CN108084743A

CN108084743A - 金红石型高色饱和度干涉色珠光颜料及其制备方法

Info

Publication number: CN108084743A
Application number: CN201810100326.XA
Authority: CN
Inventors: 苏尔田; 杨静; 莫峰; 林正交; 谢思维; 梁立德
Original assignee: GUANGXI CHESIR PEARL EFFECT MATERIAL Co Ltd
Current assignee: GUANGXI CHESIR PEARL EFFECT MATERIAL Co Ltd
Priority date: 2018-02-01
Filing date: 2018-02-01
Publication date: 2018-05-29
Anticipated expiration: 2038-02-01
Also published as: CN108084743B

Abstract

本发明公开了一种金红石型高色饱和度干涉色珠光颜料，其包括基片和在基片表面交替包覆的多层氧化物涂层，氧化物涂层至少为6层，其中，第一层氧化物涂层的折射率小于1.8，第二层氧化物涂层的折射率大于2.0，第三层氧化物涂层的折射率大于2.0，第四层氧化物涂层的折射率小于1.8，第五层氧化物涂层的折射率大于2.0，第六层氧化物涂层的折射率大于2.0。相对于现有技术，本发明通过在基材表面包覆多层氧化物层，使得不同物质界面增多，光线在传播过程中遇到不同物质的界面时，一部分光线被折射出去，另一部分被反射出去，能提升各个折射层的光洁度，增加镜面反射的效果。此外，本发明制备方法工艺简单、操作方便、所得产品色彩鲜艳，色饱和度和纯度高。

Description

金红石型高色饱和度干涉色珠光颜料及其制备方法

技术领域

本发明属于珠光颜料技术领域，更具体地说，本发明涉及一种金红石型高色饱和度干涉色珠光颜料及其制备方法。

背景技术

珠光颜料是以天然白云母或人工合成云母或玻璃薄片等为核，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的粉体颜料，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，在使用过程中能够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。普通珠光颜料的干涉色是随着Fe₂O₃和TiO₂包覆率的变化呈现出金、红、紫、蓝、绿等色相，并且是第一圈出现的色相，其饱和度不高，色彩不够鲜艳。

锐钛型结构的珠光颜料在耐热性和耐候性方面性能不足，一般只能在室内或环境条件温和的场合下使用，限制了其广泛使用。而金红石型和锐钛型宏观晶体都属于四方晶系，但珠光颜料的性能存在明显区别。金红石型钛珠光颜料由于包覆层中的二氧化钛晶格尺寸比锐钛型小，且结晶的内部结构较锐钛型的紧密，从而使它的化学稳定性、折光率、介电性能、遮盖力和密度等指标都高于锐钛型的云母钛珠光颜料，其光折射率能达到2.76，显著大于锐钛型的2.56。而且金红石型表现在耐热性和耐候性方面的差别更加突出，能耐受800℃以上的高温，制成的涂膜和塑料薄膜在大气中长期暴晒而不易变色、不易黄化、不易粉化。

随着社会的进步及应用领域的拓展，对珠光颜料的性能特别是对光泽度、色饱和度的不断追求提出了更高要求。有鉴于此，确有必要提供一种色彩鲜艳、纯度和色彩饱和度高且耐候性优良的金红石型高色饱和度干涉色珠光颜料及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种耐候性优良、色彩鲜艳、色彩饱和度高的金红石型高色饱和度干涉色珠光颜料及其制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种金红石型高色饱和度干涉色珠光颜料，包括基片和在基片表面交替包覆的多层氧化物涂层，氧化物涂层至少为6层，其中，第一层氧化物涂层的折射率小于1.8，第二层氧化物涂层的折射率大于2.0，第三层氧化物涂层的折射率大于2.0，第四层氧化物涂层的折射率小于1.8，第五层氧化物涂层的折射率大于2.0，第六层氧化物涂层的折射率大于2.0。

作为本发明金红石型高色饱和度干涉色珠光颜料的一种改进，所述第一层氧化物为SiO₂或Al₂O₃或B₂O₃或它们的混合物或复合物，所述第二层氧化物为SnO₂、Fe₂O₃、ZnO、MgO或它们的混合物或复合物，所述第三层氧化物为TiO₂或Fe₂O₃或它们的混合物或复合物，所述第四层氧化物为SiO₂或Al₂O₃或B₂O₃或它们的混合物或复合物，所述第五层氧化物为SnO₂、Fe₂O₃、ZnO、MgO或它们的混合物或复合物，所述第六层氧化物为TiO₂或Fe₂O₃或它们的混合物或复合物，优选地，所述第一层氧化物为SiO₂，所述第二层氧化物为SnO₂，所述第三层氧化物为TiO₂，所述第四层氧化物为SiO₂，所述第五层氧化物为SnO₂，所述第六层氧化物为TiO₂。

作为本发明金红石型高色饱和度干涉色珠光颜料的一种改进，所述第一层氧化物的包覆率为0.1％～10％，所述第二层氧化物的包覆率为0.1％～10％，所述第三层氧化物的包覆率为5％～40％，所述第四层氧化物的包覆率为5％～40％，所述第五层氧化物的包覆率为0.1％～10％，所述第六层氧化物的包覆率为5％～40％，优选地，所述第一层氧化物的包覆率为0.5％～5％，所述第二层氧化物的包覆率为0.5％～3％，所述第三层氧化物的包覆率为5％～40％，所述第四层氧化物的包覆率为5％～30％，所述第五层氧化物的包覆率为0.5％～3％，所述第六层氧化物的包覆率为5％～40％。

作为本发明金红石型高色饱和度干涉色珠光颜料的一种改进，所述基片选自天然云母薄片、合成云母薄片、SiO₂薄片或Al₂O₃薄片中的一种或多种，优选天然云母和/或合成云母。

天然云母因为其原材料储量大，经济易得；而合成云母属人工合成基材，能有效控制其组成成分，因此可作为基材广泛应用于珠光行业。

作为本发明金红石型高色饱和度干涉色珠光颜料的一种改进，还包括包覆在第六层氧化物涂层上的后处理层，所述后处理层包括一层或多层氧化物涂层，和/或一层或多层亲水、亲油表面活性剂。

作为本发明金红石型高色饱和度干涉色珠光颜料的一种改进，所述氧化物涂层选自氧化铝、氧化锌、氧化钙、氧化镁中的一种或几种，所述表面活性剂选自硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠、烷基葡糖苷、脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯中的一种或几种。

作为本发明金红石型高色饱和度干涉色珠光颜料的一种改进，所述基片粒径为2～300μm。

作为本发明金红石型高色饱和度干涉色珠光颜料的一种改进，所述珠光颜料以金红石型存在。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种金红石型高色饱和度干涉色珠光颜料的制备方法，包括如下步骤：

1)将一定粒径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，得到第一悬浮液；

2)在搅拌条件下用碱液将第一悬浮液的pH值调至6～10，然后向悬浮液中滴加折射率小于1.8的氧化物对应的可溶性无机盐，用酸维持pH值恒定，得到第二悬浮液，其中，无机盐水解形成的氧化物包覆在基材表面形成第一层氧化物涂层；

3)用酸将第二悬浮液的pH值调至0.5～2.5，然后向悬浮液中滴加折射率大于2.0的氧化物对应的可溶性无机盐，用碱液维持pH值稳定，得到第三悬浮液，其中，无机盐水解形成的氧化物包覆在第一层氧化物涂层表面形成第二层氧化物涂层；

4)用碱液将第三悬浮液pH值调至1.5～3，然后向悬浮液中滴加折射率大于2.0的氧化物对应的可溶性无机盐，用碱液维持pH值稳定，得到第四悬浮液，其中，无机盐水解形成的氧化物包覆在第二层氧化物涂层表面形成第三层氧化物涂层；

5)搅拌一段时间后，用碱液将第四悬浮液pH调至6～10，然后向悬浮液中滴加折射率小于1.8的氧化物对应的可溶性无机盐，用酸维持pH稳定，得到第五悬浮液，其中，无机盐水解形成的氧化物包覆在第三层氧化物涂层表面形成第四层氧化物涂层；

6)搅拌一段时间后，用酸将第五悬浮液pH调至0.5～2.5，然后向悬浮液中滴加折射率大于2.0的氧化物对应的可溶性无机盐，用碱液维持pH稳定，得到第六悬浮液，其中，无机盐水解形成的氧化物包覆在第四层氧化物涂层表面形成第五层氧化物涂层；

7)用酸将第六悬浮液pH调至1.5～3，然后向悬浮液中滴加折射率大于2.0的氧化物对应的可溶性无机盐，用碱液维持pH稳定，得到第七悬浮液，其中，无机盐水解形成的氧化物包覆在第五层氧化物涂层表面形成第六层氧化物涂层；

8)将第七悬浮液进行抽滤，洗涤，烘干，并煅烧，得到所需的金红石型高色饱和度干涉色珠光颜料。

作为本发明金红石型高色饱和度干涉色珠光颜料的制备方法的一种改进，步骤1)中，还包括将第一悬浮液边搅拌边升温至60～85℃；

步骤8)中，烘干温度为50～180℃，煅烧温度为400～800℃。

作为本发明金红石型高色饱和度干涉色珠光颜料的制备方法的一种改进，所述折射率大于2.0的氧化物对应的可溶性无机盐为TiCl₄或SnCl₄或FeCl₃或其组合，所述折射率小于1.8的氧化物对应的可溶性无机盐为Na₂SiO₃或AlCl₃或Na₂B₄O₇或其组合。

作为本发明金红石型高色饱和度干涉色珠光颜料的制备方法的一种改进，所述去离子水的导电率小于30μS/cm。

作为本发明金红石型高色饱和度干涉色珠光颜料的制备方法的一种改进，所述碱液为1～32％的氢氧化钠溶液，所述酸为1～20％的盐酸。

本发明还提供了一种金红石型高色饱和度干涉色珠光颜料的用途，可用于涂料、油墨、化妆品、塑料、皮革、玻璃、陶瓷和造纸领域。

相对于现有技术，本发明金红石型高色饱和度干涉色珠光颜料及其制备方法具有如下有益效果：

本发明的产品通过在基材表面包覆多层氧化物层，使得不同物质界面增多，光线在同一种介质中容易沿直线传播，当遇到不同物质的界面时，一部分光线被折射出去，另一部分被反射出去，能提升各个折射层的光洁度，增加镜面反射的效果，提升颜料纯度；相对锐钛型，金红石型珠光颜料由于包覆层中的二氧化钛结晶的内部结构较锐钛型的紧密，从而使它的化学稳定性、光折射率、介电性能、遮盖力和密度等指标都高于锐钛型珠光颜料。此外，本发明制备方法工艺简单、操作方便，所得产品色彩鲜艳、色饱和度和纯度高，适用于大规模生产。

具体实施方式

为了使本发明的发明目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。

实施例1

结构为：天然云母+SiO₂+SnO₂+TiO₂+SiO₂+SnO₂+TiO₂

1)将粒径为20～80μm的天然云母薄片投入装有导电率小于30μS/cm去离子水的反应釜中，搅拌形成固液重量比为1:10的悬浮液，并搅拌加热至80℃，得到第一悬浮液；

2)在搅拌条件下用32％NaOH溶液调节第一悬浮液的pH值至6，以一定速率加入硅酸钠水溶液，并用20％稀盐酸维持体系pH恒定，加完后继续搅拌，得到第二悬浮液；

3)用20％的稀盐酸调节第二悬浮液pH值至2，以一定速率加入四氯化锡水溶液，用32％NaOH溶液维持pH值稳定，加完后继续搅拌，得到第三悬浮液；

4)用32％NaOH溶液调节第三悬浮液的pH值至2.5，以一定速率加入四氯化钛水溶液，用32％NaOH溶液维持体系pH恒定，加完后继续搅拌，得到第四悬浮液；

5)用32％NaOH溶液调节第四悬浮液的pH值至6，以一定速率加入硅酸钠水溶液，用20％盐酸维持体系pH恒定，加完后继续搅拌，得到第五悬浮液；

6)用20％的盐酸调节第五悬浮液pH值至2.5，以一定速率加入四氯化锡水溶液，加完后继续搅拌，得到第六悬浮液；

7)用32％NaOH溶液调节第六悬浮液的pH值至2.5，以一定速率加入四氯化钛水溶液，用32％NaOH溶液维持体系pH恒定，加完后继续搅拌，得到第七悬浮液；

8)将包覆后的第七悬浮液过滤、用纯水洗涤，并在120℃下烘干，最后将在800℃下煅烧，出料，自然冷却至室温，得到所需的色彩鲜艳、纯度和色饱和度高的高色饱和度金红石型干涉金色珠光颜料。

实施例2～9与实施例1方法基本相同，不同之处在于基片材料和各层氧化物层对应的无机盐材料不同，以及包覆的量不同，导致生成的色相不同，具体工艺参数和各层测试结果如表1～2所示。

表1为实施例1～9工艺参数

表2为实施例1～9中各氧化层的具体结果

检测结果：

一、色差检测

(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)色差检测仪器：X-rite MA98(15°、25°、45°、75°、110°多角度)，生产商：美国爱色丽有限公司。

(3)色差的检测：将上述色差检测仪器经过黑白标准校验后，平放已制好的色板，分别测试黑白底的色差。

实施例1～9在色差仪下色饱和度C*检测结果，如表3～11所示：

表3实施例1在色差仪下色饱和度C*检测结果

表4实施例2在色差仪下色饱和度C*检测结果

表5实施例3在色差仪下色饱和度C*检测结果

表6实施例4在色差仪下色饱和度C*检测结果

表7实施例5在色差仪下色饱和度C*检测结果

表8实施例6在色差仪下色饱和度C*检测结果

表9实施例7在色差仪下色饱和度C*检测结果

表10实施例8在色差仪下色饱和度C*检测结果

表11实施例9在色差仪下色饱和度C*检测结果

注：表中C*值为色饱和度(c²＝a²+b²)，黑底和白底C*值，数值越大色饱和度越高。a*表示红绿相，a正值为红相，负值为绿相；b*表示黄蓝相，b正值为黄相，负值为蓝相。

从表3至表11的数据对比可以看出，本发明的产品色饱和度远大于作为对比用的常规产品，说明本发明珠光颜料具有理想的高色饱和度。

二、对珠光颜料进行后处理

通过在实施例1所得干涉金色珠光颜料表面再包覆一层或多层(氧化铝、氧化锌、氧化钙、氧化镁等)氧化物层，能使耐候性能达到Q-SUN测试大于3000小时，显著提高了珠光颜料的耐候性和抗黄变性能；通过包覆一层或多层表面活性剂(如硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠、烷基葡糖苷、脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯等)进行亲水亲油处理，能使珠光颜料在水性和油性介质中得到充分的分散。

需要说明的是，本发明虽然只列举了9个实施例，折射率和包覆率数据也只列举了一部分，但在本发明权利要求中涉及的数据范围都属于本发明保护的范围。

相对于现有技术，本发明高色饱和度干涉色珠光颜料及其制备方法具有如下有益效果：

根据上述原理，本发明还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims

1.一种金红石型高色饱和度干涉色珠光颜料，其特征在于，包括基片和在基片表面交替包覆的多层氧化物涂层，氧化物涂层至少为6层，其中，第一层氧化物涂层的折射率小于1.8，第二层氧化物涂层的折射率大于2.0，第三层氧化物涂层的折射率大于2.0，第四层氧化物涂层的折射率小于1.8，第五层氧化物涂层的折射率大于2.0，第六层氧化物涂层的折射率大于2.0。

2.根据权利要求1所述的金红石型高色饱和度干涉色珠光颜料，其特征在于，所述第一层氧化物为SiO₂或Al₂O₃或B₂O₃或它们的混合物或复合物，所述第二层氧化物为SnO₂或Fe₂O₃或ZnO或MgO或它们的混合物或复合物，所述第三层氧化物为TiO₂或Fe₂O₃或它们的混合物或复合物，所述第四层氧化物为SiO₂或Al₂O₃或B₂O₃或它们的混合物或复合物，所述第五层氧化物为SnO₂或Fe₂O₃或ZnO或MgO或它们的混合物或复合物，所述第六层氧化物为TiO₂或Fe₂O₃或它们的混合物或复合物，优选地，所述第一层氧化物为SiO₂，所述第二层氧化物为SnO₂，所述第三层氧化物为TiO₂，所述第四层氧化物为SiO₂，所述第五层氧化物为SnO₂，所述第六层氧化物为TiO₂。

3.根据权利要求1所述的金红石型高色饱和度干涉色珠光颜料，其特征在于，所述第一层氧化物的包覆率为0.1％～10％，所述第二层氧化物的包覆率为0.1％～10％，所述第三层氧化物的包覆率为5％～40％，所述第四层氧化物的包覆率为5％～40％，所述第五层氧化物的包覆率为0.1％～10％，所述第六层氧化物的包覆率为5％～40％，优选地，所述第一层氧化物的包覆率为0.5％～5％，所述第二层氧化物的包覆率为0.5％～3％，所述第三层氧化物的包覆率为5％～40％，所述第四层氧化物的包覆率为5％～30％，所述第五层氧化物的包覆率为0.5％～3％，所述第六层氧化物的包覆率为5％～40％。

4.根据权利要求1所述的金红石型高色饱和度干涉色珠光颜料，其特征在于，所述基片选自天然云母薄片、合成云母薄片、SiO₂薄片或Al₂O₃薄片中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的金红石型高色饱和度干涉色珠光颜料，其特征在于，还包括包覆在第六层氧化物涂层上的后处理层，所述后处理层包括一层或多层氧化物涂层，和/或一层或多层亲水、亲油表面活性剂。

6.根据权利要求5所述的金红石型高色饱和度干涉色珠光颜料，其特征在于，所述氧化物涂层选自氧化铝、氧化锌、氧化钙、氧化镁中的一种或几种，所述表面活性剂选自硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠、烷基葡糖苷、脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯中的一种或几种。

7.一种如权利要求1所述的金红石型高色饱和度干涉色珠光颜料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的金红石型高色饱和度干涉色珠光颜料的制备方法，其特征在于，步骤1)中，还包括将第一悬浮液边搅拌边升温至60～85℃；步骤8)中，烘干温度为50～180℃，煅烧温度为400～800℃。

9.根据权利要求7所述的金红石型高色饱和度干涉色珠光颜料的制备方法，其特征在于，所述折射率大于2.0的氧化物对应的可溶性无机盐为TiCl₄或SnCl₄或FeCl₃或其组合，所述折射率小于1.8的氧化物对应的可溶性无机盐为Na₂SiO₃或AlCl₃或Na₂B₄O₇或其组合。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的金红石型高色饱和度干涉色珠光颜料或由权利要求7至9中任一项的方法所获得的金红石型高色饱和度干涉色珠光颜料的用途，其特征在于，可用于涂料、油墨、化妆品、塑料、皮革、玻璃、陶瓷和造纸领域。