液相化学沉积法制备云母珠光颜料的初期研究

李 琛，李运涛

（1.陕西科技大学，陕西西安 710021；2.阿拉善职业技术学院，内蒙古阿拉善 750306）

液相化学沉积法制备云母珠光颜料的初期研究

李 琛1，2，李运涛1

（1.陕西科技大学，陕西西安 710021；2.阿拉善职业技术学院，内蒙古阿拉善 750306）

云母珠光颜料是以天然或合成云母粉为基础性材料，使其外层表面包覆较高折光率的无机金属型氧化物透明纳米膜而制备的，通过可见光的反射或衍射机理展现出从柔和缎面到耀眼闪烁的不同斑斓色彩的珠光光泽的颜料。

液相化学沉积法；云母珠光颜料；研究

云母珠光颜料分为单覆层结构和多覆层结构两类，单覆层结构云母珠光颜料的遮盖性能较差，多覆层结构遮盖性能较强。云母珠光颜料由单一色相的银白色型发展到多色相的彩虹型珠光颜料。其中多覆层结构中以云母钛珠光颜料最为优秀。

1 云母珠光颜料的研究及应用现状

1.1 云母珠光颜料的研究

以云母粉为基底材料，在其表面附着一层具有较高折射率的透明金属氧化物薄膜制成的云母珠光类颜料，由于光的干涉和反射作用从而产生色彩斑斓的珠光光泽，色彩变换从柔和缎面至耀眼闪烁。早在20世纪60年代初期最早由美国杜邦公司研制开发出，一经开发，这种新型珠光颜料的优良特性就被广泛应用到了很多领域[1-3]，其特点如下：优良的耐候性、无毒、耐酸、耐碱、不导电、不导磁、化学性质稳定等。本文就是基于此研究其前期制备的方法。

随着云母珠光颜料应用范围的扩大，其覆盖性、上色率、通透点、长效性及抗光性等都还有大大折扣之处，在市场对接上受到很多制约，因此对这些内部特性的改良是目前珠光颜料研究的首要任务。无机化学材质原料外部改性是新世纪以来材料科学领域内新生的一种创新技术，大家运用这种改变性质的机理对开发高品质云母珠光颜料展开了深层次的研发，使其成为具有广阔应用前景的功能性颜料。通过各种研究发现云母钛珠光颜料是一种新型的合成珠光颜料。

1.2 云母钛珠光颜料国内外应用现状分析

现在欧美、日本等国家已有各种类型的云母钛珠光颜料系列产品，而且仍在进一步继续开发[4]。目前，全世界云母珠光颜料的总产量超万吨。我国在云母珠光颜料的探究和市场对接方面起步较晚，我国云母钛珠光颜料的研发、生产和市场对接均处于低级起步阶段，不管是成品的产量、技术水平和市场对接都在一个低层次徘徊，与国外相比无论在研究开发还是在市场对接上仍存在较大差距，而且开发品种单一，这在很大程度上制约着我国这一领域颜料的创新和发展。因此，加大对多覆层云母钛珠光新型颜料的研究力度有着极其重要的意义。

2 最初探索领域

2.1 单、多覆层云母钛珠光颜料的选型

如上述所述的品种很多，但研究方法多采用溶液沉积法[6]，其共同制备工艺如图1所示。

图1 溶液沉积法制备工艺图

2.2 云母珠光颜料的生产方法

（1）pH值调节法（缓冲剂选型不同）

此实验利用不同种类的缓冲剂来调节pH值，缓冲剂的类别又可大致归类为：

① 弱酸钛溶液法：此法的缓冲剂包括多羟基有机酸或可电离多元有机酸（如乙酸、橼酸等）。随着金属型钛盐的水解。在云母表层上沉积的是含H2O的有机酸钛，末期经烘烧得到的金红石型的云母珠光颜料。这种方法制得的颜料颗粒小，成品光亮度高，工艺容易，pH值范围广，但产品色泽不好。而且由于使用多元有机酸经济成本飙升。

② 金属及金属氧化物酸性溶解液缓冲剂法：顾名思义是指金属或金属氧化物的成型物如铁粉、锌片、三氧化二铝、锌的氧化物等。这些金属元素或其氧化物可以和钛盐水解产生的酸发生化学变化从而起到调节pH值的功效。该过程原材料易得，TiO2微粒在云母表面分布均匀，包覆率完好，色度较好。但金属及金属氧化物酸性溶解液缓冲剂法不能影响成品的色度。

③ 有机碱尿素调节pH值法：加热升温后缓慢分解，从而起到控制溶液酸碱度的作用。实验工艺见图2。

图2 尿素中和法制备工艺

此工艺条件下pH值容易控制，产品质量稳定。

（2）在气相环境中用化学方法沉积

首先气态-固态下反应，在较高温度下使metal-有机化合物发生化学分解并同时沉积在主体材质云母表面，使晶体化和表面附着一次性完成。

（3）化学诱导法[5]

二氧化钛的两种晶型，即金红石型和锐钛型，对珠光贡献大的是金红石型，一般的方法是通过高温煅烧使锐钛型向金红石型转变，但在高温条件下云母基质很容易遭受破坏，而且能耗也大。加入合适的金红石促进剂，能解决此问题，目前一般在实验中采用的是锡盐促进剂（如SnCl4），也有用复合化学诱导剂的（如 ZnO和C）。

[1]P.Nowak，S.Noviski.90年代及未来的汽车用珠光颜料[J].中国涂料，1999，（1）：24-26.

[2]谢金根，肖菁.非金属云母钛彩色珠光油墨的研究[J].江西科学，1997，15（1）：56-59.

[3]张宏，胡彬，杨世俊.丝棉涂料[P].CN1313366，2001：9-19.

[4]TAKEUCHI MASAGI YOSHIO；SUZUKI KEITA；MINOHARA AKETOSHI.Pigmentary ceramic substrates bearing metal dots，EP0313281.1989，（04）.

[4]Sullivan；William J.（Ossining，NY）；Birch；Thomas J.（Cold Spring，NY）.Intensely colored pearlescent pigments[P]，US 5273576，December28，1993.

[5]辛忠，吴军，戴干策，等.液相化学沉积法制备云母钛珠光颜料[J].华东理工大学学报，1997，23（3）：332-338.

Liquid-Phase Chemical Deposition Method Mica Pearlescent Pigment Initial Research

Li Chen，Li Yun-tao

The mica pearluster pigment was prepared with the mica powder as the base material，which was coated at an its surface by a thin transparent film of height refractive ratio metal oxide compound，giving dazzlingly glitters by transmitting light interference or the reflection produces from the gentle satin facing to the different variegated color pearluster pigment.

liquid chemical deposition；mica pearlescent pigments；research

TQ628.2

B

1003–6490（2016）04–0141–02

2016–03–26

李琛（1984–），男，宁夏银川人，助教，主要研究方向为化学工艺。