CN110358327A - 一种高纯度红色珠光效果颜料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高纯度红色珠光效果颜料，包括云母基材，所述云母基材的外层依次包覆有铁钛层、硅层、铁层及保护层，所述铁钛层为三氧化二铁、二氧化钛混合掺杂层，所述硅层为二氧化硅层，所述铁层为掺杂氧化锡、氧化钙和氧化镁的三氧化二铁层，铁层4为氯化锡、氯化钙、氯化镁掺杂的铁液，各个加量为铁液的0.1%‑1%，所述保护层为三氯化铝或氯氧化锆，所述铁钛层内三氧化二铁、二氧化钛的质量摩尔比为2:1；本发明还公开了高纯度红色珠光效果颜料的制备方法。本发明生产工艺简单、可操作性强、规模生产稳定、成本低廉，不仅在色调上能与大众所接受的颜色保持一致，还在颜料的纯度与亮度上有很大的提升。

Description

一种高纯度红色珠光效果颜料及其制备方法
技术领域
本发明涉及颜料技术领域，尤其涉及一种高纯度红色珠光效果颜料及其制备方法。
背景技术
珠光颜料做为一种新型效果颜料，广泛应用于各个领域，因其环保安全，有逐渐替代有机颜料、无机颜料、金属颜料的趋势。因为国内外的科研人员与珠光颜料厂商都在不断采用各种先进技术手段，提高珠光效果颜料的色相纯正度、色彩饱和度及遮盖力等指标，所以颜料的结构也越来越复杂，其包覆的结构也从单层包覆向多层包覆转变，单一的金属氧化物包覆变为两种或是两种以上的金属氧化物掺杂包覆的组合。由于人类对美丽色彩的向往与追求，而红色是一种象征着吉庆祥和的色调而更加受人们的青睐被广泛应用。红色珠光效果颜料是所有干涉色的效果颜料中最难控制得到的，而高纯度红色珠光颜料的制造更是难上加难。从国内外多份公开专利文献中得知；专利公开号为CN107250286A的专利文件描述了采用极为狭窄的薄片基材，通过多个高低折射率的金属氧化物交替包覆，而得到一种红色装饰颜料；专利公开号为CN103797076A的专利文件描述了以三氧化二铁、氧化镁、二氯化硅、三氧化二铁多层交替制备高颜色强度的干涉颜料。
采用天然云母或氧化铝薄片、玻璃鳞片或氯化铁薄片做为基材，天然云母中由于自身地质结构原因掺杂了氧化铁而影响了薄片的纯净程度，从而影响了最终颜料产品的外观色相纯度；或是由于α-氧化铝薄片的制备条件苛刻，成本高，很难产业化；或是由于玻璃鳞片中基材的生产工艺决定了其薄片的径厚比很难均匀统一，从而影响了产品色相纯净程度与饱和度，严重影响了产品的质量。
近年来，对于利用人工合成云母基材的自身优势，采用液相化学沉积法制备高纯度效果颜料的研究日益兴起，颜料的色彩饱和度各有千秋，但要达到高纯度、高饱和度的效果颜料却存在困难。
发明内容
本发明的一个方面是利用高径厚比的人工合成氟金云母为基材，在其基材的表面上包覆有高低折射率的金属氧化物的夹层，控制第一夹层铁钛氧化物的摩尔比，来得到一种高纯度红色珠光效果颜料。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种高纯度红色珠光效果颜料，包括云母基材，所述云母基材的外层依次包覆有铁钛层、硅层、铁层及保护层，所述铁钛层为三氧化二铁、二氧化钛混合掺杂层，所述硅层为二氧化硅层，所述铁层为掺杂氧化锡、氧化钙和氧化镁的三氧化二铁层，铁层为氯化锡、氯化钙、氯化镁掺杂的铁液，各个加量为铁液的0.1%-1%，所述保护层为三氯化铝或氯氧化锆，所述铁钛层内三氧化二铁、二氧化钛的质量摩尔比为2:1。
优选地，所述云母基材为人工合成云母薄片，厚度0.1-0.5um，直径为10-40um。
优选地，所述铁钛层包覆率为30-40%。
优选地，所述铁层包覆率为30-40%。
优选地，所述硅层包覆率为10-15%。
上述高纯度红色珠光效果颜料的制备方法，包括以下步骤：
S1，将一定数量要求的云母基材经过表面活化处理后，按照固液比10%-15%投入到反应釜中，加入去离子水，搅拌分散成悬浮液，并升温到75-82℃；
S2，将S1中的悬浮液PH值调至2.0-3.0,计量加入高折射率的铁钛金属氧化物对应的可溶性无机盐，同时通过加入20%氢氧化钠溶液来保持PH值稳定，并使高折射率的金属氧化物的包覆为30%-40%；
S3，将S2中的悬浮液的PH值调至8.0-9.0，计量加入低折射率的金属氧化物对应的可溶性无机盐，同时通过加入10%盐酸溶液来保持PH值稳定，并使低折射率的金属氧化物的包覆为10%-15%；
S4，将S3中的悬浮液的PH值调至1.8-3.0，计量加入高折射率的铁金属氧化物对应的可溶性无机盐，同时通过加入20%氢氧化钠溶液来保持PH值稳定，并使高折射率的金属氧化物的包覆为30%-40%；
S5，将S4中的悬浮液的PH值调至5.0-6.5，计量加入锆与铝的金属氧化物对应的可溶性无机盐，同时通过加入20%氢氧化钠溶液来保持PH值稳定，该抗紫外线老化层的的金属氧化物的包覆为2%-8%；
S6，将S5中的悬浮液过滤，去离子水洗涤，烘干，560-650℃煅烧25-30分钟，得到上述的高纯度红色珠光效果颜料。
优选地，所述的高折射率金属氧化物对应的可溶性无机盐为Fecl3与Ticl4按照一定摩尔比组成的混合液或是掺杂了Sncl4、Cacl2，Mgcl2 的Fecl3，或是Fecl3 。
优选地，所述S3中加入的低折射率氧化物对应的可溶性无机盐为Na2Sio3。
本发明的有益效果：
本发明相比于其它方法的产品有更高的色彩鲜艳度和饱和度，产品耐候性更强，用途更广泛。
本发明以人工合成氟金云母基材，相比天然的云母基材的铁离子杂质，重金属含量等不可控的影响与采用α-氧化铝薄片面中对于该片状物的颗粒分布不易受控及硼硅酸钠玻璃薄片为基材制得的产品片与片之间厚薄不均相比，具有原料品质易受控，价格低廉，材料成本不会增加等无可比拟的优点。
本发明考虑到红色珠光效果颜料的装饰性很强，必须具有很强的红色鲜艳度，利用铁钛混合物做晶型转化剂，混合包膜，来提高红色底色的鲜艳度，让其制成的颜料不论是在色调上能与大众所接受的颜色保持一致，还是在颜料的纯度与亮度上有很大的提升。
附图说明
图1为本发明提出的一种高纯度红色珠光效果颜料的结构示意图。
图中：1云母基材、2铁钛层、3硅层、4铁层、5保护层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1，一种高纯度红色珠光效果颜料，包括云母基材1，云母基材1的外层依次包覆有铁钛层2、硅层3、铁层4及保护层5，铁钛层2为三氧化二铁、二氧化钛混合掺杂层，硅层3为二氧化硅层，铁层4为掺杂氧化锡、氧化钙和氧化镁的三氧化二铁层，铁层4为氯化锡、氯化钙、氯化镁掺杂的铁液，各个加量为铁液的0.1%-1%，保护层5为三氯化铝或氯氧化锆，铁钛层2内三氧化二铁、二氧化钛的质量摩尔比为2:1，其中，云母基材1为人工合成云母薄片，厚度0.1-0.5um，直径为10-40um,其折射率低于1.8，云母基材为人工合成云母，采用高低折射率的包覆结构，并且在高折射率层（即铁钛层2）采用二氧化钛掺杂三氧化二铁，氧化锡、氧化钙、氧化镁掺杂三氧化二铁层，优化了单纯三氧化二铁颜料色调发暗的缺点，极大的提升了颜料的亮度及色饱和度。
其中，保护层5为氧化锆或三氧化二铝的单一或混合沉积物。
其中，铁钛层2的铁、钛金属氧化物的无机盐混合物的摩尔比2:1，光折射率大于2.8，其厚度为80-140nm。
其中，硅层3二氧化硅的光折射率小于1.8，其包覆的厚度为30-50um。
其中，二氧化锡、氧化镁、氧化钙的三氧化二铁层，其光折身率大于2.0，包覆的厚度为50-100um。
其中，保护层，氧化锆、氧化铝的单一包覆层或混合氧化物包覆层，其光折身率大于2.0,包覆厚度10-15nm。
一种高纯度红色珠光效果颜料的制备方法，包括以下步骤：
S1，将一定数量要求的基片经过表面活化处理后，按照固液比10%-15%投入到反应釜中，加入去离子水，搅拌分散成悬浮液，并升温到75-82℃。
S2，将S1中的悬浮液PH值调至2.0-2.5,计量加入高折射率的铁钛金属氧化物对应的可溶性无机盐，同时通过加入一定浓度氢氧化钠溶液来保持PH值稳定，并使高折射率的金属氧化物的包覆为30%-40%。
S3，将S2中的悬浮液的PH值调至8.0-9.0，计量加入低折射率的金属氧化物对应的可溶性无机盐，同时通过加入一定浓度盐酸溶液来保持PH值稳定，并使低折射率的金属氧化物的包覆为10%-15%。
S4，将S3中的悬浮液的PH值调至1.8-2.5,计量加入掺杂了晶型转化剂的高折射率金属氧化物对应的可溶性无机盐，同时通过加入一定浓度的氢氧化钠溶液来保持PH值稳定，并使高折射率的金属氧化物的包覆为30%-40%。
S5，将S4中的悬浮液的PH值调至5.5-6,加入氯氧化锆与三氯化铝的混合无机盐，同时通过加入一定浓度氢氧化钠溶液来保持PH值稳定，该高折射率的金属氧化物的包覆率为2%-5%。
S6，将S5中所制得的悬浮液抽滤，去离子水洗涤，110℃烘干，560-650℃煅烧25-30分钟，得到上述的高纯度红色效果颜料。
进一步的，高折射率金属氧化物对应的可溶性无机盐为Fecl3与Ticl4按照一定摩尔比组成的混合液或是掺杂了Sncl4、Cacl2，Mgcl2 的Fecl3，或是Fecl3 。
进一步的，S3中加入的低折射率氧化物对应的可溶性无机盐为Na2Sio3。
制备时取经过表面活化处理后的10-40um人工合成氟金云母粉50g投于1000ml烧杯中，加水至500ml，搅拌，升温至75℃，调PH值=3.0，加铁钛混合液（铁钛混合液的质量摩尔比2:1），慢慢滴加180ml的含钛2mol/L、含铁1mol/L的铁钛混合液，同时加入20%氢氧化钠溶液保持PH值稳定。加完后，调PH值=8.0，加硅酸钠溶液，慢慢滴加360ml的10%硅酸钠溶液，同时加入10%稀盐酸溶液保持PH值稳定。加完后，调PH值=3.0，加三氯化铁溶液，慢慢加入180ml的1mol/L的三氯化铁溶液（铁液中加入三氯化铁质量1%四氯化锡，三氯化铁质量1%氯化钙，三氯化铁质量1%氯化镁），同时加入20%氢氧化钠溶液保持PH值稳定。调PH=5.5，加15%三氯化铝溶液30ml（铝液中加氯氧化锆为三氯化铝质量的20%）同时加入32%氢氧化钠溶液保持PH值稳定。加完，将悬浮液吸滤，洗涤后在110℃烘干，600℃煅烧30min，得到高纯度红色珠光。
对比例：取10-40um人工合成氟金云母粉投于1000ml烧杯中，加水至500ml，搅拌，升温至75℃，调PH值=3.0，慢慢滴加500ml 1mol/L的三氯化铁溶液，同时加入32%氢氧化钠溶液保持PH值稳定。加完，将悬浮液吸滤，洗涤后在110℃烘干，600℃煅烧30min，得到红色珠光。
将实例和对比例所得到的珠光颜料进行性能评估，将一定量的珠光颜料，加入定量的树脂，搅拌均匀后，涂布。测得的数值见下表：
L a b c h
实例 45.08 +17.65 +11.36 20.55 32.89
对比例 43.60 +13.82 +4.5 14.49 18.49
其中，L为亮度，a b为颜色，c为饱和度，h颜色角度
实验结果表明，通过加入低折射率金属氧化物作为夹层的红色颜料，色度相比普通的产品要高、亮度更好。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高纯度红色珠光效果颜料，其特征在于，包括云母基材1，所述云母基材1的外层依次包覆有铁钛层2、硅层3、铁层4及保护层5，所述铁钛层2为三氧化二铁、二氧化钛混合掺杂层，所述硅层3为二氧化硅层，所述铁层4为掺杂氧化锡、氧化钙和氧化镁的三氧化二铁层，铁层4为氯化锡、氯化钙、氯化镁掺杂的铁液，各个加量为铁液的0.1％-1％，所述保护层5为三氯化铝或氯氧化锆，所述铁钛层2内三氧化二铁、二氧化钛的质量摩尔比为2:1。
2.根据权利要求1所述的一种高纯度红色珠光效果颜料，其特征在于，所述云母基材1为人工合成云母薄片，厚度0.1-0.5um，直径为10-40um。
3.根据权利要求1所述的一种高纯度红色珠光效果颜料，其特征在于，所述铁钛层2包覆率为30-40％。
4.根据权利要求1所述的一种高纯度红色珠光效果颜料，其特征在于，所述铁层4包覆率为30-40％。
5.根据权利要求1所述的一种高纯度红色珠光效果颜料，其特征在于，所述硅层3包覆率为10-15％。
6.根据权利要求1所述的高纯度红色珠光效果颜料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，将一定数量要求的云母基材1经过表面活化处理后，按照固液比10％-15％投入到反应釜中，加入去离子水，搅拌分散成悬浮液，并升温到75-82℃；
S2，将S1中的悬浮液PH值调至2.0-3.0,计量加入高折射率的铁钛金属氧化物对应的可溶性无机盐，同时通过加入20％氢氧化钠溶液来保持PH值稳定，并使高折射率的金属氧化物的包覆为30％-40％；
S3，将S2中的悬浮液的PH值调至8.0-9.0，计量加入低折射率的金属氧化物对应的可溶性无机盐，同时通过加入10％盐酸溶液来保持PH值稳定，并使低折射率的金属氧化物的包覆为10％-15％；
S4，将S3中的悬浮液的PH值调至1.8-3.0，计量加入高折射率的铁金属氧化物对应的可溶性无机盐，同时通过加入20％氢氧化钠溶液来保持PH值稳定，并使高折射率的金属氧化物的包覆为30％-40％；
S5，将S4中的悬浮液的PH值调至5.0-6.5，计量加入锆与铝的金属氧化物对应的可溶性无机盐，同时通过加入20％氢氧化钠溶液来保持PH值稳定，该抗紫外线老化层的的金属氧化物的包覆为2％-8％；
S6，将S5中的悬浮液过滤，去离子水洗涤，烘干，560-650℃煅烧25-30分钟，得到上述的高纯度红色珠光效果颜料。
7.根据权利要求6所述的高纯度红色珠光效果颜料的制备方法，其特征在于，所述的高折射率金属氧化物对应的可溶性无机盐为Fecl3与Ticl4按照一定摩尔比组成的混合液或是掺杂了Sncl4、Cacl2，Mgcl2的Fecl3，或是Fecl3。
8.根据权利要求6所述的高纯度红色珠光效果颜料的制备方法，其特征在于，所述S3中加入的低折射率氧化物对应的可溶性无机盐为Na2Sio3。
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