專利名稱：一種多層多變色區(qū)間顏料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及顏料及其制備領域，尤其涉及多層多變色區(qū)間顏料及其制備方法。
背景技術：
隨著顏料的發(fā)展，人們已開發(fā)了新一代高性能效應顏料一變色顏料。
所謂多層變色顏料會隨觀察角度不同，能呈現(xiàn)二種或二種以上干涉色之間的色彩的連續(xù) 變化。
氧化物涂覆在片狀基材上，隨涂層達到一定厚度，當光線射到涂層表面時， 一部分射入 光波被反射， 一部分光通過涂層透射到下一層表面，又產(chǎn)生一次光的反射和透射，這樣就會 產(chǎn)生光的"干涉"現(xiàn)象。若以下n代表涂層折光指數(shù)，d為涂層厚度，則nd為涂層的光學厚 度。 一些反射光的反射光波長A二2nd/N， N為正整數(shù)，通過干涉作用被減弱，另一些反射光 〔入二4nd/ (2N—1)〕被增強。
當高折光指數(shù)的氧化物和低折光指數(shù)的氧化物交替涂覆在片狀基材上，其中兩層或多層 有相同光學厚度時，那么反射光的顏色會隨著層數(shù)的增加而增加。而且還可以通過合適的設 計與選擇涂覆層的厚度，作為視角函數(shù)的色彩變化也可以特別強烈。這就是制備強干涉色顏 料和隨角異色干涉顏料的基礎。
目前的多層變色顏料是在基片的表面上通過氣相法或濕化學方法包覆金屬氧化物和非金 屬氧化物形成的多層結構。由于基片的不同，其顏料的生產(chǎn)方法也不相同。多層變色顏料大 致可分為透明(近似透明)和不透明(近似不透明)兩大類，透明的(近似透明)如德國
Merck公司的Color Stream顏料，是以二氧化硅薄片為基材，然后再用濕化學方法進行二氧 化鈦或氧化鐵沉積包膜制成的。不透明(近似不透明)的如德國BASF公司的Varocrom顏料 是以金屬鋁片或氧化鐵片為基材，再包覆二氧化硅，這個過程是在流化床反應器中完成的。
近年來，多項專利提出了以非金屬或金屬化合物為基材，采用了液相化學沉積法，依靠 高、低折光指數(shù)材料交替多層包覆工藝制備變色顏料的方法，因各項技術不同，變色顏料的 變色區(qū)間也不同，主要是兩個或三個變色區(qū)間。
創(chuàng)造

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的之一是提供一種多層多變色區(qū)間顏料。 本發(fā)明的目的之二是提供一種多層多變色顏料的制備方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種多層多變色區(qū)間顏料包括一層基片，在基片的表面交替 包覆多層氧化物，變色區(qū)間隨著層數(shù)的增加同步增加。第一、三、五層奇數(shù)層為折射率大于 2.0的金屬氧化物；第二、四層偶數(shù)層為折射率小于1.8的金屬氧化物。
上述的基片包括天然云母薄片或人工合成云母薄片或玻璃薄片，其厚度為0.2—3um，粒 徑為10—300mn的薄片，近似為平面二維結構。
上述的第一、三、五層奇數(shù)層為折射率大于2.0的金屬氧化物為Sn02或Ti02或Fe203或它 們的混合物或復合物，每層包覆率分別為10%_15%。
上述的第二、四層偶數(shù)層為折射率小于1.8的金屬氧化物為Si02或Al203或B203或它們的
混合物或復合物，每層包覆率分別為15%—20%。
本發(fā)明還提供了一種上述多層多變色區(qū)間顏料的制備方法，該方法依次包括如下步驟
(1) 將粒徑為10—300咖、厚度為0.2—3um的天然云母薄片或人工合成云母薄片或玻璃 薄片，按5%_10% (重量比)投入去離子水中，攪拌分散成分散懸浮液且升溫到70'C—8(TC。
(2) 將步驟(1)懸浮液的PH值調至1.5 — 3.5 (調ra值時，用重量比10%稀鹽酸或 15%氫氧化鈉溶液，以下各步相同〕，計量加入折射率大于2.0的氧化物對應的無機鹽，使 氧化物的包覆率為10%—15%，同時通過加入一定濃度的氫氧化鈉來維持PH恒定，當加料完 畢后，恒溫攪拌10—30分鐘，此時形成第一包覆層，溶液中的折射率大于2.0的對應氧化物 的可溶性無機鹽離解出來的氧化物進入第一包覆層。
(3) 將步驟(2)懸浮液的PH值調4一8，再計量加入折射率小于1.8的氧化物對應的
無機鹽，使氧化物的包覆率為15%-20%，同時加入一定濃度的氫氧化鈉或稀鹽酸來維持ra值
恒定，當加料完畢后恒溫攪拌10—30分鐘，此時形成第二包覆層，溶液中折射率小于1.8的 對應氧化物的可溶性無機鹽離解出來的氧化物進入第二包覆層。
(4) 將步驟(3)懸浮液的PH調至1.5 — 3.5，再計量加入折射率大于2.0的氧化物對 應的無機鹽，使氧化物的包覆率為10%—15%，同時加入一定濃度的氫氧化鈉來維持PH值 恒定，當加料完畢后，恒溫攪拌10—30分鐘，此時形成第三包覆層，溶液中折射率大于2.0 的氧化物對應的可溶性無機鹽離解出來的氧化物進入第三包覆層。
(5) 將步驟(4)的懸浮液PH調至4一8，再計量加入折射率小于1. 8的氧化物對應的
無機鹽，使氧化物的包覆率為15%-20%，同時加入一定濃度的氫氧化鈉或稀鹽酸來維持ra值
恒定，當加料完畢后恒溫攪拌10—30分鐘，此時形成第四包覆層，溶液中折射率小于1.8的 對應氧化物的可溶性無機鹽離解出來的氧化物進入第四包覆層。
(6) 將步驟(5)懸浮液的PH調至1.5—3.5，再計量加入折射率大于2.0的氧化物對 應的無機鹽，使氧化物的包覆率為10%—15%，同時加入一定濃度的氫氧化鈉來維持PH值 恒定，當加料完畢后，恒溫攪拌10—30分鐘，此時形成第五包覆層，溶液中折射率大于2.0 的氧化物對應的可溶性無機鹽離解出來的氧化物進入第五包覆層。
(7) 將步驟(6)的懸浮液過濾，用去離子水洗滌過濾物，10(TC — 15(TC烘干，50(TC — 750'C煅燒20—30分鐘后過60—100目篩，即得成品。
上述折射率大于2. 0的氧化物對應的可溶性無機金屬鹽為氯化鹽，如SnCL或TiCl,或 FeCl3。
上述折射率小于1. 8的氧化物對應的可溶性無機鹽為Na2Si03或AlCl3或Na2B407。 上述制備方法采用濕化學水解工藝，將反應釜內的PH值波動范圍控制在土0.05內，嚴 格保證了多層包覆的質量。
本多層多變色區(qū)間顏料主要用于涂料、油墨、化妝品、皮革、塑料和玻璃等行業(yè)。 本發(fā)明具有以下有益效果
本發(fā)明的多層多變色區(qū)間顏料變色區(qū)間為五個，從垂直到水平視角觀看即由綠一藍一紫 一紅一黃色的連續(xù)變化，且色彩鮮艷，變色效果明顯。
本發(fā)明的多層多變色區(qū)間顏料的制備方法結構合理，工藝先進，并且易于操作，產(chǎn)品質
量穩(wěn)定o
具體實施例
下面的實施例用于更詳細地解釋本發(fā)明，但不限制本發(fā)明。
實施例1:
顏料的結構為Fe203 I Si02 I Fe203 | Si02 | Fe203 |玻璃片 在2. 5升的小反應釜里加入1000毫升的去離子水，投入粒徑為60—300um厚度為0. 6 一3um的玻璃片100g，攪拌成懸浮液并恒溫至75°C 。
1. 將上述懸浮液的PH值調至3.5 〔調PH值時，用重量比為10%稀鹽酸或15%氫氧化鈉 溶液，以下步驟相同)，計量滴加三氯化鐵水溶液423ml (濃度為120g/L)，同時通過加入 15X的氫氧化鈉溶液來維持PH值恒定，當加料完畢后，恒溫攪拌15分鐘(此時形成第一 包覆層，溶液中的FeCl3離解出來的Fe203進入第一包覆層)。
2. 調ra值為8. 0，計量滴加2. 1升的硅酸鈉溶液(濃度為含Si0218g/L)，同時通過滴 加10X的稀鹽酸溶液來維持ra值恒定，當加料完畢后恒溫攪拌15分鐘(此時形成第二包
覆層，溶液中的硅酸鈉離解出來的Si02進入第二包覆層)。
3. 調PH值為3. 5,計量滴加三氯化鐵水溶液419ml (濃度為120 g/L)，同時通過加入 15X的氫氧化鈉溶液來維持PH值恒定，當加料完畢后，恒溫攪拌15分鐘(此時形成第三 包覆層，溶液中的FeCl3離解出來的Fe203進入第三包覆層；
4. 調PH值為8.0,計量滴加硅酸鈉溶液1.92升(濃度為含Si02l8g/L)，同時通過滴加 10%的稀鹽酸溶液來維持PH值恒定，當加料完畢后恒溫攪拌15分鐘(此時形成第四包覆層， 溶液中的硅酸鈉離解出來的Si02進入第四包覆層)。
5. 調ra值為3. 5，計量滴加三氯化鐵溶液420毫升(濃度120g/L)。同時通過滴加15 %的氫氧化鈉溶液來維持PH值穩(wěn)定，當加料完畢后恒溫攪拌15分鐘(此時形成第五包覆層， 溶液中的FeCl3離解出來的Fe203進入第五包覆層)。
6. 將懸浮液過濾，用去離子水洗滌，在12(TC下烘干，50(TC煅燒20分鐘，然后過60 目篩，即得成品。(總包覆率為60%)
經(jīng)涂卡試驗，從垂直到水平視角觀看，可以看到其色彩由綠一藍一紫一紅一黃的多色彩 的區(qū)間連續(xù)變化。 實施例2
顏料的結構為Fe203 I Si02+B203 I Fe203 | Si02+B203 I Fe203 |合成云母薄片 在2. 5升的小反應釜里加入1000毫升的去離子水，投入粒徑為30—150uro、厚度為0. 3 一l. 5um的合成云母薄片75g，攪拌成懸浮液并恒溫至75°C。
1. 將上述懸浮液的PH值調至3.5 (調PH值時，用重量比10%稀鹽酸或15%氫氧化鈉 溶液，以下相同)，計量滴加三氯化鐵水溶液578ml (濃度為120 g/L)同時通過加入15% 的氫氧化鈉溶液來維持PH值恒定，當加料完畢后，恒溫攪拌15分鐘(此時形成第一包覆層， 溶液中的FeCl3離解出來的FeA進入第一包覆層)。
2. 將PH值調到7. 5，計量滴加硼酸鈉溶液44ml(濃度為100g/L),同時通過滴加10%的 稀鹽酸溶液來維持PH值恒定，當加料完畢后，再攪拌15分鐘；調PH值為8. 0，計量滴加硅 酸鈉溶液2. 65升(濃度為含Si0218g/L)，同時通過滴加10%的稀鹽酸溶液來維持PH值恒定， 當加料完畢后，再攪拌15分鐘(此時形成第二包覆層，溶液中的硼酸鈉和硅酸鈉離解出來的 8203和Si02進入第二包覆層)。
3. 調PH值為3. 5，計量滴加三氯化鐵水溶液565ml (濃度為120 g/L)同時通過加入15 ^的氫氧化鈉溶液來維持PH值恒定，當加料完畢后，恒溫攪拌15分鐘(此時形成第三包覆
層，溶液中的FeCl3離解出來的Fe203進入第三包覆層)。
4. 將ra值調到7. 5，計量滴加硼酸鈉溶液40ml (濃度為100g/ L),同時通過滴加10%的 稀鹽酸溶液來維持PH值恒定，當加料完畢后，再攪拌15分鐘；調PH值為8.0，計量滴加硅 酸鈉溶液2.5升(濃度為含Si02l8g/L)，同時通過滴加10X的稀鹽酸溶液來維持PH值恒定， 當加料完畢后，再攪拌15分鐘(此時形成第四包覆層，溶液中的硼酸鈉和硅酸鈉離解出來的 BA和Si02進入第四包覆層)。
5. 調ffl值為3. 5，計量滴加三氯化鐵水溶液555ml (濃度為120 g/L)，同時通過加入 15W的氫氧化鈉溶液來維持PH值恒定，當加料完畢后，恒溫攪拌15分鐘(此時形成第五包 覆層，溶液中的FeCl:,離解出來的Fe203進入第五包覆層)。
6.將懸浮液過濾，用去離子水洗滌，在12(TC下烘干，55(TC煅燒20分鐘，然后過80目 篩，即得成品。(總包覆率為72.5%)
經(jīng)涂卡試驗，從垂直到水平視角觀看，可以看到其色彩由綠一藍一紫一紅一黃色的多色 彩的區(qū)間連續(xù)變化。
實施例3
顏料的結構為I Ti02+Sn02 I Si02+Al203 | Ti02+Sn02 | Si02+Al203 | Ti02+Sn02 |天然云
母
在2. 5升的小反應釜里加入1000毫升的去離子水，再投入粒徑為10—60um、厚度為0. 2 _0. 6um的天然云母50g，攪拌成懸浮液并恒溫至75°C 。
1. 將上述懸浮液的ra值調至1.5 (調PH值時，用重量比10%稀鹽酸或15%氫氧化鈉 溶液，以下相同〕，計量滴加四氯化錫溶液30ml(濃度為100g/L),同時滴加15%的氫氧化鈉 溶液來維持PH值恒定，當加料完畢后，恒溫攪拌15分鐘，調PH值為2. 1，計量滴加四氯化 鈦溶液1032ml (濃度115g/L)，同時通過滴加15%的氫氧化鈉溶液來維持PH值恒定，當加 料完畢后恒溫攪拌15分鐘，(此時形成第一包覆層，溶液中的SnCh和TiCh離解出來的Sn02 和Ti02進入第一包覆層)。
2. 將PH值調到4. 0，計量滴加AlCl3溶液88ml (濃度100g/L)，同時滴加15%的氫氧化 鈉溶液來維持PH值恒定，當加料完畢后，恒溫攪拌15分鐘；調PH值為8.0，計量滴加硅 酸鈉溶液3. 7升(濃度為含Si0218g/L)，同時通過滴加10%的稀鹽酸溶液來維持m值恒定， 當加料完畢后，再攪拌15分鐘(此時形成第二包覆層，溶液中的三氯化鋁和硅酸鈉離解出來 的A1A禾口 Si02進入第二包覆層)。 3. 調PH值為1. 5，計量滴加四氯化錫溶液28ml (濃度為100g/L),同時通過滴加15%的 氫氧化鈉溶液來維持PH值恒定，當加料完畢后，恒溫攪拌15分鐘，調ra值為2.1，計量滴 加四氯化鈦溶液1020ml (濃度115g/L)，同時通過滴加15%的氫氧化鈉溶液來維持PH值恒 定，當加料完畢后恒溫攪拌15分鐘，(此時形成第三包覆層，溶液中的SnCl4和TiCl4離解 出來的Sn02和Ti02進入第三包覆層)。
4. 將PH值調到4.0，計量滴加AlCl3溶液84ml(濃度100g/L),同時滴加15%的氫氧化
鈉溶液來維持ra值恒定，當加料完畢后，恒溫攪拌i5分鐘；調ra值為8.o,計量滴加硅酸
鈉溶液3. 5升(濃度為含Si0218g/L)，同時通過滴加10%的稀鹽酸溶液來維持PH值恒定， 當加料完畢后，再攪拌15分鐘(此時形成第四包覆層，溶液中的三氯化鋁和硅酸鈉離解出來 的八1203和Si02進入第四包覆層)。
5. 調ra值為1. 5，計量滴加四氯化錫溶液26ml(濃度為100g/L),同時通過滴加15%的 氫氧化鈉溶液來維持ra值恒定，當加料完畢后，恒溫攪拌15分鐘,調PH值為2.1，計量滴 加四氯化鈦溶液980ml (濃度100g/L)，同時通過滴加15%的氫氧化鈉溶液來維持PH值恒定， 當加料完畢后恒溫攪拌15分鐘，(此時形成第五包覆層，溶液中的SnCl4和TiCl4離解出來 的SrA和Ti02進入第五包覆層)。
6. 將懸浮液過濾，用去離子水洗滌，在120。C下烘干，750。C煅燒20分鐘，然后過100 目篩，即得成品。(總包覆率為85%)
經(jīng)涂卡試驗，從垂直到水平視角觀看，可以看到其色彩由綠一藍一紫一紅一黃色的多色 彩的區(qū)間連續(xù)變化。
權利要求
1.一種多層多變色區(qū)間顏料，其特征在于所述顏料包括基片，在基片的表面交替包覆多層不同的氧化物，在奇數(shù)層，即第一、三、五層為折射率大于2.0的金屬氧化物；在偶數(shù)層，即第二、四層為折射率小于1.8的氧化物。
2. 如權利要求1所述的多層多變色區(qū)間顏料，其特征在于所述的基片為天然云母薄片或人工合成云母薄片或玻璃薄片，其厚度為0.2_3;!111、粒徑為10—300um的薄片。
3. 如權利要求1或2所述的多層多變色區(qū)間顏料，其特征在于第一、三、五層奇數(shù)層折 射率大于2.0的金屬氧化物為Sn02或Ti02或FeA或它們的混合物或復合物，每層包覆率分別 為10% — 15%;第二、四層偶數(shù)層折射率小于1.8的金屬氧化物為Si02或Al203或BA或它們 的混合物或復合物，每層包覆率分別為15%_20%。
4. 如權利要求3所述的多層多變色區(qū)間顏料的制備方法依次包括如下步驟(1) 將薄片按5%—10% (重量比)投入去離子水中，攪拌分散成分散懸浮液且升溫到70 。C一80。C;(2) 將步驟(1)懸浮液的ra值調至1.5 — 3.5，調PH值時，用重量比10%稀鹽酸或 15%氫氧化鈉溶液，以下各步相同，計量加入折射率大于2.0的氧化物對應的無機鹽，使氧化物的包覆率為io%—15%，同時通過加入一定濃度的氫氧化鈉來維持ra恒定，當加料完畢后，恒溫攪拌10—30分鐘，此時形成第一包覆層，溶液中的折射率大于2.0的對應氧化物的 可溶性無機鹽離解出來的氧化物進入第 一包覆層；(3) 將步驟(2)懸浮液的ra值調4一8，再計量加入折射率小于1.8的氧化物對應的 無機鹽，使氧化物的包覆率為15%-20%,同時加入一定濃度的氫氧化鈉或稀鹽酸來維持PH值 恒定，當加料完畢后恒溫攪拌10 — 30分鐘，此時形成第二包覆層，溶液中折射率小于1.8的 對應氧化物的可溶性無機鹽離解出來的氧化物進入第二包覆層；(4) 將步驟(3)懸浮液的PH調至1.5 — 3.5，再計量加入折射率大于2.0的氧化物對 應的無機鹽，使氧化物的包覆率為10%—15%，同時加入一定濃度的氫氧化鈉來維持PH值 恒定，當加料完畢后，恒溫攪拌10—30分鐘，此時形成第三包覆層，溶液中折射率大于2.0 的氧化物對應的可溶性無機鹽離解出來的氧化物進入第三包覆層；(5) 將步驟(4)的懸浮液PH調至4一8，再計量加入折射率小于1.8的氧化物對應的無機鹽，使氧化物的包覆率為15%-20%，同時加入一定濃度的氫氧化鈉或稀鹽酸來維持ra值恒定，當加料完畢后恒溫攪拌10 — 30分鐘，此時形成第四包覆層，溶液中折射率小于1.8的 對應氧化物的可溶性無機鹽離解出來的氧化物進入第四包覆層；(6) 將步驟(5)懸浮液的PH調至1.5 — 3.5，再計量加入折射率大于2.0的氧化物對 應的無機鹽，使氧化物的包覆率為10%—15%，同時加入一定濃度的氫氧化鈉來維持PH值 恒定，當加料完畢后，恒溫攪拌10—30分鐘，此時形成第五包覆層，溶液中折射率大于2.0 的氧化物對應的可溶性無機鹽離解出來的氧化物進入第五包覆層；(7) 將步驟(6)的懸浮液過濾，用去離子水洗滌過濾物，100'C — 150。C烘干，500°C_ 750。C煅燒20—30分鐘后過60—100目篩，即得成品。
5. 如權利要求4所述的多層多變色區(qū)間顏料的制備方法，其特征在于折射率大于2. 0 的氧化物對應的可溶性無機金屬鹽為氯化鹽，如SnCL或TiCl4或FeCl3;折射率小于1. 8的 氧化物對應的可溶性無機鹽為Na2Si03或AlCl3或Na2B407。
6. 根據(jù)權利要求1所述的多層多變色區(qū)間顏料主要用于涂料、油墨、化妝品、皮革、 塑料和玻璃等行業(yè)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種多層多變色區(qū)間顏料及其制備方法，涉及顏料領域，本發(fā)明是以云母薄片或玻璃薄片為基材，在此基片的表面交替包覆多層金屬氧化物，第一、三、五層為折射率大于2.0的高折射率金屬氧化物，第二、四層為折射率小于1.8的低折射率氧化物，本發(fā)明色彩鮮艷，變色明顯，其制備方法是利用濕化學水解工藝在基片表面交替包覆多層氧化物，本方法結構合理，工藝先進，并且易于操作，產(chǎn)品質量穩(wěn)定，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C09C1/28GK101353487SQ20081021178
公開日2009年1月28日 申請日期2008年9月25日 優(yōu)先權日2008年9月25日
發(fā)明者劉景茂, 宏 盧, 坤 譚 申請人:河北歐克精細化工股份有限公司