云母钛珠光颜料的现状与制备探讨

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　　摘要：充分利用我国丰富的云母矿资源，大力改善国产产品光泽度低、色纯度差，努力提高生产工艺技术，采取相应措施加强我国云母钛珠光颜料工业的研究、开发和应用，缩短与工业国家同类产品的差距。
　　关键词：云母　钛珠光颜料　制备
　　
　　1　概述
　　
　　珠光颜料是指具有珍珠光泽的一类颜料，由于这类物质具有无色透明、折射率高、定向薄片层状结构，使其在光的照射下，能经多次折射、反射、透射，而呈现出晶莹闪烁的珍珠光泽，由此而得名。
　　1942年，美国人Afwood提出用云母和TiO2，合成珠光颜料；1963年，美国的杜邦(Do.Pont)公司以天然自云母为原料，用TiO2，H2O包膜制得一种新型珠光颜料――云母钛珠光颜料，这种珠光颜料珠光好且耐光、耐热、耐硫、耐候、化学性质稳定。加上品种多、着色力强、色相范围广、机械强度高、完全无毒，它的出现为珠光颜料的研发开辟了一条新的道路，标志着人工合成珠光颜料进入了一个成熟化和实用化的新时期。现今它已广泛应用于涂料、塑料、纺织、造纸、皮革、玻璃、瓷器、化妆品、装饰品、建筑材料和汽车工业等领域，其发展前景十分广阔。
　　
　　2　颜料云母钛珠光颜料的包覆层
　　
　　着色型云母钛珠光颜料按其结构不同可分为单包覆层、双包覆层和多包覆层，目前所开发的大多为单包覆层结构，即在云母表面仅覆盖一层无色透明或者有色金属氧化物膜，但其遮盖性能及着色性能较差，在某些特殊场合的应用上受到一定限制，随着云母钛珠光颜料的广泛应用及技术的不断提高，双包覆层和多包覆层结构的云母钛珠光颜料在得到广泛研究与制备，
　　2.1双包覆层云母珠光颜料
　　双包覆层是在基质云母表面包覆两层不同的金属氧化物膜，其中一层为起干涉作用产生珠光效果的无色透明的金属氧化物膜，另一层为具有吸收部分可见光而显示其补色的金属氧化物膜或显色的有机物膜，因而，不仅具有较强的珠光效果且有一定的着色力与遮盖力。
　　2.1.1产生单纯珠光效果的云母珠光颜料
　　这种颜料按两层金属氧化物膜在产生珠光和着色方面作用的不同可分为两种类型一种是内层氧化物膜具有吸收本色，起着色和增强遮盖作用，外层氧化物膜无色透明，起干涉作用产生珠光。
　　另一类双包覆层珠光颜料是外层金属氧化物膜具有吸收色，起着色和增强遮盖作用，金属氧化物膜而内层金属氧化物膜为无色透明起干涉作用，美国专利报道了一种在云母钛表面，沉积一层具有绿色吸收色的Cr203薄膜，合成绿色珠光颜料的方法。
　　2.1.2带有金属闪光效果的云母珠光颜料
　　这类珠光颜料结合了金属闪光颜料和珠光颜料的共同特点斑点状的金属均匀分布在云母或MoS，上，其上再沉积一层透明氧化物膜，使它们具有类似的珠光光泽和金属闪光效果。这是由于金属微粒对光线的强散射作用而使颜料具有了较强的遮盖性能。
　　2.2多包覆层云母珠光颜料
　　多包覆层云母珠光颜料主要是以三、四层包覆为主。因为更多的层次对于提高遮盖力的效果不是很好，而且引起的负作用也会增多。多包覆层云母珠光颜料结合无色透明金属氧化物膜，具有吸收本色的金属氧化物膜和纳米级金属微粒的共同作用，覆盖在云母表面上，即可对光线产生干涉作用得到珠光效果，又可对光线产生强散射作用得到金属光泽并提高遮盖性能，同时又因具有吸收色而有一定的着色性能。
　　
　　3　云母钛珠光颜料的制备
　　
　　将500g云母粉与去离子水调成质量比例为1：(6～8)的悬浊液，加入5000mL四口烧瓶中，升温并分批加入一定量尿素，调节搅拌速度pH值，缓慢加入一定浓度比例的钛盐溶液(金红石型云母钛珠光颜料需加入一定量的晶型促进剂)，加料完成后维持温度继续反应30min，自然冷却至室温，抽滤、洗涤至中性，在110℃下干燥，干粉移至马弗炉煅烧，制备出云母钛珠光颜料。
　　3.1 pH值对云母钛珠光颜料制备的影响
　　使用10％的TiC14溶液作为水解沉积剂时，仅在pH值为2.1的条件下，才能制备出珠光效果好的珠光颜料。而在较低或较高的pH值条件下，均不能制备出高质量的产品，主要原因是在较低的反应pH值下，钛盐水解速度较慢，生成的偏钛酸胶体不能及时沉积到云母表面，而是凝聚成较大的胶团游离在溶液中，造成白浊；在较高的反应pH值时，Ti4+离子水解速度快。生成的偏钛酸不能以二维的方式在云母的表面沉积，形成岛状包覆，
　　3.2反应温度对产品性能的影响
　　在85℃反应温度下，尿素水解速度很慢，不能有效地中和钛盐水解产生的氢离子，导致反应液pH值过低，反应难以正常进行。用10％的TiC14溶液的较佳反应温度为90℃：在95℃反应温度下，不能制备出较高质量的产品，原因是尿素和钛盐水解均为吸热反应，提高反应温度使尿素和钛盐水解加快，生成的偏钛酸太快，不能有效地沉积于云母表面。使用部分转换为TiOS04的10％钛盐溶液作为沉积剂时，在90，95℃的反应温度下。均能制备出较高质量的云母钛珠光颜料。原因是提高反应温度使尿素和钛盐水解加快，同时生成的偏钛酸能有效地沉积到云母表面，制备出高质量的产品。所以制备的最佳温度为90～95℃。
　　3.3煅烧温度对产品性能的影响
　　未加晶型促进剂云母钛珠光颜料在700℃，60min的煅烧条件下，白度最大，性能最好；延长煅烧时间，样品白度没有太大的变化；提高煅烧温度至900℃时，只有少量的金红石的转化比率，产品的白度却急剧降低，原因是在900℃的高温煅烧条件下，基材云母的结构遭到破坏。添加了1％晶型促进剂X制备的云母钛珠光颜料在850℃，30min的煅烧条件下，白度最大，性能最好。
　　
　　4　总结
　　
　　云母钛珠光颜料是国外20世纪60年代发展起来的一种新型珠光颜料，它的应用已引起许多国家的高度重视。我国云母钛珠光颜料的研制和开发始于20世纪80年代，该颜料的生产，还处于初级发展阶段。产品的产量、质量、制备和应用技术水平都处于一个较低的水平，因此，高档产品所需的珠光颜料长期依赖国外进口，尤其是目前需求量较大的虹彩型产品还有很大的缺口，要改变这种现状，
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