本發(fā)明涉及耐高溫耐候性珠光顏料的制備方法及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
珠光顏料以其獨(dú)特的光學(xué)效果和性質(zhì)，廣泛應(yīng)用于涂料、塑料、陶瓷、造紙、皮革、玻璃、化妝品等領(lǐng)域。隨著社會的進(jìn)步及應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，對珠光的使用性能提出了要求。尤其表現(xiàn)在涂料應(yīng)用領(lǐng)域(汽車漆、建筑外墻漆等)，珠光顏料在紫外線、水、氧情況下自身的顏色及性能會發(fā)生變化，甚至于會引起有機(jī)基體的加速降解(例如頂層包覆二氧化鈦的珠光顏料)。因此，必須對珠光顏料進(jìn)行保護(hù)涂層的處理，以滿足使用要求。
對于提高珠光顏料的耐候性能，采用包覆氧化物和有機(jī)物表面處理。分為兩步進(jìn)行：其一、通過液相沉積氧化物或者氫氧化物(氧化鋁、氧化鈰、氫氧化鋁、氫氧化鈰、二氧化硅的兩種或者兩種以上)于珠光顏料表面；其二、在表面進(jìn)一步通過硅烷偶聯(lián)劑或者活性有機(jī)硅聚合物。國內(nèi)外學(xué)者開展了一定的研究工作且相關(guān)研究成果已轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品。但是，在方法的第一步采用包覆氧化物和第二步硅烷偶聯(lián)劑均不能有效防止紫外線，而且第二步硅烷偶聯(lián)劑的耐溫較低，在高溫下(>220℃)時發(fā)生分解，因此該表面處理技術(shù)不適合氟碳漆及粉末噴涂的高溫應(yīng)用(～250℃)。
本發(fā)明公開了適合高溫(～250℃)應(yīng)用的表面處理技術(shù)，解決了現(xiàn)有表面處理技術(shù)的缺點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的一個方面是提供一種耐高溫耐候性珠光顏料，其包括珠光顏料以及在珠光顏料上依次包覆的硫酸鋇層、二氧化硅層和耐高溫的硅烷偶聯(lián)劑層。
所述的珠光顏料選自天然云母基材的珠光顏料、合成云母基材的珠光顏料、玻璃基材的珠光顏料、氧化鋁基材的珠光顏料、氧化鐵基材的珠光顏料的一種或幾種的組合。
所述珠光顏料的粒度范圍例如但不限于是5-200微米，例如10-60微米。
硫酸鋇層、二氧化硅層、耐高溫的硅烷偶聯(lián)劑層例如γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷層的厚各自獨(dú)立地是5-1000nm，通常7-500nm，優(yōu)選10-300nm，更通常20-300nm，例如50nm、80nm、120nm、150nm、180nm。
優(yōu)選地，所述耐高溫的硅烷偶聯(lián)劑層為γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷層。
本發(fā)明的另一個方面是提供上述耐高溫耐候性珠光顏料制備方法，該法首先通過在珠光顏料的表面包覆硫酸鋇和致密二氧化硅，再包覆耐高溫的硅烷偶聯(lián)劑γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。由此，實(shí)現(xiàn)經(jīng)過表面處理的珠光顏料在氟碳漆及粉末噴涂應(yīng)用中的穩(wěn)定性。
在一個優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明的上述耐高溫耐候性珠光顏料制備方法包括：
(A)將珠光顏料加水打漿，獲得了珠光顏料的漿料或漿液；
(B)通過在珠光顏料的漿液中添加硫酸鈉和氯化鋇來沉淀硫酸鋇，在珠光顏料的表面上包覆硫酸鋇的膜層；
(C)通過在步驟B獲得的混合物體系中添加水溶性硅酸鹽并讓水溶性硅酸鹽發(fā)生水解，在步驟(B)獲得的珠光顏料表面包覆二氧化硅；
(D)在步驟(C)獲得的珠光顏料的表面包覆耐高溫的硅烷偶聯(lián)劑，獲得耐高溫耐候性珠光顏料產(chǎn)品。
優(yōu)選地，步驟(B)包括在上述步驟(A)獲得的珠光顏料漿料或漿液中加入硫酸鈉并攪拌，調(diào)節(jié)pH至5.0-9.0，優(yōu)選約6.5～7.5，然后加入氯化鋇的水溶液。
優(yōu)選地，步驟(C)包括調(diào)節(jié)pH至8.0-11.0，優(yōu)選8.5-9.5，加入水溶性硅酸鹽(例如偏硅酸鈉水溶液)，在添加過程中保持pH穩(wěn)定，添加完之后將pH降低至3.0-6.0，優(yōu)選4.5-5.5。
優(yōu)選地，步驟(D)包括添加耐高溫的硅烷偶聯(lián)劑γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，并攪拌，然后過濾、洗滌、烘干。
優(yōu)選地，硫酸鋇沉淀的重量比不大于5％，二氧化硅表面包覆層的重量比不大于5％；耐高溫的硅烷偶聯(lián)劑為γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的重量比不大于3％。
優(yōu)選的是，硫酸鈉的添加量為珠光顏料的0.1-5wt％，優(yōu)選約0.5-2wt％，更優(yōu)選約0.8-1.5wt％。
優(yōu)選的是，氯化鋇的添加量為珠光顏料的0.1-5wt％，優(yōu)選約0.5-2wt％，更優(yōu)選約0.8-1.5wt％。
優(yōu)選的是，偏硅酸鈉的添加量為珠光顏料的0.5-5wt％，優(yōu)選約1-4wt％，更優(yōu)選1.5-3wt％。
優(yōu)選的是，耐高溫的硅烷偶聯(lián)劑(例如γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷)的添加量為0.5-3wt％，優(yōu)選1-3wt％，更優(yōu)選約2wt％。
本發(fā)明的又一個目的是提供上述耐高溫耐候性珠光顏料用于氟碳漆或粉末涂料的用途。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：
本發(fā)明的耐高溫耐候性珠光顏料用于氟碳漆、粉末涂料等應(yīng)用領(lǐng)域，能夠制備色彩和色澤非常優(yōu)異的涂層，并且具有抗紫外線、耐高溫性能。
具體實(shí)施方式
以下實(shí)施例用于更具體描述本發(fā)明而非限定。
實(shí)施例1
1000KG(粒度10-60微米)珠光顏料加水打漿，加水至14000L。
第一層：硫酸鈉10KG直接投入攪5分鐘。用酒石酸調(diào)PH至7.0。8KG氯化鋇溶于300L水中不控PH值1小時加完。
第二層：用液堿慢慢升PH：9.0(常溫測)，5％五水偏硅酸鈉溶液600L,流量：5L/min,用5％的酒石酸控PH：9.0。加完用1.5mol鹽酸，流量：6L/min降PH至5.0.
第三層：硅烷偶聯(lián)劑γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷20KG。1小時加完。不控PH加完保溫?cái)嚢枰恍r放料。過濾、洗滌、烘干。
實(shí)施例2
1000KG(粒度10-60微米)珠光顏料加水打漿，加水至14000L。
第一層：硫酸鈉8KG直接投入攪5分鐘。用酒石酸調(diào)PH至7.0。6KG氯化鋇溶于280L水中不控PH值1小時加完。
第二層：用液堿慢慢升PH：9.0(常溫測)，5％五水偏硅酸鈉溶液700L，流量：5L/min，用5％的酒石酸控PH：9.0。加完用鹽酸，流量：6L/min降PH至5.0.
第三層：硅烷偶聯(lián)劑γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷18KG。1小時加完。不控PH加完保溫?cái)嚢枰恍r放料。過濾、洗滌、烘干。
將實(shí)施例1、2中經(jīng)過表面處理的樣品與未經(jīng)表面處理的樣品進(jìn)行測試，結(jié)果表明施例1中經(jīng)過表面處理的樣品的紫外光穩(wěn)定性明顯好于未經(jīng)表面處理的樣品，見表1。
表1QUV 240小時測試結(jié)果對比
對比例1
制備目前市場上廣泛采用的二氧化硅、氫氧化鋁、氫氧化鈰、硅烷偶聯(lián)劑γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和3-氨丙基三乙氧基硅烷包膜處理的產(chǎn)品：
100g珠光顏料加水打漿，加水至666ml，升溫到78℃,調(diào)用液堿慢慢升PH：9.0，5％五水偏硅酸鈉溶液60mL,流量：0.5mL/min,用5％的酒石酸控PH：9.0。加完用1.5mol鹽酸，流量：0.6mL/min降PH至6.5,加入1.0g 20.2％Ce(NO3)3,3.5g 4.3％Al(NO3)39H2O，攪拌15min,調(diào)pH到6.5，加入2.0gγ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和3-氨丙基三乙氧基硅烷2.0g，攪拌1小時，過濾、洗滌、烘干。
與實(shí)施例1中經(jīng)過表面處理的樣品對比測試，結(jié)果見表2。實(shí)施例1中經(jīng)過表面處理的樣品的熱穩(wěn)定性能明顯好于對比例1的樣品。
表2 255℃30分鐘老化測試結(jié)果對比
應(yīng)用實(shí)施例
以上實(shí)施例1所制得的珠光顏料用于氟碳漆、粉末涂料等應(yīng)用領(lǐng)域，能夠制備色彩和色澤非常優(yōu)異的涂層，并且具有抗紫外線、耐高溫性能。
應(yīng)用實(shí)施例1：以氟碳漆應(yīng)用為例:
取一個250ml燒杯，稱取實(shí)施例1制備珠光粉10.00g，再加入氟碳的預(yù)分散樹脂體系90.0g,放到攪拌器上分散15min.噴涂前，加入稀釋劑20.0g,攪拌均勻。噴涂時，連續(xù)噴兩遍，閃干5min后放入230度的烘箱烘烤30分鐘。
應(yīng)用實(shí)施例2：以粉末噴涂應(yīng)用為例:
將環(huán)氧樹脂系熱固性樹脂涂料、實(shí)施例1制備的珠光顏料、填料和粉末涂料用常規(guī)助劑混合，制備粉末噴涂涂料。