CN205295209U - 一种微纳米粉体材料 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种复合镀膜结构的多面体微纳米粉体材料。本实用新型将复合镀膜结构引入到多面体颜料颗粒上，该类复合镀膜结构一方面可以有效的阻隔镀层与氧气或腐蚀性气体接储，延长储存及使用寿命；另外，可以通过调节复合镀层的种类，改变多面体颜料的外观效果，如多彩，提亮等。

Description

一种微纳米粉体材料

技术领域

本实用新型涉及一种微纳米粉体材料，尤其是涉及到一种多面体微纳米粉体材料。

背景技术

随着社会的发展，人们对产品外观要求的越来越高，具有珠光、闪光效果的特殊色彩越来越来受到人们的青睐。特殊色彩传统的解决方案是采用喷涂工艺，但是喷涂加工一方面工序复杂，成产成本高；另一方面喷涂加工过程中容易产生环境污染。因此，目前比较流行的是采用在高光泽塑料基材中直接添加片型金属颜料、云母钛珠光颜料等具有特殊色彩颜料的方案以代替传统的喷涂方案，其相应制备的树脂通常可称为美学树脂。但由于片型金属颜料、云母钛珠光颜料的加入，使得美学树脂在应用过程中，尤其是注塑制件，当模具内部熔体料流存在相遇熔接时，由于颜料取向的原因，极易产生熔接线，在制件上形成一条暗纹，即熔接线，极大的影响产品美观度，这也是免喷涂工艺目前所面临的一个巨大瓶颈。

多面体微纳米粉体材料的提出正是基于片型金属颜料在应用过程中的外观瑕疵等缺陷。多面体微纳米粉体材料是在基质材料表面镀附一层具有金属效果的金属或其他化合物镀层，使其具备市面在售铝粉或铜粉的外观效果。多面体微纳米粉体材料相对片型结构而言，长径比更接近1，在塑料制品注塑过程中，不会发生取向等现象，因而在熔体结合处不会出现明显的“熔接线”瑕疵。但多面体微纳米粉体材料在储存和使用的过程中，由于镀层直接暴漏于空气中，极易与空气中的氧气或其他腐蚀性气体接触，造成镀层腐蚀，粉体发暗的现象，直接影响多面体颜料自身效果及使用效果。同时，现有多面体微纳米粉体材料还存在颜色单一等缺点，应用范围受到约束。

基于上述原因，本专利设计一种复合镀膜结构的多面体微纳米粉体材料。该类复合镀膜结构一方面可以有效的阻隔镀层与氧气或腐蚀性气体接储，延长储存及使用寿命。另外，可以通过调节复合镀层的种类，改变多面体颜料的外观效果，如多彩，提亮等。

发明内容

本实用新型主要涉及一种复合镀层多面体颜料，多面体微纳米粉体材料的镀层结构见图1，主要实施过程包括：

多面体基体材料表面镀附一层金属或金属化合物效果层。

在镀附有金属或金属化合物效果层的多面体颜料表面，继续镀附一层功能层，实现特殊效果及功能。

其特征在于：

多面体结构基材至少4个面，若低于4个面，否则该颜料各项异性差异增加，后期使用过程中容易产生外观瑕疵，影响美观。

多面体基材包括人造玻璃、石英砂、搪瓷、三氧化二铝、氮化铝、立方氮化硼、碳化硅、方解石等。

多面体基材的粒径为1～500微米，尤其选择5～200微米粒径的多面体颗粒。

多面体结构基材的纵横比介于0.2～1之间，优先0.3～0.9之间。纵横比指多面体颗粒立体结构中最小直径与最大直径之比。

多面体基材制备多面体颜料的工艺可包括物理气相沉积、化学气相沉积、液相沉积法等。其中物理气相沉积工艺包括磁控溅射、真空蒸镀、真空离子镀等工艺。化学气相沉积包括大气压化学气相沉积(APCVD)、低压化学气相沉积(LPCVD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)、激光诱导和化学气相沉积法(KICVD)、四氯化钛气相氧化法(TOVD)等。

多面体颜料效果镀层材质(10nm～10um)可包括如下物质：

金属类：金、银、铜、铁、铝、铂、铬、镍、锌、钛、锆、锡、铅、镁、锑、钴、铟。

合金型：镍-铬、镍-铁、铁-钴、金-银等。

其他镀层：氮化钛(金黄)、碳氮化钛(银色)、氮化铬、氮化铬铝、氮化铝钛(紫黑)、氮化铝钛硅、氮碳化铬、白金铝钛(银白色)、氮硅钛化合物(青橙色)、碳化钛、碳化铬，碳氮化铬，氮化锆。

多面体颜料外层功能层可包含如下种类：

透明保护层：可提高多面体颜料耐酸碱性能，抗氧化性能，同时提高多面体颜料的耐磨性。透明保护层可包含二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氮化钛等。

着色功能层：在多面体颜料表面镀附一定厚度的透明镀层。通过控制镀层厚度，利用光的干涉原理，实现蓝色、绿色、红色等干涉炫彩效果。着色功能层可包含二氧化硅、二氧化钛、氧化铝等。

增白功能层：多面体颜料效果层外层镀附一层光线反射率高的金属介质，如银、铝等，可有效的提高多面体颜料粉体白度。

附图说明

图1为多面体微纳米粉体材料的镀层结构。

具体实施方式

实施例1：

粒径为20～40微米，纵横比为0.5～0.8的石英砂，有机溶剂清洗烘干后作为多面体颜料基材，采用真空蒸镀的工艺，在石英砂表面包覆一层厚度为20～30nm的镀铝层。采用直流磁控溅射，以铝为靶材，通入氧气，进行反应溅射，在镀铝层外侧镀附一层厚度10nm的氧化铝镀层，用于防止铝镀层氧化发黑。

将该复合镀层银色多面体颜料与单层铝镀层多面体颜料共同放置于相同室温空气环境中，三个月后，测定两种多面体颜料L值。测定结果见表1：

从测定结果上看，复合镀层对于粉体外观亮度几乎无影响；同时放置3个月后，单层镀铝多面体颜料L值下降明显，说明放置过程中表层铝与空气中其他腐蚀组分发生反应，颜色变暗；而复合镀层多面体颜料放置3个月后L值几乎无变化。结果表明，复合镀层结构可以有效的延长多面体颜料的储存周期。

实施例2：

以粒径为20～40微米，纵横比为0.5～0.8的玻璃粉，采用磁控溅射的工艺，在玻璃粉表面包覆一层厚度为15～30nm的铝镀层，同时在铝层外侧镀附一层厚度约为10nm的银镀层。测定镀附银前后银色多面体颜料L值，结果表明，银镀层的添加使得粉体L值由63增加至72，可以有效的提高粉体的亮度。

实施例3：

以为30～50微米，纵横比为0.6～0.8的玻璃粉，采用磁控溅射的工艺，在玻璃粉表面包覆一层厚度为15～30nm的铝镀层，同时在铝层外侧镀附一层厚度约为192nm的二氧化钛镀层。得到一种具有幻彩红干涉的多面体金属颜料。

Claims (4)

1.一种微纳米粉体材料，包含：

基质层：至少包含4个面的基质材料；

颜色层：设置在前述基质层和下述功能层之间的镀层；

功能层：设置于颜色层外部的镀层。

2.根据权利要求1所述的微纳米粉体材料，其特征在于：所述基质层的基质材料粒径为1～500μm，纵横比为0.2～1。

3.根据权利要求1所述的微纳米粉体材料，其特征在于：所述颜色层的镀层为金属类镀层、合金类镀层，镀层的厚度10nm～10μm。

4.根据权利要求1所述的微纳米粉体材料，其特征在于：所述功能层厚度10nm～10μm。