CN105542517A - 白色及干涉色哑光片状包核颜料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种白色及干涉色哑光片状包核颜料及制备方法，涉及珠光颜料领域，在粒径为D50≤5μm的基材上包覆白色金属氧化物，形成包覆层；其方法为将基材与水混合形成悬浮液，再将晶粒调节剂投入悬浮液中，然后在悬浮液中加入金属氧化物晶型转化剂，调节PH值，再向悬浮液中滴加盐溶液，同时维持悬浮液pH值的稳定，加料完毕后继续搅拌，调节溶液的pH值，加入抗团聚剂，加料完毕后，对其进行抽滤、烘干、煅烧、冷却；与现有技术相比，本发明制得的颜料粒径很小，该颜料极具细腻柔滑、亲肤效果十分明显，高遮盖力，紫外吸收效果好，光泽度低，哑光效果显著，可广泛应用于化妆品、防晒霜和颜料条色等行业中。

Description

白色及干涉色哑光片状包核颜料及制备方法
技术领域
本发明涉及珠光颜料技术领域，尤其是一种白色及干涉色哑光片状包核颜料及制备方法。
背景技术
珠光颜料能再现自然界珍珠、贝壳、金属、游鱼和蝴蝶所具有的优雅光泽和颜色，它依靠对光线的折射、反射、投射来创造色相与光泽，能赋予塑料制品、皮革等以深厚的层次感及特殊的光泽感。珠光颜料之所以具有赋予制品珍珠般的光泽，是因为它是以天然白云母或人工合成云母或玻璃薄片为核，采用特殊的化学工艺在核表面包覆一层或多层金属氧化物形成粉体颜料，从而使它具有一种在结构上与天然珍珠极为相似的平面夹心体，它能像三棱镜一样将复合光分解成各种单色光，并通过光的干涉而形成各种不同的干涉色，显示出极其美丽的珍珠光泽和金属光泽。
珠光颜料的主要类型有：云母涂覆珠光颜料、天然鱼鳞珠光颜料和氯氧化铋结晶珠光颜料。它们的基材绝大多数是采用云母，云母富有弹性，可弯曲，抗磨性和耐磨性好，耐热绝缘，难溶于酸碱溶液，化学性质稳定，粒度均匀，所以，云母是一种很好的珠光颜料基片衬底，很多氧化物都可以沉积在其表面体现出独特的珠光效果。
高光泽度和高饱和色浓度一直以来是珠光颜料界孜孜以求的目标，然而低光泽、高遮盖力和高白度肤感柔滑的珠光颜料却一直未能得到有效的开发利用；这是因为该类型珠光颜料特征及属性是必须将高折射率无机金属氧化物或水化物或盐类等的一种或几种包覆在超细粒径基材如天然云母、合成云母或者玻璃等上，以期待得到超白高遮盖的低光泽珠光颜料；而超细粒径的颜料产率低，能耗高，生产周期长，易受污染，且研磨难度大，研磨得到的基材粒径分布不均匀；其次，单位重量的颜料，粒径越小，粒子的数量越多，则棱边数量越多，则光泽度就越低，当珠光颜料粒径小于0.15-5微米时，所制备的珠光颜料光泽度很低，其光泽度在哑光范围，所以珠光颜料生产和研究人员认为没有研究的必要；再次，因所用的基片是薄片状，主要是页硅酸盐类物质，通过湿法研磨得到的高径厚比（直径/厚度）基片，其厚度基本在100纳米左右，也就是接近或是一维纳米尺度，众所周知，纳米材料由于超高比表面积的量子效应，在干燥和煅烧时，非常容易团聚而形成具有较高结合强度的不规则团聚颗粒，从而使其失去所需要的薄片状的颜料性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是提供一种具有细腻柔滑和亲肤及紫外线吸收效果好的白色及干涉色哑光片状包核颜料。
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：在粒径为D50≤5μm的基材上包覆白色金属氧化物，形成包覆层。
上述技术方案中，更具体的技术方案还可以是：所述基材为天然云母、合成云母、高岭土、滑石粉、绢云母、玻璃小片及其它片状的页硅酸盐的一种或多种；所述金属氧化物为TiO2、SnO2、ZnO、CaO、ZrO2、Al2O3。
进一步的：所述包覆层的涂覆率为50%～90%。
进一步的：所述基材的粒径为0.15～5μm；所述基材上的包覆层为TiO2，所述基材为天然白云母或合成云母。
本发明所要解决的技术问题之二是提供一种制备工艺简单、适用度高且薄片基材不团聚的白色及干涉色哑光片状包核颜料的制备方法。
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：
包括如下制作步骤：
A、将粒径为D50≤5μm的基材投入装有去离子水的反应容器中，搅拌形成固液重量比为1:10-1:45的悬浮液；
B、在搅拌条件下向所述悬浮液投入晶粒调节剂后，将所得悬浮液搅拌升温，然后调节所述悬浮液的pH值，在搅拌条件下向所述悬浮液中以10-40ml/h的滴速滴加1ml～6ml的金属氧化物晶型转化剂；
C、B步骤加料完毕后继续搅拌15～30min，将温度升至75～80℃，调节该悬浮液的PH值，向所述悬浮液中以10-40ml/h的滴速滴加金属氧化物所对应的盐溶液，同时滴入碱性溶液来维持所述悬浮液pH值的稳定；
D、C步骤加料完毕后继续搅拌15～30min，调节该悬浮液的PH值至≥5.5，然后加入抗团聚剂，继续搅拌15～30min；
E、对D步骤形成的悬浮液进行抽滤、洗涤、烘干、煅烧、冷却，得到片状包核颜料。
上述技术方案中，更具体的方案还可以是：A步骤中，所述搅拌速度为500r/min，加入的晶粒调节剂的质量为基材干粉质量的0.01-2%；B步骤中，悬浮液升温后的温度为65℃，所述悬浮液的PH值为1.5-2.0，所述金属氧化物晶型转化剂的质量≤基材干粉质量的1%；C步骤中，所述悬浮液的PH值为1.5-2.0，所述盐溶液的用量为1ml～6ml,浓度为160g/l；D步骤中，所述悬浮液的PH值为1.5-2.0，加入的所述抗团聚剂的质量为所述基材干粉质量的0.5-5%；E步骤中，将悬浮液抽滤洗涤后，将滤饼烘干，所述烘干温度为90～120℃，再煅烧，所述煅烧温度为580～800℃，煅烧时间为10min。
进一步的：所述抗团聚剂为可溶性无机盐和/或可溶性有机物，所述可溶性无机盐为磷酸盐或可溶性铝盐；所述可溶性有机物为阳离子表面活性物质或阴离子活性物质。
进一步的：所述磷酸盐为六偏磷酸钠、焦磷酸钠或磷酸钠；所述可溶性铝盐为氯化铝、硝酸铝或铝酸钠；所述阳离子表面活性物质为壳聚糖、阳离子CMC钠、小分子量的CPAM及其它水溶阳离子化合物；所述阴离子活性物质为硬脂酸、油酸、十二烷基磺酸钠及其它水可溶性阴离子化合物。
本发明所述的晶粒调节剂是用来抑制或促进金属氧化物水解来调节氧化物粒子大小，其主要有有机阴离子化合物、非离子化合物、阳离子化合物，无机化合物如钙、镁、铝、锌等的氯化盐、硝酸盐、碳酸盐、氧化物、氢氧化物。
本发明所述的金属氧化物晶型转化剂为SnCl4·5H2O。
由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
1、本发明得到的白色及干涉色哑光片状包核颜料，由于是在粒径为D50≤5μm的基材上包覆涂层，因此颜料粒径很小，该颜料极具细腻柔滑、亲肤效果十分明显，且高遮盖力，紫外吸收效果好，光泽度低，哑光效果显著。
2、由于基材的粒径D50≤5μm，在烘干与煅烧过程中会形成团聚而失去颜料性能，因此，在制备过程中的水解反应后加入抗团聚剂来防止结粒、团聚，最后得到的超白或带有干涉色的超遮盖力低光泽的珠光颜料具有超好的水分散性和柔和细腻的肤感效果。
3、本方法制备工艺简单，适用度高。
附图说明
图1是本发明实施例1制得的颜料表面TiO2粒径表征的SEM图。
图2是本发明实施例2制得的颜料表面TiO2粒径表征的SEM图。
图3是本发明实施例1制得的颜料的紫外-可见光投射图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详述，以下实施例用于进一步说明本发明，但不限制于本发明：
实施例1：
本白色及干涉色哑光片状包核颜料的制备方法为：
将35g粒径D50=4μm的天然云母微粉投入装有1L去离子水的反应釜中，用500r/min的搅拌速度搅拌形成悬浮液，在搅拌条件下向悬浮液投入晶粒调节剂聚乙二醇0.5g，继续搅拌加热至65℃，用10%的稀盐酸调节悬浮液的pH值至1.5，以20ml/h的滴速加入4ml浓度为160g/l的SnCl4·5H2O溶液，加料完毕后恒温搅拌15min，提升温度至75℃，用10%的稀盐酸调节悬浮液pH值至1.9，并以25ml/h的滴速加入390ml浓度为2mol/l的TiCl4溶液，同时用32%的氢氧化钠溶液来保持悬浮液的恒定，加料完毕后继续搅拌15min，用10%的稀盐酸来调节悬浮液pH至5.5，加入0.2g的十二烷基磺酸钠，加料完毕后继续搅拌30min，将包覆后的颜料过滤，并在110℃下烘干12h，最后将该颜料在760℃下煅烧10min，出料，自然冷却至室温，得到银白干涉色的片状哑光颜料。
实施例2
将25g粒径D50=3.7μm的合成云母微细粉，投入装有1L去离子水的反应釜中，用500r/min的搅拌速度搅拌形成悬浮液，在搅拌条件下向悬浮液投入4g的尿素，继续搅拌加热至65℃，用10%的稀盐酸调节悬浮液的pH值至1.5，并以15ml/h的滴速加入3ml的浓度为160g/l的SnCl4·5H2O溶液，加料完毕后恒温搅拌15min，提升温度至75℃，用10%的稀盐酸调节悬浮液液pH值至1.9，并以30ml/h的滴速加入280ml浓度为2mol/l的TiCl4溶液，同时用32%的氢氧化钙溶液来保持悬浮液的恒定，加料完毕后继续搅拌15min，用10%的稀盐酸调节悬浮液pH值至5.7，加入0.2g抗团聚剂十二烷基磺酸钠，加料完毕后继续搅拌30min，将涂覆后的颜料过滤，并在120℃的烘干12h，最后将该颜料在760℃下煅烧10min，得到银白干涉色的微细珠光颜料。
检测结果：
一、光泽度检测：
（1）颜料样板制备：将颜料与树脂按1：10（质量比）的比例调匀，并用25μm厚的制膜器刮涂于黑白板色板上，在105℃下烘干10min。
（2）光泽度检测仪器：BGD515型三角度光泽仪（20°60°85°），广州标格达实验室仪器用品有限公司。
（3）光泽度的检测：将该仪器调至60°角下，测量实验样在白色底板上的光泽度值。
实施例1-5在光泽度仪下检测结果，如表1：
实施例1 实施例2
光泽度 10.3 7.2
注：光泽度＜20，则属于哑光系列。
由上表可看出，实施例1-2制得的颜料，哑光效果显著。
二、颜料表面TiO2粒径表征
如图1和图2所示，图1、2因添加不同晶粒控制剂云母表面TiO2粒径大小有所不同，实例1表面TiO2粒径偏细，在20-40nm范围，实例2表面TiO2粒径偏粗，在50-80nm范围；
三、紫外-可见光透射吸收检测
检测样板制备：将实例中的样品（质量以样品TiO2参数）中或对比样（TiO2：ZnO=6:4.6，KOBO公司防晒产品）与硝基纤维酯按照不同比例（0.5-4w%）调制成混合液，将该混合液涂覆于一定厚度透明聚酯膜上，置于空气中30min，待其干燥，实验样板制备完成。
如图3所示，图中线条1为对比样用量4%（TiO2：ZnO=6:4.6)紫外-可见光投射曲线，线条2、线条3和线条4分别为实例1样品0.5%、1%和4%紫外-可见光投射曲线
从图3中可以看出当实例1颜料用量超过1%时，颜料对紫外光（尤其是小于320nm）的吸收效果优于KOBO公司对比实验样（用量4w%）。

Claims (8)

1.一种白色及干涉色哑光片状包核颜料，其特征在于：在粒径为D50≤5μm的基材上包覆白色金属氧化物，形成包覆层。
2.根据权利要求1所述的白色及干涉色哑光片状包核颜料，其特征在于：所述基材为天然云母、合成云母、高岭土、滑石粉、绢云母、玻璃小片及其它片状的页硅酸盐的一种或多种；所述金属氧化物为TiO2、SnO2、ZnO、CaO、ZrO2、Al2O3。
3.根据权利要求1或2所述的白色及干涉色哑光片状包核颜料，其特征在于：所述包覆层的涂覆率为50%～90%。
4.根据权利要求1或2所述的白色及干涉色哑光片状包核颜料，其特征在于：所述基材的粒径为0.15～5μm；所述基材上的包覆层为TiO2，所述基材为天然白云母或合成云母。
5.一种制备权利要求1-4中任何一项的白色及干涉色哑光片状包核颜料的方法，其特征在于包括如下制作步骤：
A、将粒径为D50≤5μm的基材投入装有去离子水的反应容器中，搅拌形成固液重量比为1:10-1:45的悬浮液；
B、在搅拌条件下向所述悬浮液投入晶粒调节剂后，将所得悬浮液搅拌升温，然后调节所述悬浮液的pH值，在搅拌条件下向所述悬浮液中以10-40ml/h的滴速滴加1ml～6ml的金属氧化物晶型转化剂；
C、B步骤加料完毕后继续搅拌15～30min，将温度升至75～80℃，调节该悬浮液的PH值，向所述悬浮液中以10-40ml/h的滴速滴加金属氧化物所对应的盐溶液，同时滴入碱性溶液来维持所述悬浮液pH值的稳定；
D、C步骤加料完毕后继续搅拌15～30min，调节该悬浮液的PH值至≥5.5，然后加入抗团聚剂，继续搅拌15～30min；
E、对D步骤形成的悬浮液进行抽滤、洗涤、烘干、煅烧、冷却，得到片状包核颜料。
6.根据权利要求5所述的白色及干涉色哑光片状包核颜料的制备方法，其特征在于：
A步骤中，所述搅拌速度为500r/min，加入的晶粒调节剂的质量为基材干粉质量的0.01-2%；B步骤中，悬浮液升温后的温度为65℃，所述悬浮液的PH值为1.5-2.0，所述金属氧化物晶型转化剂的质量≤基材干粉质量的1%；C步骤中，所述悬浮液的PH值为1.5-2.0，所述盐溶液的用量为1ml～6ml,浓度为160g/l；D步骤中，所述悬浮液的PH值为1.5-2.0，加入的所述抗团聚剂的质量为所述基材干粉质量的0.5-5%；E步骤中，将悬浮液抽滤洗涤后，将滤饼烘干，所述烘干温度为90～120℃，再煅烧，所述煅烧温度为580～800℃，煅烧时间为10min。
7.根据权利要求5所述的白色及干涉色哑光片状包核颜料的制备方法，其特征在于：所述抗团聚剂为可溶性无机盐和/或可溶性有机物，所述可溶性无机盐为磷酸盐或可溶性铝盐；所述可溶性有机物为阳离子表面活性物质或阴离子活性物质。
8.根据权利要求7所述的白色及干涉色哑光片状包核颜料的制备方法，其特征在于：所述磷酸盐为六偏磷酸钠、焦磷酸钠或磷酸钠；所述可溶性铝盐为氯化铝、硝酸铝或铝酸钠；所述阳离子表面活性物质为壳聚糖、阳离子CMC钠、小分子量的CPAM及其它水溶阳离子化合物；所述阴离子活性物质为硬脂酸、油酸、十二烷基磺酸钠及其它水可溶性阴离子化合物。
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