專利名稱：色彩變換的干涉色珠光顏料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種珠光顏料及其制備方法，具體涉及一種色彩變換的干涉色珠光顏料 及其制備方法。
背景技術(shù)：
以云母等透明或半透明薄片為基片，在基片表面涂覆二氧化鈦涂層時(shí)，隨著二氧化 鈦涂層厚度的增加，由于光的反射與透射作用，產(chǎn)生的幾束平行反射光之間會(huì)發(fā)生干涉 作用，隨之產(chǎn)生一系列干涉光顏色，這樣就獲得千涉色珠光顏料。這種干涉色顏料，能 展現(xiàn)不同的彩虹般色彩，但仍然存在兩大缺陷。 一是顏色色譜不全，二是當(dāng)視角偏離反 射光角度時(shí)，干涉色會(huì)變得越來越淡，直至在白色底卡上變成灰白色。
為了克服干涉色珠光顏料的上述缺陷,已經(jīng)提出了各種專利技術(shù)。首先提出的方法， 是在干涉色珠光顏料上再涂覆吸收色涂層，即著色涂層，形成干涉色在內(nèi)層，吸收色在 外層的顏料結(jié)構(gòu)。這些吸收色涂層可以是金屬氧化物，如美國專利US6165260用三氧 化二鐵。可以是金屬氧化物的水合物或氫氧化物，如美國專利US4134776用氫氧化鉻。 可以是復(fù)合金屬氧化物，如美國專利US5169442用氧化鈷、氧化鈣和氧化鎂的復(fù)合氧 化物。可以是金屬鹽，如歐洲專利EP632110用釩酸鉍。也可以是有機(jī)顏料，如美國專 利US4084938用了多種有機(jī)顏料。
干涉色顏料經(jīng)再次涂覆各種吸收色涂層后，都付于顏料新的色彩，這些色彩干涉色 顏料本身是無法提供的。而且也改善了偏離反射光視角時(shí)色彩的飽和度。但是以上這些 顏料的結(jié)構(gòu)存在問題。由于增強(qiáng)干涉作用的透明二氧化鈦涂層在內(nèi)層，當(dāng)光線入射時(shí)， 經(jīng)過外層吸收色涂層時(shí)，部分光線被吸收后，到達(dá)內(nèi)層時(shí)透射光強(qiáng)度已經(jīng)減弱了很多， 從而使干涉作用減弱,影響顏料的珠光效果。此外，以上這些顏料的顏色變化也基本上 為鏡面角度的反射色，和其他角度的吸收色。
美國專利US6884289提出了一種多層結(jié)構(gòu)的彩色顏料，這種顏料是在基片上先涂 覆多層結(jié)構(gòu)的強(qiáng)干涉色涂層，煅燒后形成強(qiáng)干涉色顏料,然后再在顏料表面涂覆吸收色 涂層。吸收色涂層為普魯士蘭、鋁酸鈷、氧化鐵黑和有機(jī)顏料。這種顏料干涉作用有了 一些改善，但由于吸收色涂層在外層,使干涉作用減弱的基本狀況沒有改變。此外，顏色 變換也基本上為鏡面角度的反射色，和其他角度的吸收色。
4中國專利CN1229110也提出了一種多層結(jié)構(gòu)的彩色顏料。這種顏料是在干涉色珠 光顏料表面先涂覆一層二氧化硅薄層，再涂覆一層吸收色涂層，吸收色涂層為鋁酸鈷、 氧化鈷或硅酸鈷,得到一種具有藍(lán)色調(diào)的干涉色珠光顏料。由于吸收色涂層在外層，減 弱了內(nèi)層干涉色涂層的透射光強(qiáng)度，使干涉作用減弱。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種即具有較強(qiáng)干涉色效應(yīng)，又有 從反射光視角到遍離反射光視角具有多種色彩變換效果的干涉色珠光顏料。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明采取的技術(shù)方案是 一種色彩變換的干涉色珠光顏料，該 珠光顏料具有以下結(jié)構(gòu)，以透明或半透明薄片為基片，在基片上依次涂覆鈦酸鹽吸收色 涂層、透明中間夾層和透明二氧化鈦干涉色涂層；所述的透明中間夾層為二氧化硅涂層
或氧化鋁涂層。
上述結(jié)構(gòu)還包括外層涂覆的外保護(hù)層。 所述的透明或半透明薄片為天然云母片、合成云母片或玻璃片。 所述的透明二氧化鈦干涉色涂層為金紅石型二氧化鈦涂層。 所述的透明二氧化鈦干涉色涂層，需要時(shí)可以含有一個(gè)透明二氧化硅中間薄層，形
成無色透明的增強(qiáng)二氧化鈦干涉色涂層；所述的增強(qiáng)二氧化鈦千涉色涂層的厚度為 50 420nm;所述的透明二氧化硅中間薄層的厚度為10~50nm。
所述的鈦酸鹽吸收色涂層為含有金屬元素Fe、 Co、 Ni、 Cr、 Mn、 V、 Zn、 Al中的 至少一種的鈦酸鹽吸收色涂層；所述的鈦酸鹽吸收色涂層在顏料中的含量，以鈦酸鹽中 的金屬元素計(jì)，占透明二氧化鈦干涉色涂層中二氧化鈦的重量百分比為1%~20%。所述的透明二氧化鈦干涉色涂層的厚度為40 380nrn;所述的透明中間夾層的厚度 為8(M50nm。
本發(fā)明的另一個(gè)技術(shù)方案提供了一種色彩變換的干涉色珠光顏料的制備方法，該方
法包括如下步驟
(1)將透明或半透明薄片加入到去離子水中，攪拌成分散均勻的懸浮液，并升溫
至6(TC-9(TC，用氫氧化鈉溶液或稀鹽酸將懸浮液的pH值調(diào)整到1-10，計(jì)量加入TiCU
溶液，以及按需選擇一種或幾種金屬元素的水溶性鹽的溶液，同時(shí)計(jì)量加入稀鹽酸或氫 氧化鈉溶液，維持懸浮液的pH值不變，加料完畢后，再恒溫?cái)嚢?0-40分鐘；
(2)用氫氧化鈉溶液將懸浮液的pH值調(diào)整到5-10，再計(jì)量加入水溶性硅酸鹽或鋁鹽, 同時(shí)計(jì)量加入稀鹽酸或氫氧化鈉溶液，維持懸浮液的PH值不變，加料完畢后，再恒溫?cái)嚢?0-40分鐘；
(3) 用稀鹽酸將懸浮液的pH值值調(diào)整到1-2，再依次計(jì)量加入四氯化錫溶液和四氯 化鈦溶液，同時(shí)計(jì)量加入稀鹽酸，維持懸浮液的pH值不變，加料完畢后，再恒溫?cái)嚢?20-40分鐘；
(4) 根據(jù)需要選用氫氧化鈉溶液將懸浮液的pH值調(diào)整到7-10;再計(jì)量加入水溶性 硅酸鹽，同時(shí)計(jì)量加入稀鹽酸，維持懸浮液的pH值不變，加料完畢后，再恒溫?cái)嚢?0-40 分鐘，然后用稀鹽酸將懸浮液的pH值調(diào)整到1-2，再依次計(jì)量加入四氯化錫溶液和四 氯化鈦溶液，同時(shí)計(jì)量加入稀鹽酸，維持懸浮液的PH值不變，加料完畢后，再恒溫?cái)?拌20-40分鐘；
(5) 將懸浮液進(jìn)行過濾，洗滌后，物料經(jīng)干燥，再經(jīng)90(TC-110(TC煅燒，最后將顏 料過篩，得到色彩變換的干涉色珠光顏料。
所述的金屬元素的水溶性鹽為Fe、 Co、 Ni、 Cr、 Mn、 V、 Zn、 Al的鹽酸鹽或硝酸
所述的水溶性硅酸鹽選用硅酸鈉、硅酸鉀或硅酸鈉鉀，所述的鋁鹽選用氯化鋁或硝 酸鋁。
本發(fā)明的顏料色彩豐富，彩色鮮艷，從反射光視角到遍離反射光視角具有多種色彩 變換的效果，具有以下的有益效果
1、 本發(fā)明的顏料結(jié)構(gòu)合理。將鈦酸鹽吸收色涂層置于內(nèi)層，透明二氧化鈦干涉色 涂層置于外層，這樣光線入射時(shí)，能直接入射到二氧化鈦干涉色涂層上，從而增強(qiáng)干涉 作用，提高顏料的珠光效應(yīng)。鈦酸鹽吸收色涂層在內(nèi)層，起到二次著色和提高顏料色彩 飽和度的作用。無色透明二氧化鈦干涉色涂層在需要時(shí)還可以含有一個(gè)透明二氧化硅中 間薄層，以進(jìn)一步增強(qiáng)涂層的干涉作用，形成無色透明的增強(qiáng)二氧化鈦干涉色涂層。
2、 具有透明中間夾層。鈦酸鹽吸收色涂層和無色透明二氧化鈦干涉色涂層存在于 透明中間夾層兩側(cè)，使產(chǎn)生的吸收色和干涉色成為兩種獨(dú)立的顏色，由于透明中間夾層 的光學(xué)作用，兩種顏色在不同角度發(fā)生疊加，使顏料在各個(gè)視角呈現(xiàn)出多種色彩變化的 效果。 .
3、 含有鈦酸鹽吸收色涂層。鈦酸鹽是由一些金屬氧化物和二氧化鈦按一定比例， 經(jīng)高溫煅燒后形成的單鹽或復(fù)鹽。由于鈦酸鹽具有多種色彩，而且折光指數(shù)也較高,作 為吸收色涂層使用，能很好地起到著色和提高顏料色彩飽和度的作用。
4、 制備工藝節(jié)能。本發(fā)明的干涉色顏料，采用濕法化學(xué)涂膜工藝制備，顏料使用
6透明或半透明薄片為基片，在基片上依次直接涂覆鈦酸鹽吸收色涂層、透明中間夾層和 透明二氧化鈦干涉色涂層后，經(jīng)一次煅燒一次成型。與US6165260、 US6884289等上 述一系列專利以珠光顏料為原料，需二次煅燒二次成型工藝相比，工藝更簡單，能源更 節(jié)省。
具體實(shí)施例方式
下面具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不作為對本發(fā)明的限定。 實(shí)施例1
將100克粒徑為10 60pm的云母片懸浮于1000ml去離子水中，攪拌均勻后，加熱 升溫到75。C，用稀鹽酸將懸浮液的pH值調(diào)整到2.6。然后同時(shí)計(jì)量加入濃度18%的四 氯化鈦溶液167ml和濃度為15.5%的三氯化鐵溶液270ml，同時(shí)計(jì)量加入10%氫氧化鈉 溶液維持懸浮液的pH值恒定。加料完畢后，再恒溫?cái)嚢?0分鐘。用10%氫氧化鈉溶 液將懸浮液的pH值升高到9.5，并攪拌20分鐘。將濃度為16.4%的硅酸鈉溶液1100ml 緩慢加入到懸浮液中，并滴加10y。的鹽酸維持懸浮液的PH值恒定。加料完畢后，再恒 溫?cái)嚢?0分鐘。
用10W的鹽酸將懸浮液的pH值調(diào)整到2.0，并攪拌20分鐘。依次計(jì)量加入濃度為 50g/l的五水四氯化錫溶液90ml、濃度為32.5%的四氯化鈦溶液560ml，并加入10%氫 氧化鈉溶液，維持懸浮液的pH值恒定。加料完畢后，再恒溫?cái)嚢?0分鐘。
將懸浮液中的固體經(jīng)過濾從懸浮液中分離出來，經(jīng)洗滌、干燥，再經(jīng)IOO(TC煅燒, 然后經(jīng)100目過篩，就得到一種含有鈦酸鐵吸收色涂層的干涉色珠光顏料。 將此顏料與油墨介質(zhì)PU膠粘劑按比例混合均勻，然后在黑白底色卡上刮樣。色卡顯示 的顏色，從反射光視角到遍離反射光視角為蘭紫色到紫色到紅色到橙色的連續(xù)變化。
實(shí)施例2
將100克粒徑為10 6(^m的云母片懸浮於1000ml去離子水中，攪拌均勻后,加熱升 溫到6(TC，用稀鹽酸將懸浮液的pH值調(diào)整到8.0，并攪拌20分鐘。然后同時(shí)計(jì)量加入 濃度為18%的四氯化鈦溶液781111，和濃度為20%的六水硝酸鈷溶液80ml，同時(shí)計(jì)量加 入10%氫氧化鈉溶液，維持懸浮液的pH值恒定。加料完畢后,再恒溫?cái)嚢?0分鐘。
用10%氫氧化鈉溶液將懸浮液的pH值升高到9.5，并攪拌20分鐘，將濃度為16.4% 的硅酸鈉溶液950ml緩慢加入到懸浮液中，并滴加10%鹽酸維持懸浮液的pH值恒定。 加料完畢后，再恒溫?cái)嚢?0分鐘。
用10%的鹽酸將懸浮液的pH值調(diào)整到2.0,并攪拌20分鐘。依次計(jì)量加入濃度為50g/l的五水四氯化錫溶液40ml、濃度為32.5%的四氯化鈦溶液260ml,并加入10%氫 氧化鈉溶液,維持懸浮液的pH值恒定。加料完畢后，再恒溫?cái)嚢?0分鐘。
用10。/。氫氧化鈉溶液將懸浮液的PH值升高到9.5，并攪拌20分鐘，將濃度為16.4% 的硅酸鈉溶液350ml緩慢加入到懸浮液中，并滴加10%鹽酸維持懸浮液的pH值恒定, 加料完畢后，再恒溫?cái)?0分鐘。用10M的鹽酸將懸浮液的pH值調(diào)整到2.0,并攪拌20 分鐘。依次計(jì)量加入濃度為50g/l的五水四氯化錫溶液50ml、濃度為32.5%的四氯化鈦 溶液300ml,并加入10%氫氧化鈉溶液，維持懸浮液的pH值恒定。加料完畢后,再恒溫 攪拌30分鐘。
將懸浮液中的固體經(jīng)過濾從懸浮液中分離出來,經(jīng)洗滌、干燥，再經(jīng)95(TC煅燒,然 后經(jīng)100目過篩,就得到一種含有鈦酸鈷吸收色涂層的干涉色珠光顏料。
將此顏料與油墨介質(zhì)PU膠粘劑按比例混合均勻,然后在黑白底色卡上刮樣。色卡顯 示的顏色，從反射光視角到遍離反射光視角為紫羅蘭色到蘭色到蘭綠色到綠色的連續(xù)變 化。
實(shí)施例3
將100克粒徑為10 6(^m的云母片懸浮於1000ml去離子水中，攪拌均勻后，加熱 升溫到9(TC，用稀鹽酸將懸浮液的PH值調(diào)整到8.5。然后同時(shí)計(jì)量加入濃度18%的四 氯化鈦溶液140ml、濃度為20%的六水氯化鈷溶液75ml、濃度為11%的氯化鋅溶液75ml 和濃度為20%的六水氯化鎳溶液135ml,同時(shí)計(jì)量加入10%氫氧化鈉溶液維持懸浮液的 PH值恒定。加料完畢后，再恒溫?cái)嚢?0分鐘。
用10n/。氫氧化鈉溶液將懸浮液的PH值升高到9.5，并攪拌20分鐘，將濃度為16.4% 的硅酸鈉溶液880ml緩慢加入到懸浮液中，并滴加10%鹽酸維持懸浮液的pH值恒定。 加料完畢后，再恒溫?cái)嚢?0分鐘。
用10%的鹽酸將懸浮液的pH值調(diào)整到2.0，并攪拌20分鐘。依次計(jì)量加入濃度為 50g/l的五水四氯化錫溶液40ml、濃度為32.5%的四氯化鈦溶液250ml,并加入10%氫 氧化鈉溶液，維持懸浮液的pH值恒定。加料完畢后，再恒溫?cái)嚢?0分鐘。
用10c/。氫氧化鈉溶液將懸浮液的pH值升高到9.5，并攪拌20分鐘，將濃度為16.4% 的硅酸鈉溶液380ml緩慢加入到懸浮液中，并滴加10。/。鹽酸維持懸浮液的PH值恒定。 加料完畢后，再恒溫?cái)嚢?0分鐘。
用10。/。的鹽酸將懸浮液的pH值調(diào)整到2.0,并攪拌20分鐘。依次計(jì)量加入濃度為 50g/l的五水四氯化錫溶液40ml、濃度為32.5%的四氯化鈦溶液250ml，并加入10%氫氧化鈉溶液，維持懸浮液的PH值恒定。加料完畢后，再恒溫?cái)嚢?0分鐘。
將懸浮液中的固體經(jīng)過濾從懸浮液中分離出來，經(jīng)洗滌、干燥,再經(jīng)IOO(TC煅燒，然
后經(jīng)IOO目過篩，就得到一種含有鈦酸鎳鋅鈷吸收色涂層的干涉色珠光顏料。
將此顏料與油墨介質(zhì)PU膠粘劑按比例混合均勻，然后在黑白底色卡上刮樣。色卡
顯示的顏色，從反射光視角到遍離反射光視角為紅色到紫色到蘭綠色到翠綠色的連續(xù)變化。
以上所述的實(shí)施例，只是本發(fā)明具體實(shí)施方式
的一種，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明 技術(shù)方案范圍內(nèi)進(jìn)行的通常變化和替換都應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種色彩變換的干涉色珠光顏料，其特征在于該珠光顏料具有以下結(jié)構(gòu)，以透明或半透明薄片為基片，在基片上依次涂覆鈦酸鹽吸收色涂層、透明中間夾層和透明二氧化鈦干涉色涂層；所述的透明中間夾層為二氧化硅涂層或氧化鋁涂層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的色彩變換的干涉色珠光顏料，其特征在于還包括外層涂 覆的外保護(hù)層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的色彩變換的干涉色珠光顏料，其特征在于所述的 透明或半透明薄片為天然云母片、合成云母片或玻璃片。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的色彩變換的干涉色珠光顏料，其特征在于所述的 透明二氧化鈦干涉色涂層為金紅石型二氧化鈦涂層。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的色彩變換的干涉色珠光顏料，其特征在于所述的 透明二氧化鈦干涉色涂層為含有一個(gè)透明二氧化硅中間薄層的增強(qiáng)二氧化鈦干涉色涂 層；所述的增強(qiáng)二氧化鈦干涉色涂層的厚度為50~420nm;所述的透明二氧化硅中間薄 層的厚度為10~50nm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的色彩變換的干涉色珠光顏料，其特征在于所述的 鈦酸鹽吸收色涂層為含有金屬元素Fe、 Co、 Ni、 Cr、 Mn、 V、 Zn、 Al中的至少一種的 鈦酸鹽吸收色涂層；所述的鈦酸鹽吸收色涂層在顏料中的含量，以鈦酸鹽中的金屬元素 計(jì)，占透明二氧化鈦干涉色涂層中二氧化鈦的重量百分比為1%~20%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的色彩變換的干涉色珠光顏料，其特征在于所述的 透明二氧化鈦干涉色涂層的厚度為40 380nm;所述的透明中間夾層的厚度為 80~150nm。
8. —種如權(quán)利要求1所述的色彩變換的干涉色珠光顏料的制備方法，其特征在于 該方法包括如下步驟(1)將透明或半透明薄片加入到去離子水中，攪拌成分散均勻的懸浮液，并升溫至6(TC-9(TC，用氫氧化鈉溶液或稀鹽酸將懸浮液的pH值調(diào)整到1-10，計(jì)量加入TiCU 溶液，以及按需選擇一種或幾種金屬元素的水溶性鹽的溶液，同時(shí)計(jì)量加入稀鹽酸或氫 氧化鈉溶液，維持懸浮液的pH值不變，加料完畢后，再恒溫?cái)嚢?0-40分鐘；(2)用氫氧化鈉溶液將懸浮液的pH值調(diào)整到5-10，再計(jì)量加入水溶性硅酸鹽或鋁鹽, 同時(shí)計(jì)量加入稀鹽酸或氫氧化鈉溶液，維持懸浮液的PH值不變，加料完畢后，再恒溫?cái)嚢?0-40分鐘；(3) 用稀鹽酸將懸浮液的pH值值調(diào)整到1-2，再依次計(jì)量加入四氯化錫溶液和四氯 化鈦溶液，同時(shí)計(jì)量加入稀鹽酸，維持懸浮液的pH值不變，加料完畢后，再恒溫?cái)嚢?20-40分鐘；(4) 根據(jù)需要選用氫氧化鈉溶液將懸浮液的pH值調(diào)整到7-10;再計(jì)量加入水溶性硅 酸鹽，同時(shí)計(jì)量加入稀鹽酸，維持懸浮液的pH值不變，加料完畢后，再恒溫?cái)嚢?0-40 分鐘，然后用稀鹽酸將懸浮液的pH值調(diào)整到1-2，再依次計(jì)量加入四氯化錫溶液和四 氯化鈦溶液，同時(shí)計(jì)量加入稀鹽酸，維持懸浮液的PH值不變，加料完畢后，再恒溫?cái)?拌20-40分鐘；(5) 將懸浮液進(jìn)行過濾，洗滌后，物料經(jīng)干燥，再經(jīng)900'C-110(TC煅燒，最后將顏 料過篩，得到色彩變換的干涉色珠光顏料。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的色彩變換的干涉色珠光顏料的制備方法，其特征在于 所述的金屬元素的水溶性鹽為Fe、 Co、 Ni、 Cr、 Mn、 V、 Zn、 Al的鹽酸鹽或硝酸鹽。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的色彩變換的干涉色珠光顏料的制備方法，其特征在于 所述的水溶性硅酸鹽選用硅酸鈉、硅酸鉀或硅酸鈉鉀，所述的鋁鹽選甩氯化鋁或硝酸 鋁。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種色彩變換的干涉色珠光顏料及其制備方法，該珠光顏料具有以下結(jié)構(gòu)，以透明或半透明薄片為基片，在基片上依次涂覆鈦酸鹽吸收色涂層、透明中間夾層和透明二氧化鈦干涉色涂層，外層涂覆外保護(hù)層，所述的透明中間夾層為二氧化硅涂層或氧化鋁涂層。本發(fā)明的干涉色顏料，采用濕法化學(xué)涂膜工藝制備，顏料使用透明或半透明薄片為基片，在基片上依次直接涂覆鈦酸鹽吸收色涂層、透明中間夾層和透明二氧化鈦干涉色涂層后，經(jīng)一次煅燒一次成型。本發(fā)明的顏料色彩豐富，彩色鮮艷，從反射光視角到遍離反射光視角具有多種色彩變換的效果，可以用于油漆、油墨、塑料、化妝品配方、裝飾材料以及造紙、玻璃等領(lǐng)域。
文檔編號C09C1/00GK101475757SQ200810186428
公開日2009年7月8日 申請日期2008年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月19日
發(fā)明者林一中, 金文松 申請人:林一中