云母钛珠光颜料在陶瓷中的应用

2010-03-21苑金生

陶瓷 2010年5期

关键词：珠光云母二氧化钛

苑金生

(河北省保定市建材工业局河北保定 071000)

云母钛珠光颜料在陶瓷中的应用

苑金生

(河北省保定市建材工业局河北保定 071000)

前言

珠光颜料有着悠久的历史和广泛的用途,传统的珠光颜料有天然珍珠素和人工合成含铅及铋的珠光颜料。这些珠光颜料有的原料短缺,价格昂贵;有的具有毒性,用途受到限制。因此,开发新一代的云母钛珠光颜料受到国内外的高度重视。

云母钛珠光颜料是由研磨细的云母粒子用二氧化钛和(或)其它金属氧化物包膜而成。当日光照射在这些薄片表面上时,经光线的多重反射,呈现出彩虹般鲜艳夺目的干涉色。依据二氧化钛或金属氧化物薄膜的厚度不同,产生不同色彩的干涉色,它能给人一种深远的三维空间质感,并有柔软的丝光感,能显露出多种色彩效应,模仿自然色,创造出绚丽多彩的装饰效果。它的性能特点是珠光好,密度较小,耐光、耐热、耐候、耐酸、耐碱,不导电,不导磁,化学性质十分稳定。加之这些颜料完全无毒、完全适合日益严格的环保要求,因此,广泛应用于涂料、塑料、橡胶、油墨、纸张、纺织品、化妆品、装饰品、工艺品、皮革、搪瓷、陶瓷、包装用品、印刷装潢和建筑材料等许多部门。

1 云母钛珠光颜料的光学特性

1.1 珠光效应

珠光效应是指珠光颜料具有珍珠般的柔和色泽。珠光色泽是由包覆于云母薄片上的二氧化钛多晶膜对入射光产生多重反射和透射的结果,即光的干涉现象所致。对于粒径小的珠光颜料,由于包覆于云母薄片表面的二氧化钛多晶膜像天然珍珠那样,分成许多微小层次。这样当入射光照射到其表面时,就会呈现类似丝绸那样的柔和色泽。这种光泽称之为“珠光”。云母钛珠光颜料的这种光学特性,称之为“珠光效应”。

1.2 金属闪光效应

平滑的金属表面对光的镜面反射给人眼产生的闪烁视觉称之为“金属闪光效应”。云母薄片通过包覆钛或其他金属、非金属氧化物,或者对已制成的云母钛珠光颜料进行表面金属化处理,可以获得一系列金属色泽。例如,单纯用二氧化钛包覆的云母钛珠光颜料能显示醒目的银白金属光泽;银白珠光颜料用碳黑或石墨包覆,能产生色调深沉的铅金属效果;用氧化银、氧化铋包覆的云母钛珠光颜料呈现乌亮的黑色金属光泽;以二氧化钛和石墨混合包覆云母钛珠光颜料能获得深灰色珠光;用氧化铁着色的黄干涉色珠光颜料,具有很强的黄金光泽等。

1.3 视角闪色效应

云母钛珠光颜料是由透明的云母薄片表面沉积一层透明的、其折射率较基材云母高出许多的金属氧化物所构成。当光线在折射率不同的透明层界面发生多次光的折射、反射及部分吸收、部分穿透作用时,平行的各种反射光之间必将产生光的干涉现象,因而产生珍珠般的光泽和色彩。当珠光颜料制成涂膜或塑料薄膜后进行观察,对观察者而言,当处于光线的反射角时,能看到最强的干涉色;当偏离反射角时,只能看到珠白色或其它颜色,这种随观察者观察角度的不同而看到不同干涉色的现象称为“视角闪色效应”。

1.4 色彩转移效应

采用干涉色云母钛珠光颜料制成的涂膜或塑料薄膜,能同时显示两种不同的颜色。这种颜色的变化称之为色彩转移效应或双色效应。正面看到颜料的反射色,侧面能看到其透射色,且色相总是互为补色。例如,采用干涉色幻彩珠光颜料着色的珠光汽车涂料涂装的轿车,其色彩会随轿车车身的曲率而发生变化。色彩转移效应表现为从黄变到紫;从蓝变到橙;从绿变到红,即从一种颜色变到互补色。这种特殊的光学现象称之为“色彩转移效应”。正是由于珠光颜料的这种光学特性,才使得配色师能根据不同的审美要求,设计和创造各种奇妙和梦幻般的装饰效果。

1.5 附加色彩效应

云母钛珠光颜料可以和透明、无机和有机颜料相混合,或直接用这些颜料对珠光颜料进行着色,所产生的色彩效果非常迷人。如用铜酞菁蓝和铜酞菁绿对珠光颜料进行着色,其色彩不但不会削弱,反而会增强。这是珠光颜料所特有的“附加色彩效应”,也叫“增色效应”。闪光铝粉一类常规金属颜料的一个比较严重缺点是,一旦与这类颜料相混合,再对树脂进行染色,其色彩的亮度和饱和度会发生大幅度的衰减,从而使颜料变得深沉和暗淡。这是普通金属颜料在涂料、塑料着色时将会经常遇到的技术难题。而珠光颜料却不然,经配色后的涂料或经施工后的涂膜色彩反而变得更加鲜艳和亮丽。这一光学特性称之为“附加色彩效应”或“增色效应”。

1.6 三维空间效应

不论是何种类型的珠光颜料,它总是透明或半透明的薄片。当光线照射到薄片表面时,它总是反射大部分入射光,而把剩余的光透射到下一层颜料晶片上,于是重复一次光的反射和透射,这样反复多次,直到穿过基底材,到达颜料片背光面的二氧化钛多晶膜上时,才被完全吸收和反射。这一光学特性使得珠光颜料在透明性的涂膜或塑料薄膜中,具有深远的三维空间质感。薄膜几何厚度虽然很薄(15～40μm),但给人的视觉感却总是厚膜,这是珠光颜料不同于一般颜料的重要光学特性。这种给人的三维空间质感称为“三维空间效应”。

由于云母钛珠光颜料总是透明或半透明的晶片,它的遮盖力远不如常规二氧化钛。因此,可以在有色物体的表面覆盖由颜料晶片组成的透明涂膜,使底层的色彩透明或半透明的珠光颜料涂层显露出来。这种光学特性称之为“背景衬度效应”。

2 云母钛珠光颜料的产品类型

2.1 银白色云母钛

二氧化钛薄膜的光学厚度小于200 nm。其呈银白色的反射光,相似于珍珠光泽。粒径小的银白色云母钛有似绸缎状的柔和光泽,遮盖力较强。粒径大的有较强的闪烁光泽,遮盖力较差。云母钛薄膜有锐钛型和金红石型,后者的耐候性较好。

2.2 虹红云母钛

二氧化钛薄膜的光学厚度在200～400 nm内的干涉现象能产生色彩效应,其反射干涉色随着晶片厚度的增加而按金黄色、红色、紫色、蓝色和绿色的顺序作周期性变化。将其用于涂料、塑料、化妆品等,都能显示出奇特的色彩。

2.3 着色云母钛

在云母钛表面再包覆一层透明或较透明的有色无机物或有机物(如铁氧化物、铁蓝、铬绿、碳黑、有机颜料及染料等),就能形成各种色谱的着色珠光颜料。第三代仿金、银和铜粉的表面都是稳定的铁氧化物或碳黑,所以不会变暗或退色。

3 云母钛珠光颜料在陶瓷中的应用

3.1 珠光陶瓷釉的主要原材料

珠光陶瓷釉主要由基础釉熔快、云母钛珠光颜料、添加剂组成。基础釉用原料:石英(釉级)、长石(釉级)、硼砂(工业纯)、氧化铝(工业纯)、碳酸锶(工业纯)、碳酸锂(工业纯)、氧化锌(工业纯)、硅灰石(釉级)、滑石(釉级)、硝酸钾(工业纯)、碳酸钙(工业纯)、纯碱(工业纯)、氧化镁(工业纯)。

根据云母钛珠光颜料及烧成温度的不同,基础釉及熔块的化学成分(质量%)范围:

在古典风格的陶瓷制品中增添一些云母钛珠光颜料的光泽,可以使瓷器上的图案或花纹显得更为生动。以人工合成的氟金云母或水晶云母薄片为基材而制成的云母钛珠光颜料具有很强的耐高温性,能在陶瓷釉料中广泛应用。而普通白云母制成的珠光颜料却无法耐受较高的烧成温度。

3.2 珠光陶瓷釉制备工艺

按配方组成称取各种原材料,经球磨充分混合均匀,将混合好的物料置于熔块炉中,在1 250～1 350℃熔制,水淬,烘干,球磨,过筛(250目),再将过筛后的基础釉熔块粉末与一定量的云母钛珠光颜料及少量添加剂在球磨机中球磨,料∶球∶水=1∶(1.6～2)∶(0.6～0.7),保证釉浆细度达到万孔筛余≤0.05%即可。

3.3 珠光陶瓷釉的使用方法

珠光陶瓷釉的使用方法大致包括以下几种:

1)将珠光陶瓷釉料与印油按1∶(0.5～0.6)比例混合搅拌均匀;用100～120目丝网印于未烧的面釉上,干燥后在快速烧成工艺的辊道窑中烧成,烧成时间为40～90min。

2)将珠光陶瓷釉料与印油按1∶0.4比例混合,搅拌均匀成浓稠状,用40～60目丝网印于釉面砖上,彻底干燥后再套印陶瓷颜料,最后用30～40目丝网堆釉干粉。干燥后在快速烧成工艺的辊道窑中烧成。烧成时间为40～90min。

3)将珠光陶瓷釉料与水调和搅拌均匀后,均匀地喷施在白色釉面砖或素坯上,再在其上施一薄层透明釉,干燥后在快速烧成工艺的辊道窑中烧成。烧成时间为40～90min。

4)将珠光陶瓷釉料与印油或水共同混合搅拌均匀。通过手绘的方式绘于制品的表面,彻底干燥后在快速烧成工艺的辊道窑中烧成。烧成时间为40～90 min,即成珠光制品。

3.4 珠光陶瓷的应用效果

中温(980～1 050℃)珠光陶瓷釉主要应用在建筑陶瓷上,适用于室内装饰。珠光陶瓷珠光颜色多种多样,变幻莫测,可为生活增光添彩。用于家居卫生间、厨房、客厅地面的装修镶嵌,美化家居,给家居房间带来美丽神奇的珠光效果。珠光陶瓷的珠光干涉色效果让人耳目一新,如坠入梦中。如果用于酒吧、咖啡厅等场所的装饰,更加增添高雅神秘的色彩。