金色云母珠光颜料（转载）

BMA004

首先制备银白色云母珠光颜料及干涉黄云母珠光颜料,然后再按不同条件在这些颜料表面涂覆Ｆｅ2Ｏ3膜,从而制备出不同性能的金色云母珠光颜料样品。对这些样品颜料的基本性能与市售铜金粉的性能进行了对比测试,结果表明其性能明显优于铜金粉的性能

云母钛珠光颜料作为一种高附加值的云母制品,因其耐候性好、耐酸碱、高光泽及无毒等优点,愈来愈被广泛应用于化工涂料、塑料、造纸及化妆品等行业[1～4]。云母珠光颜料通常按云母薄片表面涂覆物质成份来分,可分为:云母 ＴｉＯ2、云母 ＴｉＯ2 Ｆｅ2Ｏ3、云母 ＺｒＯ2及云母 ＴｉＯ2 Ａｌ2Ｏ3等多种类型。按云母珠光颜料的外观来分类,则有:银白型、干涉色型、金色、绿色及其它着色型。在这许多类型云母珠光颜料中,金色珠光颜料是一个很重要的类型。通常,各行业所使用的金色颜料或“金粉”,实际是铜、锌及铝等组成的黄铜合金。其制备方法是:将黄铜合金熔融雾化成粗粉末,放入湿球磨中磨成片状结构的中粗粉末,经回火消除内应力,再经干球磨强力粉碎,最后经过风选分级,抛光上膜表面处理而成。视成份不同,其色调可调节。这种金色颜料,加工工艺复杂,且易燃、易爆,实际应用中,不耐酸碱,不耐热和潮湿,耐候性极差,容易氧化而失光或失色,而云母珠光颜料可避免以上缺点。本文详细报道了金色云母珠光颜料的合成实验过程。

1主要原料及设备

1．1          实验原料　云母粉,为湿磨-400目云母粉,湖北通城产。四氯化钛(ＴｉＣｌ4),为市售化工级原料。ＦｅＣｌ3、ＳｎＣｌ2·2Ｈ2Ｏ与ＫＣｌＯ3,均为市售工业级原料。-400目铜金粉,为市场所购。实验所用“水”,均指去离子水。

1．2　实验设备　恒温水浴,3000ｍｌ带回流装置的玻璃反应釜,红外干燥箱,马弗炉。

2实验方法

2．1       云母片上ＴｉＯ2膜的涂覆　制备金色云母珠光颜料的原料可分两种,一种为银白色云母珠光颜料,一种为黄色干涉色云母珠光颜料,其ＴｉＯ2晶型均为金红石型。二者制备工艺大致相同。详细实验条件及机理研究已有报道[6～7],其基本工艺如下。

2．1．1            银白色云母珠光颜料制备:称取50ｇ云母粉制成10%的悬浮液500ｍｌ,并以1%盐酸调节云母悬浮液的ｐＨ于2．0～2．5之间,然后分二次缓缓加入18%的ＴｉＣｌ4溶液。第一次加ＴｉＣｌ4溶液60ｍｌ、15%ＳｎＣｌ2溶液270ｍｌ,相应加入3．8%ＫＣｌＯ3溶液270ｍｌ。同时加入20%的ＮａＯＨ溶液,以中和ＴｉＣｌ4水解所产生的盐酸,保持ｐＨ于2．0～2．5之间,约15ｍｉｎ后,停止加入ＴｉＣｌ4溶液,保持ｐＨ恒定于2．0～2．5之间。20ｍｉｎ后,停止加ＳｎＣｌ2溶液。第二次加ＴｉＣｌ4溶液450ｍｌ,包膜过程需2．5～3ｈ,此时云母微片表面涂覆的水合二氧化钛膜,折合ＴｉＯ2含量约为21%～23%(Ｗｔ)。此后实验分二种方法进行:Ａ类样,将以上溶液调ｐＨ值后进行涂覆Ｆｅ2Ｏ3膜的工艺;Ｂ类样,则将以上溶液进行洗涤、过滤,烘干,接着涂覆Ｆｅ2Ｏ3膜。

2．1．2            干涉黄云母珠光颜料制备:制备工艺与银白色的基本相同,只是所涂覆的ＴｉＯ2量占颜料总量的41%～43%(Ｗｔ)。此后实验同样分二种:Ｃ类样,接着涂覆完水合ＴｉＯ2膜的颜料,继续涂覆Ｆｅ2Ｏ3膜工艺;Ｄ类样,则将以上样品洗涤、过滤及烘干,再涂覆Ｆｅ2Ｏ3膜。2．2　Ｆｅ2Ｏ3膜涂覆　云母珠光颜料的金黄色,一般是通过涂覆Ｆｅ2Ｏ3膜来实现,其反应条件基本同Ｆｅ2Ｏ3型红色云母珠光颜料的制备[6]。Ａ类和Ｃ类样品是在以上反应溶液的基础之上,调节溶液ｐＨ为3．5～4．1,然后缓慢加入15%(Ｗｔ)ＦｅＣｌ3溶液约55ｍｌ,同时加入10%(Ｗｔ)的ＮａＯＨ溶液,以保证溶液ｐＨ值稳定在3．5～4．1之间,约0．5ｈ后包膜反应结束,将反应溶液陈化1ｈ,过滤洗涤烘干,于900℃煅烧1ｈ即可,所得颜料中含Ｆｅ2Ｏ3约4%(Ｗｔ)左右。Ｂ类和Ｄ类样品,则是将烘干的样品重新制5%的悬浮液,调节溶液ｐＨ在3．5～4．0之间。

3．2　讨论　从上可看出,几种颜料的分散性,除了Ｃ样,其余均较好。这种由于Ｃ样涂覆的ＴｉＯ2量较多,又未经过洗涤以除去未包覆的游离ＴｉＯ2,这些游离ＴｉＯ2除自身会影响颜料分散性外,同时还容易与包覆Ｆｅ2Ｏ3膜过程中的Ｆｅ(ＯＨ)3反应,最终形成较大尺寸的钛铁矿粒子,使颜料颗粒之间互相粘连。从色泽上来看,四种金色云母珠光颜料中,Ａ、Ｂ样

虽然由于其粉末色为金黄色,但其干涉色往往有杂色,故颜色看起来不纯正,而Ｃ、Ｄ样,其粉末色和干涉色均呈黄色,故二者的颜色较为纯正。铜金粉的颜色,只要保证合金成份的均一性,其颜色容易达到一致的效果。金色云母珠光颜料的亮度明显好于铜金粉的,这是由于通过湿法剥片的云母珠光料的微观晶面的完整性和光滑度,远要好于通过球磨而产生片状结构的铜金粉晶面的。金色云母珠光颜料的耐候性,明显要好于铜金粉的,这是由于云母表面的涂覆物ＴｉＯ2、Ｆｅ2Ｏ3及少粒子,具有吸收紫外线的能力,这也增强了颜料的耐候性,而铜金粉为铜等金属单质的合金粉,极易氧化,在表面形成一层黑色氧化物膜,而使颜料失光。同时,又极易燃烧、爆炸,不易贮存。

4结语

通过选择不同的制备条件,可制备出不同性能的金色云母珠光颜料,其性能明显优于常用铜金粉的性能。用黄色干涉色云母珠光颜料烘干后,再涂覆Ｆｅ2Ｏ3膜制得的珠光颜料,颜色较纯正。金色云母珠光颜料工业化生产,应注意提高反应条件的控制精度,尽量减少加料速度的波动,尤其是ｐＨ的波动。因为在颜料制备中ＴｉＣｌ4加入量较大,ＴｉＯ2含量高,反应条件控制不好,极易导致两个问题:一是颜料失光或光泽度不高;二是颜料结块或分散性差。

云母钛珠光颜料是以我国贮量丰富的云母为基料而研制开发的一种新型非金属装饰材料，因为这种颜料具有天然珍珠光泽，使用后能呈现出既像绸缎般柔和，又像星星般闪烁的装饰效果，目前已广泛应用于涂料、塑料、化妆品、皮革、印刷、印花、壁纸、橡胶、陶瓷等产品中。

由于珠光颜料具有无毒无味和金属闪光效应，并具有良好的耐候性和分散性，不仅能抗紫外线，而且耐温性能极高，与丙烯酸树脂、氨基醇酸树脂或硝基纤维素等大多数基料相混配，可制成汽车摩托车和自行车面漆、家具面漆、电器涂饰涂料、建筑缎彩装饰涂料和粉末涂料等；与聚苯乙烯、聚乙烯等透明塑料混合使用，不仅能提高塑料制品的珠光效应，而且能提高制品的强度和刚度，常用的珠光塑料制品有：薄膜、包装容器、文具玩具和钮扣等；用于各种有色化妆品中，可制成珠光眼睑膏、唇膏、指甲油等；用于透明油墨混合可制成各种颜色的珠光油墨，既可用于丝网印刷、织物转动印花，又能用于凹版、照排印刷。同时，还能用于制作珠光皮革、珠光橡胶制品和陶瓷珠光釉料等。虽然珠光颜料应用开发工作在我国起步的时间不长，新的应用领域还有待不断拓展，但随着人民生活水平的提高，每年市场需求量正以30%的速度递增，显示出极强的市场应用前景。