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介绍一种高档云母制品一珠光粉品牌珠光粉-首选华祥珠光颜料

作者:admin 发布日期:2020-04-13 11:36:34 关注次数:149

提要云母珠光颜料,其有优异光学性能,广泛用于化妆品、涂料、塑料、印刷、装饰制品等领域.本文主要根据国外专利资料,对云母珠光粉的性能、生产技术及研究方向进行了介绍。


云母珠光粉


为珍珠光泽,可有各种颜色和多种千涉色。一般为粉状,密度2.8~3.9克/厘米3,用于特殊用途的云母珠光粉也有膏状。折射率2.4~2.9。它通常作为一种光性颜料或填料被广泛应用于化妆品、涂料、塑料、印刷及装饰品中。美国的云母珠光粉:普通工业级,主要用于普通涂料和塑料、印刷、化妆品级,无毒,其痕量元素Pb、As等及微生物细菌含量符合FDA(美国食品、药物管理局)标准,外用级,主要用于汽车涂料及建筑墙瓦,一般经过后期处理,具有良好的耐光、耐候性。


光学性能光泽和珍珠光泽光泽是由于入射光(I)在云母珠光粉颗粒表面发生镜反射(S)产生的,而珠光效果则是由于入射光通过透明或半透明薄膜在不同深度的各层层面发生镜反射(艺S)所造成的(图1)。一:二一丁一一一几、:图1TIO:/云母珠光粉结构I一入射光;S一反射光;T一透射光;D一散射光;n一折射幸,nl>nZ>n。;t一Tio:膜厚度云母珠光粉的光泽和珠光效果取决于以下五个因素:折射率(n),云母珠光粉表面涂层物质折射率越高,光泽越强。如余红石型二氧化钦n:=2.75,锐钦型二氧化钦n:二2.53;云母nZ=1.58。制备成TIO:/


云母珠光粉其反射率分别为27.2和21.2%。光程厚度(nt),是二氧化钦薄膜的几何厚度与其折光率的积。不同波长的光在珠光粉颗粒上的反射强弱和颜色与薄膜的光程有关。


如光程为10~140纳米的涂钦珠光粉,在nt二10纳米时,蓝白色光反射较强。在nt=140纳米时,黄白色光反射较强。透明度,入射光(I)、镜反射光(S)、透射光(T)和散射光(D)存在下列关系(图1);I=艺S+艺T+艺D。在固定条件下,薄膜透明度增加,透射光量T增加,镜反射光必然下降,结果影响反射光泽。反之,薄膜透明度很低,可能会出现很强的金属光泽,削弱薄膜深层产生的镜反射,结果使珍珠光泽效果减弱。表面性质,薄膜表面晶体过大或粗糙不平,由于缎烧处理不当,存在裂隙和气泡,都会增加散射(D:),使珠光粉光泽减弱。颗粒的分布与形状,


珠光粉微粒


为薄板状,板的长径多为10~75微米。其光泽与长径大小和分布有关。图2为三个不同长径分布的珠光粉获得的反射率。它们的主要长径为:AS一25,B10~50,C10~90微米。所获得的反射率,RB>RA)RC。珠光粉粒径过大或过小都会降低其光泽。当长径范围为10~40微米时,可获得最大光泽,奖径分布相对集中可获得较高的光泽。粒径分布集中在较细粒的一端时夕珍珠光泽柔和,象缎子一样,相反,珍珠光泽隐约闪现,象星光。据此,可制备出不同效果的珠光粉。加用70叼通过1微米、厚度为。.02~。.2微米的云母粉,制备出高级化妆珠光粉。用于皮肤上色泽柔和、均匀、平滑。超灭纲李图2Tl。


云毋珠光粉拉径


分布与反升率的关系珠光粉径/厚比越大越好,而且边缘越尖锐越好。由图2可看出,厚度大必然使散射(D:)现象增加,光泽减弱。目前大多珠光粉径/厚比为50:1~10:1。


干涉色珠光粉


是由于入射光在二氧化钦薄膜表面发生的镜反射(S;)和底部界面发生的镜反射(S:),在反射出来时产生干涉,使某一波长色调的光得到加强或削弱引起的,且取决于二氧化钦薄膜的光程厚度。其关系如下:入二:二=4nt八Zm一1)。nt为二氧化钦薄膜光程厚度,m为整数。随二氧化钦薄膜厚度不同,可获得波长为入.光最大加强的干涉,即波长为入的干涉色出现。且随二氧化钦薄膜厚度增加,这种千涉色有规律地重复出现(高序干涉色)。二氧化钦薄膜不同光程厚度(纳米)时出现的干涉色为.100,兰白;140,黄白;200-金黄;230,金红,250,红,280,紫;310,兰;370,绿.425,黄;480,红;555;兰,630,绿。光程为425~630时出现二次干涉色。


珠光粉产生


的千涉色纯度或饱和性主要与薄膜厚度及其厚度均匀性有关。生产原理及工艺目前世界上生产或制备云母珠光粉有两种方法,一种为水解涂钦法,另一种为气相反灾法,即云母薄片在流化床中通过加入氧气与TI1C4或其它金属盐发生反应,在云母表面形成薄膜。前者已被工业生产采用,后者尚不伴形成工业生产。水解涂钦法,是将钦酸盐加入云母粉悬浮液中,在酸性条件下经加热使钦酸盐水解,在云母片上沉积,形成水合二氧化钦薄膜,然后经过滤、洗涤、烘干、缎烧脱水、结晶,形成二氧化钦薄膜。


生产珠光粉的云母


主要为白云母,次为钾云母、绢云母。对于暗色珠光粉甚至可用黑云母。一般采用湿磨使云母获得理想的粒径及粒径分布。通常云母粒径范围为5~20微米,厚度。.1~5微米。水解涂钦是关键。最常用也是使用最早的钦盐为四价钦盐TIOSO`、TICI`,近年来也开始用低价钦盐TICI:、TICI:、TI:(50`)。,低价钦盐常可获得高光泽度和鲜艳干涉色的彩虹云母珠光粉。此外,还有使用两种钦盐形成Ti二OyN涸溶体钦膜,及TICI`与有机酸配用形成有机钦膜。由于钦盐水解与其它盐类不同,它没有固定的PH,只加水稀释或加热,即使在PH很低的情况下,也可发生水解,析出水合二氧化钦沉淀。其加热反应过程(以TIOSO。为例)如下:TIOSO`+ZH:O,H:TIO。杏+H:50`。H:TIO:为偏钦酸,吸附大量游离硫酸和水,为无定型结构,可视为水合二氧化钦xT10:·yH:0.250:,利用该原理,可使云母片表面涂复一层水合二氧化钦薄膜。

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大致方法为,先将云母粉制备成悬浮液,并加热60一10℃。为了防止杂质离子沉淀和使云母悬浮液胶溶,常用HCI或H:50`将PH调至IJi~5,多为2~3,然后将配制一定浓度的钦盐溶液慢慢加入云母热悬浮液容器中,钦盐溶液的浓度和用量差别很大,主要取决于工艺本身和二氧化钦薄膜的厚度。曰般为云母粉每米.需50~的。毫克个1:。)不同二氧化钦含量%与获得的(千涉色的变化为:01~26,银色.26~40-金黄色,40~50,红,兰、绿色;50~60,高序干涉色。水解过程中,需要保持稳定的PH和温度条件。由于钦酸盐水解,会出现PH下降

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因此要不断用碱和氨水进行调节,保持PH恒定。水解时间也取决子二氧化钦薄膜厚度,水解时间越长,TIO:包膜越厚,一般为数到数十小时。水解涂钦完成后,由于水合二氧化钦含有大量的游离酸和水,需要过滤、洗涤、烘干后,才能进行锻烧。烘干温度一般为110~130℃,时间30分到数小时。缎烧不仅可使水合二氧化钦脱水结晶为TIO:晶体薄膜,还可促使晶型转变。如锐钦型T长O:在低温时稳定,高温时铸变为金红石型TIO:晶体。一般锻烧温度为50~1000℃,甚至达1200℃,锻烧时间为30分钟到数小时,为了避免TIO:薄膜缎烧时发生裂隙,

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开始升温要缓慢一些。锻烧可为空气中直接缎烧,或在保护气氛炉中燎烧。后者常用于特殊目的。水合二氧化钦在不同气体作用下,900℃锻烧3小时,获得不同金红石型TIO:转化率(%)的情况如下:氧气流52,空气流70,氢气流85,真空94,氢气流95,静止空气46。目前珠光粉生产多为空气中缎烧,用于特殊目的,如暗色珠光粉也采用氢气流中和氨气流中缎烧。后期处理的方法很多。主要有在涂钦云母珠光粉表面,再涂上其它金属氧化物薄膜或有机物薄膜,形成多、复合层云母珠光粉,目的在于改善珠光粉的颜色、耐光性、着色性、耐候性及亲油性等。

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研究现状及方向自1963年Linton首次研制成功云母珠光粉以来,几乎侮年都有新的专利出现。美国E0Merek公司、TheMearlCorp、日本Teikokukako公司及美国VanDykDivi,ion都是世界上主要云母珠光粉生产厂家和研究机构。自70年代末至今,经过后期处理的耐光、耐候性云母珠光粉出现,广泛用于汽车涂料。

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云母珠光粉生产技术的发展,仍以水解涂钦或金属化物方法为基础,主要在表面薄膜物质成份及后期处理上进行改进。其中主要类型有下列数种。TIOZ一5102一Al:03/云毋型在TIO:薄膜中加么510:、A120:形成一种钦、硅、铝氧化物均匀涂层,可提高云母珠光粉的透明性和着色性,还可限制TIO:结晶粒度,使薄膜表面平滑,同时防止薄膜出现裂隙,提高珠光粉的光泽。

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大致方法为,将云母悬浮液加入酸,调节PH=1.5伙2.5,加热70~80℃,然后将TICI`或Ti0S04溶液缓慢加入,同时加入含510:的NaOH溶液,保持PH不变.NaOH:510:=20:i~200:1。在制备中,铝盐为AICI:·6H:O,可事先加入也可与T记14溶液同时加入。TICI;:AICI,·6H3O=30:i~5`i。然后过滤、洗涤、烘千、锻烧。在TIO:一510:一AI:03混合涂层中也可加入适量的Fe:O。,可获鲜艳的金黄色珠光粉,并改善其耐光性。所用铁盐为FeCI:。TIO:一ZrO:/云毋型TIO:混入2.5~3%ZrO:,形成均匀混合胶,可提高云母珠光粉的光泽和着色力,适用于聚合物涂料中

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。使用的错盐为ZrOCI·ZH:O,它与TICI`配制成溶液慢慢加入,Ti:Zr二15:1,PH“2.6,加热75℃。过滤洗涤后,于120℃烘干。800℃缎烧可获得高光泽易着色的各色云母珠光颜料。TIOZ一SnO:/云母型和SnO:/TIO:/云母型SnO:作为云母涂层物有两种情况,一为与TIO:形成均匀的混合涂层,另一是SnO:作为单独徐层与T10名涂层形成复合薄膜,或者两者交替形成多层复合膜,甚至可以先涂S几0:形成Tio:/sno:/云母型珠光粉,膜中使用sno;可促使Tio:向金红石型转化,

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提高珠光粉的耐光耐候性,防止薄膜裂纹,保持珠光粉表面平滑,增加光泽度,所用锡盐主要有SnCI`、SnSO`、SnBr`、SnF`、SnBr:、SnF:、Snl:等。使用低价锡盐需同时.用氧化剂,如Kc1O,。Cr:03一Tio:/云毋型为改善涂钦云母珠光粉的耐光性、耐候性能,常在其TIO:表面再涂一层Cr:03保护层。使用的铬盐为KCr(50`),·ZHZO。大致方法为,将涂钦云母珠光粉制备成悬浮液,加热50~80℃,将KCr(50;)2·ZH:O溶液慢慢加入,同时加入阴离子沉淀剂,使铬离子以磷酸铬、氢氧化铬或甲基丙烯酸铬形式,

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在云母珠光粉表面形成薄膜,PH=4.5~6。5,然后过滤、洗涤、缎烧。在Cr:03薄膜中加入少量NaHZPO`即每摩尔Cr+++含。.05%摩尔的磷酸根离子,不仅可改善干涉色,而且可使CrZO3层与TIO:层结合得较好,即使涂层厚度较大,缎烧时也不易裂纹。衷化铁/TIO:/云毋和MnO:/TIO:/云毋等型用有色金属氧化物,沉积在涂钦云母珠光粉表面,形成包膜,可获得各种色调的珠光粉,并且使其耐光、耐热性得到改(上接第36页)膨胀蛙石粒径大小不等,颗粒强度较珍珠岩高,可配制以膨胀蛙石为骨料的现浇轻骨料混凝土,

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它是良好的保温隔热层。在我国寒冷地区、多年冻土地带,可用于非承重墙、外墙挂板、铁路沿线车站等,效果非常好。膨胀蛙万吸水率、吸湿性较高,其24小时吸湿率为1。1%,在石灰砂浆里可代替砂子。砂浆以膨胀蛙石为主体材料,以水泥、石灰、石膏等为胶结料,加水,按一定比例配制而成。

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其作业方便,具有一定的保温隔热吸声、吸湿性能,在厨房、浴室、地下室湿度较大的车间粉刷用,能防阴冷潮湿、结露。膨胀蜓石也可用于水产运输方面。用膨胀蛙石等几种保摄材料混合使用,46声。其中最常用的为Fe:0。、Fe,O;,使角的铁盐为亚氰酸铁、氯化铁,其次为MnO,使用的锰盐为二价锰盐,如MnCI:、MnsO`、MnBr:、Mnl:等,使用高价锰盐需同时加入甲酸、草酸等还原剂。此外还可涂C。、Ni氧化物包膜,获得高级


珠光粉颜料


为了获得亲水性较好珠光粉,常用有机物对珠光粉进行表面改性。由于金属氧化物常被OH复盖,最常用的有机改性剂为有机酸。如壬二酸、癸酸、硬脂酸、月桂酸等。对一元竣酸来说,其疏水基碳原子数应达10~20个;对二元竣酸来说,则达4~5个。若在涂钦云母珠光粉表面加有机染料,例如偶氮染料、阴离子染料或碱性染料等,可获得更鲜艳的彩色。


近年来,云母珠光粉的生产技术发展很快,产品颜色鲜艳而且多样化,耐光、耐候性能改善,应用领域不断扩大。但其光泽度高、颜色鲜艳、耐光耐候性好仍是今后研究的主要方向。参考文献:〔1〕T.c.派顿,珠光颜料及千涉色颜料(英文),1987;〔2~4〕美国专利USP3087828,3553001,通344987;其余36则,从略。或更改粘结剂品种,以降低其密度,可改善外观质量、提高其保温隔热性能。例如,可试制室内屋面吊顶板等,既作保温吸声、又作装饰的新型建筑材料。


在国外,用蛙石粉可生产绝热水泥,有ASTM标准。我们可研制开发。3.根据蛙石矿的复杂情况,其媛烧窑炉应作改进。而首要的,矿区选矿要精。我国有大量的蛙石矿床,应充分开发其产品,使其大量应用于窑炉、管道、冷冻等工业;而蛙石在屋内吸声、装饰等新型建筑材料,以及水产运输、特种包装等方面的应用,也极富前景

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