珠光顏料的制備方法及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及制備珠光顏料的方法，尤其涉及制備沒(méi)有游離顆粒的珠光顏料的方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 以片狀材料為基材、單層或多層氧化物包膜來(lái)制備具有珠光效果的顏料已經(jīng)有幾 十年的歷史，工藝很成熟，并已經(jīng)有大量的文獻(xiàn)專利，其中通過(guò)水溶性金屬鹽在預(yù)先設(shè)定的 PH值下進(jìn)行強(qiáng)制水解包膜是最常用的工藝之一，因?yàn)樗苄越饘冫}通常為酸性，在連續(xù)加 入時(shí)，必須同時(shí)加入堿來(lái)恒定PH值，否則水解無(wú)法持續(xù)進(jìn)行。目前用來(lái)中和酸和堿主要是 金屬氫氧化物，如NaOH，KOH等。使用氨水（NH 3 · H2O)或碳酸鈉（Na2CO3)等也能控制PH值， 進(jìn)行水解包膜。以上所提到的堿均為水溶性，并在生產(chǎn)中一般先制成水溶液，然后加到反應(yīng) 釜中。即使上述水溶性堿以固體形式加入，一旦進(jìn)入反應(yīng)釜便溶解變成溶液，同時(shí)提供所需 的氫氧根（〇H_)來(lái)中和酸（H+)，以達(dá)到控制穩(wěn)定PH值的目的。這種工藝有一個(gè)缺陷：當(dāng)堿 進(jìn)入到反應(yīng)釜時(shí)，不可避免地形成局部堿的濃度過(guò)高，局部的高濃度堿（OF)除了中和酸以 外，還會(huì)和包膜所用的金屬離子(如：Ti 4+、TiO2+、Fe3+、Sn4+等）結(jié)合，生產(chǎn)金屬氫氧化物(或 水合金屬氧化物)沉淀，并且沒(méi)有完全包覆在片狀基材上而形成游離。這些游離物因?yàn)槌叽?小(通常為納米級(jí))，比表面積大，具有較強(qiáng)的吸附能力，因而導(dǎo)致后續(xù)的水解包膜在這些游 離顆粒和片狀基材間互相競(jìng)爭(zhēng)。一旦形成這種游離顆粒，只有靠后面的過(guò)濾，洗滌，氣流分 級(jí)等各步驟來(lái)除去，因?yàn)橛坞x的顆粒會(huì)嚴(yán)重降低珠光顏料的色度，并給應(yīng)用帶來(lái)各種問(wèn)題。 雖然通過(guò)攪拌，加料速度等的嚴(yán)格控制能夠減少游離顆粒的形成，但上述工藝不能從根本 上消除游離顆粒的形成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提供了一種新技術(shù)，采用不溶于水的物質(zhì)來(lái)進(jìn)行PH控制，完全避免了堿同 金屬離子的直接反應(yīng)，從而制備出沒(méi)有游離顆粒的珠光顏料。因?yàn)榧尤氲椒磻?yīng)釜中用來(lái)中 和酸的物質(zhì)不溶于水，因此不直接提供0Γ，避免了堿（0Γ)的局域濃度過(guò)高現(xiàn)象，所用中和 酸的物質(zhì)（如MgO)只與酸（H +)反應(yīng)而不同金屬離子（如TiO2+)反應(yīng)。不溶于水的物質(zhì)(如 MgO)與酸反應(yīng)后所生成的鹽(如MgCl2)可溶于水，因此在后續(xù)的過(guò)濾洗滌中被除去，從而制 得了無(wú)游離顆粒的高品質(zhì)的珠光顏料。
[0004] 因此，根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施方案，提供一種制備珠光顏料的方法，該方法包 括:A)在片狀基材的存在下和在使得包膜用的金屬鹽能夠發(fā)生水解的設(shè)定pH值下，通過(guò)在 水中同時(shí)添加包膜用的金屬鹽和不溶于水但能夠與酸反應(yīng)而溶解的無(wú)機(jī)物進(jìn)行水解包膜， 其中所述無(wú)機(jī)物用于調(diào)節(jié)或維持該水解體系的PH值。
[0005] 優(yōu)選地，相對(duì)于1000重量份片狀基材，金屬鹽的用量為350~1500重量份，優(yōu)選 450~1350重量份，無(wú)機(jī)物的用量為300~1400重量份，優(yōu)選400~1200重量份。所述 片狀基材優(yōu)選以固體重量5~30wt%，優(yōu)選10~15wt%的水漿液的形式使用。片狀基材的 粒徑優(yōu)選為10~60微米。水解包膜后，所形成的包膜厚度一般為10~lOOnm，優(yōu)選30~ 60nm，更優(yōu)選40~50nm。
[0006] 優(yōu)選地，以上所述的設(shè)定pH是在0.5-3范圍，優(yōu)選在0.7-2. 5范圍，更優(yōu)選在 0.8-2范圍，仍然更優(yōu)選在0.9-1. 5 (例如1、1. 1、1.2或1.3)范圍。
[0007] 優(yōu)選的是，不溶于水但能夠與酸反應(yīng)而溶解的無(wú)機(jī)物是堿土金屬化合物，更優(yōu)選 是堿土金屬的氧化物或碳酸鹽。無(wú)機(jī)物優(yōu)選以5~30重量％，更優(yōu)選10~20重量％的水 溶液或漿液的形式使用。無(wú)機(jī)物的粒徑優(yōu)選為200目以下，優(yōu)選200~250目或200~300 目。
[0008] -般來(lái)說(shuō)，以上所述的方法進(jìn)一步包括以下步驟：B)過(guò)濾、C)洗滌、D)烘干和E) 煅燒。
[0009] 優(yōu)選的是，包膜用的金屬鹽是以水溶液的形式添加；和/或，其中不溶于水但能夠 與酸反應(yīng)而溶解的無(wú)機(jī)物是以在水中形成的淤漿形式或漿液的形式添加。金屬鹽優(yōu)選以 1~4摩爾/升，優(yōu)選1. 5~3摩爾/升的濃度使用。
[0010] 優(yōu)選的是，在步驟A)中控制所述不溶于水但能夠與酸反應(yīng)而溶解的無(wú)機(jī)物的添 加速率，使得水解體系的PH值維持穩(wěn)定或基本上穩(wěn)定。
[0011] 優(yōu)選的是，用于本發(fā)明中的片狀基材是選自于天然云母，合成云母，玻璃片，片狀 氧化鋁，和片狀金屬中的一種或兩種或多種。
[0012] 優(yōu)選的是，用于本發(fā)明中的包膜用的金屬鹽是選自于TiCl4、TiOCl 2、FeCl3或SnCl4 中的一種或兩種或多種。
[0013] 進(jìn)一步優(yōu)選的是，上述無(wú)機(jī)物選自：氧化鎂、氫氧化鎂、碳酸鈣或它們的混合物。
[0014] 優(yōu)選的是，包膜材料經(jīng)煅燒后成為下列中的一種：銳鈦礦型TiO2，二氧化錫SnO 2, 金紅石型TiO2，赤鐵礦型Fe2O3, Ti02+Fe03, Sn02+Ti02+Fe203, Sn02+Fe203，鈦和鐵的混合氧化 物，以及錫、鈦、鐵的混合氧化物。
[0015] 金屬鹽的用量和無(wú)機(jī)物的用量可根據(jù)所要包覆的顏色來(lái)確定，例如在無(wú)機(jī)物為 MgO、金屬鹽為TiCl4的情況下，如果產(chǎn)品顏色為銀白，相對(duì)于1000重量份片狀基材，無(wú)機(jī)物 為370~430重量份，例如400重量份，金屬鹽為420~480重量份。以下，產(chǎn)品顏色從金 黃、紅、藍(lán)到綠，無(wú)機(jī)物和金屬鹽的用量依次遞增。例如產(chǎn)品為綠色時(shí)，相對(duì)于1000重量份 片狀基材，無(wú)機(jī)物為1100~1300重量份，金屬鹽為1300~1400重量份。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施方案，提供由上述方法所獲得的珠光顏料。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施方案，提供上述珠光顏料的用途，它用于油漆、印刷油 墨、塑料、陶瓷材料、皮革著色、壁紙、粉末涂料或化妝品領(lǐng)域。
[0018] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：
[0019] 本發(fā)明制得的珠光顏料幾乎不含游離顆粒。品質(zhì)好，色澤和光潔度都非常理想。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1是本發(fā)明新工藝（左）與傳統(tǒng)工藝（右）制備的水解包膜漿料樣品分別放置 于玻璃瓶中，靜止沉降一定時(shí)間后的情況。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 以下實(shí)施例用于更具體描述本發(fā)明而非限定。
[0022] 實(shí)施例1
[0023] 1000 kg 天然云母片，粒徑為 Dltl=IO μ m，D5Q=25 μ m，D9Q=60 μ m，加入到 10000 升去離 子水中，反應(yīng)釜為20000升，攪拌加熱到80°C，用1:1的鹽酸調(diào)節(jié)PH值為1.0,另外配置MgO 漿料：1000kg99%的MgO加入到5000升水中，攪拌，配置為總固體濃度20%的漿料。為了使 所配制的漿液不沉降，選用粒徑小于200目。開(kāi)始水解包膜時(shí)，同時(shí)開(kāi)動(dòng)鈦液泵和MgO漿液 泵，并用PH計(jì)自動(dòng)控制PH為1. 0。所用鈦液是用純度不小于99%的TiCl4加水配制，一般 加水的量與TiCl4的量為1:1，調(diào)制為濃度2摩爾/升的四氯化鈦溶液，稀釋時(shí)會(huì)產(chǎn)生HCl 氣體。用水吸收釋放出的HCl氣體獲得鹽酸。為保持稀釋后的TiCl4F發(fā)生水解變質(zhì)，需 要加入足夠量的鹽酸。通過(guò)同時(shí)泵加鈦液和MgO漿料到反應(yīng)釜中，PH恒定在1.0,所加鈦液 在PH=L 0時(shí)不斷水解包膜在云母基材上，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、煅燒制得銀白及虹彩等珠光產(chǎn)品。 TiCl4溶液的用量決定了最終產(chǎn)品為金黃色、橙色、紅色、紫色、藍(lán)色、綠色等。
[0024]
[0025] 與傳統(tǒng)工藝（用氫氧化鈉等堿溶液控制水解薄膜的PH值）相比，此發(fā)明的新工藝 所制得的產(chǎn)品亮度及色度均有明顯提高，并且過(guò)濾水洗時(shí)的用水量節(jié)省一半以上。這都表 明新工藝在水解時(shí)不產(chǎn)生游離微粒，因此過(guò)濾水洗更容易，所得產(chǎn)品的品質(zhì)更好。
[0026] 另外一種表明新工藝所制得的產(chǎn)品不含有游離微粒的方法是：將新工藝與傳統(tǒng) 工藝所制得的水解包膜漿料樣品分別放置于玻璃瓶中，靜止沉降一定時(shí)間后，新工藝所制 得的水解包膜漿料樣品上部母液（左面）明顯較傳統(tǒng)工藝的樣品上部母液更透明（見(jiàn)附圖 1)。從附圖1中可以看出，本發(fā)明的分散體的上層母液是透明的，而現(xiàn)有技術(shù)的分散體的上 層母液是渾濁的。
[0027] 樣品質(zhì)量的評(píng)估采用常見(jiàn)的涂布劃卡或噴板的方法是：將一定量的珠光粉樣品 (~10%)加入到樹(shù)脂或油漆中，經(jīng)涂布劃卡或噴板成膜，烘干。用X-Rite MA68色差儀測(cè) 量色澤和光潔度數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)以CIE L*，a*，b*體系展示。L*數(shù)值代表亮度，c值（c2=a2+b2) 代表色澤濃度。
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