一種具有3d效果的磁性珠光顏料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種磁性珠光顏料，特別是一種具有3D視覺效果的磁性系列珠光顏 料及其制備方法，屬于裝飾性效應(yīng)顏料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 3D磁性系列珠光顏料是指在基材外部包覆一層具有磁性的材料，利用磁性材料在 靜磁場(chǎng)作用下排列、匹配、迀移等行為的走磁特點(diǎn)，在印刷或噴涂等裝飾性珠光顏料應(yīng)用領(lǐng) 域中，當(dāng)涂料未完全表干時(shí)放置于靜磁場(chǎng)里，能產(chǎn)生妙趣橫生的具有閃亮光澤的夢(mèng)幻3D效 果。該產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于化妝品、合成革、玻璃工藝、印刷油墨、紡織品印花、包裝材料、工藝品 等的3D效果營(yíng)造。
[0003] 現(xiàn)有的技術(shù)主要是利用Fe3O4作為磁性材料使顏料產(chǎn)生立體的三維效果。它是以 低折射率的透明片為基材，包覆一層或多層高折射率的金屬氧化物（或交替包覆高折射率 和低折射率氧化物）而得到不同顏色系列的珠光顏料，在此基礎(chǔ)上再包覆Fe 3O4作為磁性材 料，從而得到絢麗多彩的3D磁性珠光顏料。如中國(guó)專利CN102766357A描述了以氯化亞鐵 為原料，氯酸鉀為氧化劑，選用氧化沉淀法制得四氧化三鐵的方法。利用四氧化三鐵這一特 性，以珠光顏料為基材在其表面均勻包覆一層納米級(jí)四氧化三鐵，從而使顏料具有磁性特 征。又如中國(guó)專利CN101445674A公開了一種磁性珠光顏料及其制備方法。該制備方法通 過配置一定摩爾比的Fe 3+和Fe2+溶液，將基片倒入該混合液中，通過調(diào)節(jié)pH值使Fe 304包覆 在基片表面。
[0004] 上述兩種發(fā)明中，不管是利用氯酸鉀作為氧化劑生成四氧化三鐵還是直接沉淀反 應(yīng)生成四氧化三鐵，都存在很難精確控制Fe 3+和Fe2+比例的問題，氯酸鉀氧化不能精確的生 成Fe3+ (由空氣中氧氣氧化），而采用Fe3+和Fe 2+的混合包覆，在反應(yīng)及后處理過程中，部分 Fe2+會(huì)被氧化成Fe 3+，因而造成顏料表面磁性弱甚至不產(chǎn)生磁性，同時(shí)影響顏料面色效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，發(fā)明人進(jìn)行了深入研宄，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過在成品珠光顏 料上包覆一層具有磁性的包覆層，該磁性包覆層為鈷鐵氧體的永磁材料，其組分能精確控 制，并不會(huì)在洗滌、烘干時(shí)被氧化，而后再包覆一層低折射率的薄膜層用作保護(hù)層，得到一 種具有穩(wěn)定的3D效果的磁性系列珠光顏料，由此完成了本發(fā)明。
[0006] 本發(fā)明的具有3D效果的磁性系列珠光顏料，其包括珠光顏料、在珠光顏料層上的 由氧化鈷、氧化鐵和氧化亞鐵構(gòu)成的磁性包覆層、在磁性包覆層上的保護(hù)層，其中珠光顏料 包括基材和一層或多層珠光顏料層。
[0007] 其中，氧化鈷、氧化亞鐵、氧化鐵的包覆率之比是（1~5) : (1~5) : (0. 1~10)， 優(yōu)選是（1~3) : (1~5) : (0· 5~8)，更優(yōu)選I: (1~5) : (0· 5~2. 5)。
[0008] 優(yōu)選地，所述3D立體效果系列磁性珠光顏料各組分的重量為：
[0009] 珠光顏料 100份 氧化鈷+氧化鐵+氧化亞鐵 0.21~20份，優(yōu)選1~18份， 氧化鋁 0.1~6份，優(yōu)選0.5~5.5份， 氧化硅 0.1~6份，優(yōu)選0.5~5.5份， 氧化鈷 0.1~5份，優(yōu)選0.15~4.0份， 氧化亞鐵 0.1~5份，優(yōu)選0.5~4.0份， 氧化鐵 0.01~10份，優(yōu)選0.05~8.5份。
[0010] 其中，珠光顏料可以是市售的珠光顏料，或者使用天然云母、合成云母、片狀氧化 鋁、片狀氧化硅、玻璃鱗片等基材包覆一層或多層珠光顏料層來獲得，可以是天然云母、合 成云母、片狀氧化鋁、片狀氧化硅、玻璃鱗片等基材原料包覆Sn02、TiO2、SiOjP Fe 203等四種 物質(zhì)的任意組合膜層所得到的珠光顏料，如（但不限于）：
[0011] 基材 +1102層，基材 +SnO 2層 +TiO 2層，基材 +SnO 2層 +TiO 2層 +SiO 2層 +TiO 2層，基 材 +311〇2層 +TiO 2層 +SiO 2層 +SnO 2層 +TiO 2層，基材 +TiO 2層 +Fe 203層，基材 +TiO 2層 +SiO 2 層 +Fe2O3層，基材 +TiO 2層 /Fe 203層，基材 +TiO 2層 /Fe 203層 +SiO 2層 +TiO 2層 /Fe 203層， 基材 +Fe2O3 層，基材 +Fe 203層 +TiO 2層，基材 +Fe 203層 +SiO 2層 +Fe 203層，基材 +TiO 2 層 +SiO 2 層+TiO2層等。優(yōu)選銀白系列、虹彩系列、金色系列、著色系列、鐵系列、鉆石系列、變色龍系 列珠光顏料，進(jìn)一步優(yōu)選銀白系列，虹彩系列，金色系列，鐵系列珠光顏料。
[0012] 所述保護(hù)層可以為Si02、MgO、A1203、MgF 2、AlF3以及它們的任意組合，優(yōu)選Si02、 Al2O3。保護(hù)層優(yōu)選包括在磁性包覆層上的氧化鋁層以及在氧化鋁層上的二氧化硅層。
[0013] 上述具有3D效果的磁性系列珠光顏料，其中，若以珠光顏料為100重量份計(jì)，鈷鐵 氧體可以為0. 21-20份，優(yōu)選1-18份，其中，氧化鈷可以為為0. 1-5份，優(yōu)選0. 15-4份，氧 化亞鐵的可以為0. 1-5份，優(yōu)選0. 5~4份，三氧化二鐵可以為0. 01~10份，優(yōu)選0. 05~ 8. 5 份。
[0014] 相應(yīng)氧化錯(cuò)的加料量范圍可以為0. 1-6重量份，優(yōu)選0. 5~5. 5重量份，二氧化娃 的的加料量范圍可以為〇. 1-6重量份，優(yōu)選0. 5~5. 5重量份。
[0015] 本發(fā)明的另一目的是提供一種制備3D磁性珠光顏料的方法，步驟如下：
[0016] (1)將100份珠光顏料與去離子水混合，形成起始固含量為3-25wt%、優(yōu)選 4-20?七％、更優(yōu)選5-2〇￥七％之間，如6%、8%、10%、12%的懸浮液，攪拌均勻，并將懸浮液 加熱至60~95°C、進(jìn)一步優(yōu)選70-90°C、更進(jìn)一步優(yōu)選75-85°C ;
[0017] (2)用堿溶液將懸浮液的pH調(diào)節(jié)至5. 0-10. 0、優(yōu)選6. 0-9. 0,加入氧化鈷、氧化亞 鐵、氧化鐵對(duì)應(yīng)的鈷鹽、亞鐵鹽、鐵鹽（例如合計(jì)0. 5~15重量份）的混合液，使得所生成 的氧化鈷、氧化鐵和氧化亞鐵的總重量份為0. 21~20份，優(yōu)選1~18份（氧化鈷：0. 1~ 5份，優(yōu)選0. 15~4. 0份；氧化亞鐵：0. 1~5份，優(yōu)選0. 5~4. 0份；氧化鐵：0. 01~10 份，優(yōu)選0.05~8.5份），氧化鈷、氧化亞鐵、氧化鐵的包覆率之比是（1~5) :(1~5): (0· 1 ~10)，優(yōu)選 I: (1 ~5) : (0· 5 ~2· 5)(例如以 Ig CoCl2 ·6Η20為基準(zhǔn)，對(duì)應(yīng)CoCl2 ·6Η20、 FeCl2 MH2CKFeCl3 ·6Η20 加料量范圍是：1. OOg: (0· 87g ~5. 05g) : (0· 52g ~2. 81g))，用堿 溶液保持pH值恒定，加料完畢后，用堿溶液調(diào)節(jié)pH為9. 0~11，恒溫?cái)嚢瑁ɡ?分鐘~ 1小時(shí)，優(yōu)選約15分鐘）；
[0018] (3)用鹽酸緩慢調(diào)節(jié)pH為2-5. 0、優(yōu)選2. 5-4,不恒定pH值，滴加一份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 5% -30 %、優(yōu)選8% -25 %的與氧化鋁對(duì)應(yīng)的鋁鹽溶液（例如氯化鋁溶液），加入的量，以 Al2O3計(jì)，為基材的0. 5wt%~10wt%，停止加料后恒溫?cái)嚢瑁ɡ?分鐘~1小時(shí)，優(yōu)選約 15分鐘）；
[0019] (4)用堿溶液緩慢調(diào)節(jié)pH為5. 0-10. 0,優(yōu)選6. 0-9. 0,滴加一份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%~ 30%、優(yōu)選8% -25%的與二氧化硅對(duì)應(yīng)的硅酸鹽溶液（例如偏硅酸鈉溶液），同時(shí)用鹽酸恒 定pH值，加入的量，以SiOJ+，為基材的0· 5wt%~10wt%，加料結(jié)束后，用堿溶液調(diào)節(jié)pH 為7. 0~11，恒溫?cái)嚢瑁ɡ?0分鐘~1小時(shí)，優(yōu)選約35分鐘）；
[0020] (5)對(duì)步驟（4)獲得的的溶液進(jìn)行過濾、洗滌、烘干、煅燒，得到具有3D特效的磁性 珠光顏料。
[0021] 其中所述堿溶液中的堿可選氫氧化鈉、氨水、碳酸鈉，和/或它們的任意組合的溶 液，例如堿溶液是氫氧化鈉或氫氧化鉀或碳酸鈉的水溶液，如5-30 %水溶液，或5~30 %的 氨水。
[0022] 所述氧化鈷對(duì)應(yīng)的鈷鹽可以是CoCl2Xo (NO3)2XoSO4，和/或它們的任意組合的溶 液。
[0023] 所述氧化亞鐵對(duì)應(yīng)的亞鐵鹽可選自FeS04、FeCl2、FeCO 3，和/或它們的任意組合的 溶液。
[0024] 所述氧化鐵對(duì)應(yīng)的鐵鹽可選自Fe (NO3) 3、Fe2 (SO4) 3、FeCl3，和/或它們的任意組合 的溶液。
[0025] 所述氧化鋁對(duì)應(yīng)的鋁鹽可選AlCl^ Al (NO 3) 3，和/或它們的任意組合的溶液。
[0026] 所述氧化硅對(duì)應(yīng)的硅酸鹽可選自Na2Si03、CaMg 3Si4012、Ca3SiO5，和/或它們的任意 組合的溶液。
[0027] 烘干例如是在100_120°C，優(yōu)選約105°C下干燥10分鐘~1小時(shí)，優(yōu)選約30分鐘。
[0028] 煅燒例如是在670~720°C下，優(yōu)選約700°C下煅燒10分鐘~1小時(shí)，優(yōu)選約30 分鐘。
[0029] 需要說明的是，上述制備方法以珠光顏料作為起始原料來制備，然而也可以天然 云母、合成云母、片狀氧化鋁、片狀氧化硅、玻璃鱗片等基材作為起始原料制備珠光顏料，然 后進(jìn)行本發(fā)明的步驟（1) -(5)，這也是在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0030] 本發(fā)明另外提供了上述3D磁性珠光顏料可用于印刷油墨、紡織品印花、包裝材料 的用途。
[0031] 本發(fā)明制備的3D磁性系列珠光顏料利用表面磁性材料的走磁現(xiàn)象可以產(chǎn)生立 體、夢(mèng)幻的3D效果。本發(fā)明的3D磁性系列珠光顏料的制備方法，能夠克服現(xiàn)有技術(shù)中存在 的二價(jià)鐵易被氧化的難題，減少四氧化三鐵損失，降低磁性損耗，且生成的部分鈷酸鐵穩(wěn)定 不易被氧化，使得顏料的保存具有長(zhǎng)期性。
[0032] 總的來說，本發(fā)明的3D磁性系列珠光顏料是一種工藝簡(jiǎn)化、價(jià)格實(shí)惠耐用、生產(chǎn) 經(jīng)濟(jì)效益好、磁性良好的3D磁性效應(yīng)顏料。本發(fā)明的3D磁性系列珠光顏料可以應(yīng)用于印 刷油墨、紡織品印花、包裝材料等的3D效果營(yíng)造，具有廣泛應(yīng)用的前景。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 為更好的說明本發(fā)明，下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行完整地描述，以下 實(shí)施例用于進(jìn)一步說明本發(fā)明，但不限制本發(fā)明。
[0034] 在本申請(qǐng)中，份為重量份，除非另有規(guī)定。
[0035] 實(shí)施例1
[0036] 以成品珠光顏料為基材，包覆不同比例的氧化鉆、氧化亞鐵、氧化鐵。
[0037] (1)稱取100g克QCllO銀白珠光顏料（產(chǎn)自廣西七色珠光材料股分有限公司）， 投入到容積為IL的反應(yīng)釜中，加入800毫升去離子水，攪拌使之均勻分散成懸浮液。
[0038] (2)將此懸浮液在恒溫水浴鍋中加熱并穩(wěn)定在65°C，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為31 %的液堿 (液態(tài)氫氧化鈉）將此懸浮液的pH調(diào)節(jié)至8. 5。
[0039] (3)調(diào)節(jié)懸浮液溫度為 75 °C，pH 為 9. 0。將 10. 93g CoCl2 · 6Η20、409· OmL FeCl3 · 6H20(75g/L)和9. 51g FeCl2 · 4Η20混合攪拌制成混合液，以0. 75ml/min的速度滴 加此混合液，同時(shí)用氫氧化鈉溶液保持PH恒定，當(dāng)加料完畢后，將pH升高為10,恒溫?cái)嚢?15分鐘。
[0040] (4)調(diào)懸浮液溫度為75°C，用鹽酸調(diào)節(jié)pH為3. 5。滴加23. 67g AlCl3 · 6H20固體 溶于250mL水的水溶液，快速滴加。停止加料后恒溫?cái)嚢?5min。
[0041] (5)用液堿緩慢調(diào)節(jié)pH為9. 0。稱取23. 61g Na2Si