珠光颜料的制备方法及应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及制备珠光颜料的方法，尤其涉及制备没有游离颗粒的珠光颜料的方 法。
【背景技术】
[0002] 以片状材料为基材、单层或多层氧化物包膜来制备具有珠光效果的颜料已经有几 十年的历史，工艺很成熟，并已经有大量的文献专利，其中通过水溶性金属盐在预先设定的 PH值下进行强制水解包膜是最常用的工艺之一，因为水溶性金属盐通常为酸性，在连续加 入时，必须同时加入碱来恒定PH值，否则水解无法持续进行。目前用来中和酸和碱主要是 金属氢氧化物，如NaOH，KOH等。使用氨水（NH 3 · H2O)或碳酸钠（Na2CO3)等也能控制PH值， 进行水解包膜。以上所提到的碱均为水溶性，并在生产中一般先制成水溶液，然后加到反应 釜中。即使上述水溶性碱以固体形式加入，一旦进入反应釜便溶解变成溶液，同时提供所需 的氢氧根（〇H_)来中和酸（H+)，以达到控制稳定PH值的目的。这种工艺有一个缺陷：当碱 进入到反应釜时，不可避免地形成局部碱的浓度过高，局部的高浓度碱（OF)除了中和酸以 外，还会和包膜所用的金属离子(如：Ti 4+、TiO2+、Fe3+、Sn4+等）结合，生产金属氢氧化物(或 水合金属氧化物)沉淀，并且没有完全包覆在片状基材上而形成游离。这些游离物因为尺寸 小(通常为纳米级)，比表面积大，具有较强的吸附能力，因而导致后续的水解包膜在这些游 离颗粒和片状基材间互相竞争。一旦形成这种游离颗粒，只有靠后面的过滤，洗涤，气流分 级等各步骤来除去，因为游离的颗粒会严重降低珠光颜料的色度，并给应用带来各种问题。 虽然通过搅拌，加料速度等的严格控制能够减少游离颗粒的形成，但上述工艺不能从根本 上消除游离颗粒的形成。
【发明内容】
[0003] 本发明提供了一种新技术，采用不溶于水的物质来进行PH控制，完全避免了碱同 金属离子的直接反应，从而制备出没有游离颗粒的珠光颜料。因为加入到反应釜中用来中 和酸的物质不溶于水，因此不直接提供0Γ，避免了碱（0Γ)的局域浓度过高现象，所用中和 酸的物质（如MgO)只与酸（H +)反应而不同金属离子（如TiO2+)反应。不溶于水的物质(如 MgO)与酸反应后所生成的盐(如MgCl2)可溶于水，因此在后续的过滤洗涤中被除去，从而制 得了无游离颗粒的高品质的珠光颜料。
[0004] 因此，根据本发明的第一个实施方案，提供一种制备珠光颜料的方法，该方法包 括:A)在片状基材的存在下和在使得包膜用的金属盐能够发生水解的设定pH值下，通过在 水中同时添加包膜用的金属盐和不溶于水但能够与酸反应而溶解的无机物进行水解包膜， 其中所述无机物用于调节或维持该水解体系的PH值。
[0005] 优选地，相对于1000重量份片状基材，金属盐的用量为350~1500重量份，优选 450~1350重量份，无机物的用量为300~1400重量份，优选400~1200重量份。所述 片状基材优选以固体重量5~30wt%，优选10~15wt%的水浆液的形式使用。片状基材的 粒径优选为10~60微米。水解包膜后，所形成的包膜厚度一般为10~lOOnm，优选30~ 60nm，更优选40~50nm。
[0006] 优选地，以上所述的设定pH是在0.5-3范围，优选在0.7-2. 5范围，更优选在 0.8-2范围，仍然更优选在0.9-1. 5 (例如1、1. 1、1.2或1.3)范围。
[0007] 优选的是，不溶于水但能够与酸反应而溶解的无机物是碱土金属化合物，更优选 是碱土金属的氧化物或碳酸盐。无机物优选以5~30重量％，更优选10~20重量％的水 溶液或浆液的形式使用。无机物的粒径优选为200目以下，优选200~250目或200~300 目。
[0008] -般来说，以上所述的方法进一步包括以下步骤：B)过滤、C)洗涤、D)烘干和E) 煅烧。
[0009] 优选的是，包膜用的金属盐是以水溶液的形式添加；和/或，其中不溶于水但能够 与酸反应而溶解的无机物是以在水中形成的淤浆形式或浆液的形式添加。金属盐优选以 1~4摩尔/升，优选1. 5~3摩尔/升的浓度使用。
[0010] 优选的是，在步骤A)中控制所述不溶于水但能够与酸反应而溶解的无机物的添 加速率，使得水解体系的PH值维持稳定或基本上稳定。
[0011] 优选的是，用于本发明中的片状基材是选自于天然云母，合成云母，玻璃片，片状 氧化铝，和片状金属中的一种或两种或多种。
[0012] 优选的是，用于本发明中的包膜用的金属盐是选自于TiCl4、TiOCl 2、FeCl3或SnCl4 中的一种或两种或多种。
[0013] 进一步优选的是，上述无机物选自：氧化镁、氢氧化镁、碳酸钙或它们的混合物。
[0014] 优选的是，包膜材料经煅烧后成为下列中的一种：锐钛矿型TiO2，二氧化锡SnO 2, 金红石型TiO2，赤铁矿型Fe2O3, Ti02+Fe03, Sn02+Ti02+Fe203, Sn02+Fe203，钛和铁的混合氧化 物，以及锡、钛、铁的混合氧化物。
[0015] 金属盐的用量和无机物的用量可根据所要包覆的颜色来确定，例如在无机物为 MgO、金属盐为TiCl4的情况下，如果产品颜色为银白，相对于1000重量份片状基材，无机物 为370~430重量份，例如400重量份，金属盐为420~480重量份。以下，产品颜色从金 黄、红、蓝到绿，无机物和金属盐的用量依次递增。例如产品为绿色时，相对于1000重量份 片状基材，无机物为1100~1300重量份，金属盐为1300~1400重量份。
[0016] 根据本发明的第二个实施方案，提供由上述方法所获得的珠光颜料。
[0017] 根据本发明的第三个实施方案，提供上述珠光颜料的用途，它用于油漆、印刷油 墨、塑料、陶瓷材料、皮革着色、壁纸、粉末涂料或化妆品领域。
[0018] 本发明的优点：
[0019] 本发明制得的珠光颜料几乎不含游离颗粒。品质好，色泽和光洁度都非常理想。
【附图说明】
[0020] 图1是本发明新工艺（左）与传统工艺（右）制备的水解包膜浆料样品分别放置 于玻璃瓶中，静止沉降一定时间后的情况。
【具体实施方式】
[0021] 以下实施例用于更具体描述本发明而非限定。
[0022] 实施例1
[0023] 1000 kg 天然云母片，粒径为 Dltl=IO μ m，D5Q=25 μ m，D9Q=60 μ m，加入到 10000 升去离 子水中，反应釜为20000升，搅拌加热到80°C，用1:1的盐酸调节PH值为1.0,另外配置MgO 浆料：1000kg99%的MgO加入到5000升水中，搅拌，配置为总固体浓度20%的浆料。为了使 所配制的浆液不沉降，选用粒径小于200目。开始水解包膜时，同时开动钛液泵和MgO浆液 泵，并用PH计自动控制PH为1. 0。所用钛液是用纯度不小于99%的TiCl4加水配制，一般 加水的量与TiCl4的量为1:1，调制为浓度2摩尔/升的四氯化钛溶液，稀释时会产生HCl 气体。用水吸收释放出的HCl气体获得盐酸。为保持稀释后的TiCl4F发生水解变质，需 要加入足够量的盐酸。通过同时泵加钛液和MgO浆料到反应釜中，PH恒定在1.0,所加钛液 在PH=L 0时不断水解包膜在云母基材上，经过滤、洗涤、煅烧制得银白及虹彩等珠光产品。 TiCl4溶液的用量决定了最终产品为金黄色、橙色、红色、紫色、蓝色、绿色等。
[0024]
[0025] 与传统工艺（用氢氧化钠等碱溶液控制水解薄膜的PH值）相比，此发明的新工艺 所制得的产品亮度及色度均有明显提高，并且过滤水洗时的用水量节省一半以上。这都表 明新工艺在水解时不产生游离微粒，因此过滤水洗更容易，所得产品的品质更好。
[0026] 另外一种表明新工艺所制得的产品不含有游离微粒的方法是：将新工艺与传统 工艺所制得的水解包膜浆料样品分别放置于玻璃瓶中，静止沉降一定时间后，新工艺所制 得的水解包膜浆料样品上部母液（左面）明显较传统工艺的样品上部母液更透明（见附图 1)。从附图1中可以看出，本发明的分散体的上层母液是透明的，而现有技术的分散体的上 层母液是浑浊的。
[0027] 样品质量的评估采用常见的涂布划卡或喷板的方法是：将一定量的珠光粉样品 (~10%)加入到树脂或油漆中，经涂布划卡或喷板成膜，烘干。用X-Rite MA68色差仪测 量色泽和光洁度数据。数据以CIE L*，a*，b*体系展示。L*数值代表亮度，c值（c2=a2+b2) 代表色泽浓度。
[