一種半透明鐳射漿光變顏料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及功能材料領(lǐng)域，特別涉及一種半透明鐳射漿光變顏料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]自然界中魚(yú)鱗、珠寶出現(xiàn)的色變，油膜、肥皂泡呈現(xiàn)的彩虹現(xiàn)象都是光學(xué)變色，它是由多層薄膜的平行界面對(duì)光的反射、折射及干涉等物理現(xiàn)象引起的結(jié)果。
[0003]世界上第一個(gè)高級(jí)光變顏料是1999年德國(guó)BASF公司推出的“變色龍”(Var1crom)，其制造工藝是利用高真空蒸發(fā)鍍膜或離子濺射方法，將全反射層(內(nèi)核)、介電層和半透明層等物質(zhì)依次沉積在一起，形成多層薄膜片，當(dāng)視角改變時(shí)，入射光經(jīng)多層薄膜的平行界面發(fā)生反射、折射及干涉等物理現(xiàn)象，從而產(chǎn)生色變，其色變通常成對(duì)出現(xiàn)，如紅-綠，綠-監(jiān)，金-銀等。
鐳射鋁漿是新一代光變顏料，其變色原理不同于變色龍，自然界中的雨虹(彩虹)是一種光變現(xiàn)象，當(dāng)太陽(yáng)光照射到半空中的水滴，光線(xiàn)被折射及反射，形成拱形七彩光譜。鐳射漿的變色原理類(lèi)似雨虹，它是在薄片金屬/化合物的表面利用激光刻蝕形成凹凸結(jié)構(gòu)，當(dāng)具有這種結(jié)構(gòu)的小薄片在表面排列后產(chǎn)生變色現(xiàn)象。與變色龍相比鐳射漿可呈現(xiàn)更多顏色、色澤更加鮮艷明亮、且具有獨(dú)特“彩虹”現(xiàn)象，概況而言具有三大特點(diǎn):①異角變色，即在不同視角呈現(xiàn)不同顏色直射光照下呈現(xiàn)“彩虹環(huán)”現(xiàn)象，因此又稱(chēng)為彩虹漿顏料；③光線(xiàn)越強(qiáng)色澤越鮮艷。第一個(gè)鐳射鋁漿產(chǎn)品是德國(guó)愛(ài)卡的BG-P彩虹漿，2012年中山市天鍵金屬材料有限公司研發(fā)生產(chǎn)出鐳射鋁漿，2013年“鐳射鋁漿的制備方法”獲得國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利(專(zhuān)利號(hào):ZL201210105500.2)，鐳射鋁漿在高級(jí)裝飾和防偽領(lǐng)域的應(yīng)用正處在快速增長(zhǎng)期。
[0004]但是鐳射鋁漿在實(shí)際應(yīng)用中存在以下不足:一是鋁不耐酸堿且容易氧化，一旦發(fā)生哪怕是輕微的酸堿腐蝕或氧化，其變色效果就會(huì)大打折扣，鐳射鋁漿要求配套使用的樹(shù)脂是低酸值的，而應(yīng)用中許多場(chǎng)合對(duì)附著力和表面罩光都有特殊要求，此時(shí)所采用的樹(shù)脂往往是高酸值的，鐳射鋁漿不耐腐蝕，其應(yīng)用受到限制；二是異角變色存在死角，在死角范圍顏色暗淡、發(fā)灰，特別是噴涂使用時(shí)，死角范圍呈現(xiàn)暗淡發(fā)灰的小麻點(diǎn)，極大地影響了表面裝飾效果；三是鋁遇水會(huì)氧化釋氫，不能長(zhǎng)期接觸水，因此鐳射鋁漿不能用于水性體系。本發(fā)明針對(duì)鐳射鋁漿的上述缺點(diǎn)，以硅氧化物代替金屬鋁制備一種半透明鐳射漿光變顏料，能耐酸堿、耐氧化，各種酸值的樹(shù)脂都可使用，而且可以用于水性體系；由于是半透明的，在普通環(huán)境自然光下呈透明狀，呈現(xiàn)的是基材的本色，在直射光照射下呈現(xiàn)幻彩鐳射彩虹現(xiàn)象，且沒(méi)有死角，既可以保持基材本身原有圖案和顏色，又可以呈現(xiàn)獨(dú)特的彩虹變色，“隱形”時(shí)不影響基材的本色，“顯色”時(shí)彩虹圖案鮮艷明亮，具有獨(dú)特的防偽和裝飾效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于對(duì)現(xiàn)有鐳射鋁漿的制備方法進(jìn)行改進(jìn)，提供一種通過(guò)真空鍍膜法，采用硅氧化物代替鋁作真空鍍膜材料，在透明塑料薄膜表面鍍上一層半透明多氧化硅(S1x),鐳射模壓產(chǎn)生鐳射幻彩效果，再利用激光切割技術(shù)粉碎，最后進(jìn)行化學(xué)處理，制備一種耐酸堿、耐氧化、變色效果獨(dú)特的半透明鐳射漿光變顏料的方法。
[0006]本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
本發(fā)明一種半透明鐳射漿光變顏料的制備方法，包括下述步驟:
(1)在真空下于透明塑料薄膜上蒸鍍高純一氧化硅(S1)或高純二氧化硅(S12),形成半透明多氧化硅(S1x)鍍膜；
(2)在高溫下將所述半透明多氧化硅鍍膜在鐳射模壓板下進(jìn)行壓模，使鍍層表面形成高低不平、大小不一的光折射點(diǎn)，獲得具有鐳射幻彩效果的半透明鐳射鍍膜；
(3)將所述半透明鐳射鍍膜利用激光切割技術(shù)進(jìn)行粉碎，得到片狀半透明鐳射粉末；
(4)將所述片狀半透明鐳射粉末與脂肪酸、有機(jī)溶劑按一定比例混合，在一定溫度下對(duì)鐳射片狀粉末進(jìn)行表面包覆改性，提高片狀半透明鐳射粉的化學(xué)穩(wěn)定性及其與樹(shù)脂的相容性，獲得半透明鐳射漿；
(5)在所述半透明鐳射漿中加入適量防沉劑。
[0007]在對(duì)上述半透明鐳射漿的制備方法的改進(jìn)方案中，在步驟(I)中，所述一氧化硅顆粒的純度彡99.9%，所述二氧化硅為晶體顆粒的純度彡99.9%。
[0008]在對(duì)上述半透明鐳射漿的制備方法的改進(jìn)方案中，在步驟(I)中，所述多氧化硅(S1x)是指:當(dāng)采用一氧化硅做鍍膜材料時(shí)，多氧化硅(S1x)是一種復(fù)合氧化物，X值介于I?2之間變化，X值越大透明度越好，但鐳射幻彩效果減弱，X值的大小與真空度有關(guān)；當(dāng)采用二氧化硅做鍍膜材料時(shí)，多氧化硅(S1x)是指二氧化硅，此時(shí)x=2。
[0009]在對(duì)上述半透明鐳射漿的制備方法的改進(jìn)方案中，在步驟(I)中，所述多氧化硅鍍層的厚度在20?80 nm范圍內(nèi)變化。
[0010]在對(duì)上述半透明鐳射漿的制備方法的改進(jìn)方案中，在步驟(I)中，所述真空度在I(T2?10 Pa范圍內(nèi)變化。
[0011]在對(duì)上述半透明鐳射漿的制備方法的改進(jìn)方案中，在步驟(I)中，所述透明塑料薄膜可以是厚度12?16 μ m的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚丙烯(PP)。
[0012]在對(duì)上述半透明鐳射漿的制備方法的改進(jìn)方案中，在步驟(2)中，所述高溫在100?130°C范圍內(nèi)變化。
[0013]在對(duì)上述半透明鐳射漿的制備方法的改進(jìn)方案中，在步驟(2)中，所述的鐳射模壓板是素面或光柱鐳射模壓板。
[0014]在對(duì)上述半透明鐳射漿的制備方法的改進(jìn)方案中，在步驟(3)中，所述片狀半透明鐳射粉末粒徑在5?35 μ m范圍內(nèi)變化。
[0015]在對(duì)上述半透明鐳射漿的制備方法的改進(jìn)方案中，在步驟(4)中，所述脂肪酸是硬脂肪酸。
[0016]在對(duì)上述半透明鐳射漿的制備方法的改進(jìn)方案中，在步驟(4)中，所述有機(jī)溶劑是純度大于99.5%的乙酸乙酯、乙酸異丙酯、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯或乙二醇單丁醚中的一種或幾種組合。
[0017]在對(duì)上述半透明鐳射漿的制備方法的改進(jìn)方案中，在步驟(4)中，所述混合比例是指半透明鐳射片狀粉末、脂肪酸、有機(jī)溶劑的重量配比為10?20: I?2: 78?89范圍變化；所述溫度在30?70°C范圍內(nèi)變化。
[0018]在對(duì)上述半透明鐳射漿的制備方法的改進(jìn)方案中，在步驟(5)中，所述適量防沉劑可以是酮醛樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂或觸變劑，其占鐳射漿重量的0.2%?0.8%。
[0019]本發(fā)明與現(xiàn)有鐳射鋁漿生產(chǎn)技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)和效果:
(1)本發(fā)明所采用的工藝制備的半透明鐳射漿光變顏料，其制成的油漆(油墨)外觀(guān)，在普通光線(xiàn)下呈半透明狀，不影響基材本色，在直射光下呈現(xiàn)鐳射七彩效果，且沒(méi)有變色死角，既可以保持基材本身原有圖案和顏色，又可以呈現(xiàn)獨(dú)特的彩虹變色，“隱形”時(shí)不影響基材的本色，“顯色”時(shí)彩虹圖案鮮艷明亮，防偽和裝飾效果獨(dú)特；
(2)本發(fā)明所采用的工藝制備的半透明鐳射漿光變顏料，其采用的鍍膜材料是硅氧化物，最終形成的多氧化硅性能穩(wěn)定，能耐酸堿、耐氧化，各種酸值的樹(shù)脂都可使用，還可以用于水性體系，應(yīng)用范圍和適應(yīng)性比鐳射鋁漿有大幅提升；
(3)本發(fā)明所采用的工藝制備的半透明鐳射漿光變顏料，其平均粒度(d5(l)為5?35 μ m,厚度在20?80 nm范圍內(nèi)，其片狀顆粒表面平整光滑，厚度均勻，這樣其表面和邊緣