同晶型（如单斜晶或正交晶）将影响其最终的色相、鲜艳度和遮盖力，这些可通过掺杂或煅烧条件调控。

2. 晶体多晶型与色相调控

钒酸铋BiVO₄存在四种多晶型物，其中只有两种呈现明亮的黄色：

• 单斜晶型（斜钒铋矿）
• 正方晶型（类似重石的多晶型物）

三、颜料黄184制备方法 / 合成工艺

颜料黄184（钒酸铋黄）的工业生产主要采用两种合成路线：固相法和共沉淀法。这两种方法各具特点，可根据产品性能要求选择合适的工艺。

（1）固相法

采用氧化铋（Bi₂O₃）和五氧化二钒（V₂O₅）作为起始原料，在高温下进行固相反应，反应如下：

Bi₂O₃ + V₂O₅ → 2BiVO₄

该方法工艺简单，适合大规模工业生产，但所得颜料颗粒较粗，色彩亮度略低。

（2）共沉淀法

将硝酸铋（Bi(NO₃)₃）、偏钒酸钠（NaVO₃）和氢氧化钠（NaOH）在水溶液中反应，生成钒酸铋沉淀：

Bi(NO₃)₃ + NaVO₃ + 2NaOH → BiVO₄ + 3NaNO₃ + H₂O

此方法通过碱性偏钒酸钠（或偏钒酸铵）溶液与酸性硝酸铋溶液反应生成初始沉淀。该沉淀在强酸性介质中初步形成一种无定形的铋-钒氧化氢化物复合物。随后通过加热、回流及调控pH，可使其转变为晶体结构精细的钒酸铋。

热处理与表面处理工艺

在合成过程中引入热处理步骤，可显著提升颜料的色彩鲜艳度和稳定性。同时，在工业应用中，常采用磷酸钙、氧化铝、氧化锌等无机稳定剂进行表面包覆，以改善其光泽度、耐候性和耐酸性。

特别是在塑料加工中，通过包覆致密的二氧化硅层及其他改性剂，可显著提高某些聚合物的热稳定性，使其在高达300℃的加工条件下依然保持良好的着色性能，例如聚酰胺类塑料。

四、颜料黄184性能特点

1. 色彩表现

• 明亮的绿色调黄色，色泽鲜艳
• 色相接近铬黄、镉黄，远优于氧化铁黄与钛镍黄
• 在555nm波长反射率最高，视觉冲击力强

2. 着色力与遮盖力

• 着色力约为钛黄的4倍
• 遮盖力接近钛白粉，能够高效覆盖基材

3. 耐性与稳定性

• 耐热性：热稳定性可达300℃，适用于高温塑料
• 耐候性：极佳的耐光性与耐迁移性，适合户外应用
• 耐溶剂性：优异的耐酸碱性和耐腐蚀性
• 分散性：在水性、油性体系中均具良好分散性

4. 环保与安全

• 不含铅、镉等重金属，符合FDA食品接触标准与EN71-3玩具安全标准
• 可作为铬黄、镉黄、镍钛黄的绿色环保替代品

五、应用领域

1. 涂料行业

适用于高要求、高耐久性的工业与建筑涂料：

• 汽车漆、修补漆、金属防腐涂层
• 建筑外墙涂料、装饰涂料、卷材涂料、粉末涂料、工程机械涂层
• PVDF氟碳涂料、UV固化涂料、水性涂料、高温涂料、耐候涂料等

2. 塑料行业

可广泛应用于各种工程塑料及通用塑料：

• 聚酰胺（尼龙PA）、工程树脂、聚烯烃（PE、PP）、PVC、ABS、PMMA、橡胶等
• 用于注塑、吹塑、挤出、色母粒、聚丙烯纤维等
• 尤其适合高温塑料加工（无色迁移、无色漂）

3. 油墨与印刷

• 包装印刷、水性油墨、UV油墨、凹版油墨
• 色彩纯正、附着力强、耐迁移

4. 特殊场景

• 食品包装、儿童玩具等环保要求高的领域
• 道路交通标识、邮政箱、公交涂装、安防设备
• 技术陶瓷、搪瓷、玻璃染料等耐高温应用

六、市场定位与优势

颜料黄184于1985年首次推向市场，作为传统含重金属黄色颜料的环保替代品，但其性能优势使其应用远超最初定位：

1. 替代优势

• 可完全替代绿相铅铬黄和硫化镉颜料
• 替代铬黄时具有更好的着色力
• 比钛镍黄和氧化铁黄鲜艳得多

2. 独特价值

• 环保无毒：满足日益严格的环保法规
• 高性能：兼具无机颜料的耐久性和接近有机颜料的鲜艳度
• 多功能性：适用于多种基材和加工工艺
• 经济性：随着生产规模扩大，价格已显著下降

七、总结

颜料黄184（钒酸铋黄）作为一种现代高性能环保无机颜料，凭借其鲜艳的色泽、高遮盖力、卓越的耐久性和热稳定性，在涂料、塑料、油墨及建筑装饰等众多领域中发挥着越来越重要的作用。特别是在全球对环保和无毒材料要求日益严格的趋势下，PY184无疑是铬黄、镉黄等传统颜料的理想替代品。随着工艺的不断优化与成本的逐步下降，其市场前景将更加广阔。