专利名称：色彩变换的干涉色珠光颜料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种珠光颜料及其制备方法，具体涉及一种色彩变换的干涉色珠光颜料 及其制备方法。
背景技术：
以云母等透明或半透明薄片为基片，在基片表面涂覆二氧化钛涂层时，随着二氧化 钛涂层厚度的增加，由于光的反射与透射作用，产生的几束平行反射光之间会发生干涉 作用，随之产生一系列干涉光颜色，这样就获得千涉色珠光颜料。这种干涉色颜料，能 展现不同的彩虹般色彩，但仍然存在两大缺陷。 一是颜色色谱不全，二是当视角偏离反 射光角度时，干涉色会变得越来越淡，直至在白色底卡上变成灰白色。
为了克服干涉色珠光颜料的上述缺陷,已经提出了各种专利技术。首先提出的方法， 是在干涉色珠光颜料上再涂覆吸收色涂层，即着色涂层，形成干涉色在内层，吸收色在 外层的颜料结构。这些吸收色涂层可以是金属氧化物，如美国专利US6165260用三氧 化二铁。可以是金属氧化物的水合物或氢氧化物，如美国专利US4134776用氢氧化铬。 可以是复合金属氧化物，如美国专利US5169442用氧化钴、氧化钙和氧化镁的复合氧 化物。可以是金属盐，如欧洲专利EP632110用钒酸铋。也可以是有机颜料，如美国专 利US4084938用了多种有机颜料。
干涉色颜料经再次涂覆各种吸收色涂层后，都付于颜料新的色彩，这些色彩干涉色 颜料本身是无法提供的。而且也改善了偏离反射光视角时色彩的饱和度。但是以上这些 颜料的结构存在问题。由于增强干涉作用的透明二氧化钛涂层在内层，当光线入射时， 经过外层吸收色涂层时，部分光线被吸收后，到达内层时透射光强度已经减弱了很多， 从而使干涉作用减弱,影响颜料的珠光效果。此外，以上这些颜料的颜色变化也基本上 为镜面角度的反射色，和其他角度的吸收色。
美国专利US6884289提出了一种多层结构的彩色颜料，这种颜料是在基片上先涂 覆多层结构的强干涉色涂层，煅烧后形成强干涉色颜料,然后再在颜料表面涂覆吸收色 涂层。吸收色涂层为普鲁士兰、铝酸钴、氧化铁黑和有机颜料。这种颜料干涉作用有了 一些改善，但由于吸收色涂层在外层,使干涉作用减弱的基本状况没有改变。此外，颜色 变换也基本上为镜面角度的反射色，和其他角度的吸收色。
4中国专利CN1229110也提出了一种多层结构的彩色颜料。这种颜料是在干涉色珠 光颜料表面先涂覆一层二氧化硅薄层，再涂覆一层吸收色涂层，吸收色涂层为铝酸钴、 氧化钴或硅酸钴,得到一种具有蓝色调的干涉色珠光颜料。由于吸收色涂层在外层，减 弱了内层干涉色涂层的透射光强度，使干涉作用减弱。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供了一种即具有较强干涉色效应，又有 从反射光视角到遍离反射光视角具有多种色彩变换效果的干涉色珠光颜料。
为了实现上述目的本发明采取的技术方案是 一种色彩变换的干涉色珠光颜料，该 珠光颜料具有以下结构，以透明或半透明薄片为基片，在基片上依次涂覆钛酸盐吸收色 涂层、透明中间夹层和透明二氧化钛干涉色涂层；所述的透明中间夹层为二氧化硅涂层
或氧化铝涂层。
上述结构还包括外层涂覆的外保护层。 所述的透明或半透明薄片为天然云母片、合成云母片或玻璃片。 所述的透明二氧化钛干涉色涂层为金红石型二氧化钛涂层。 所述的透明二氧化钛干涉色涂层，需要时可以含有一个透明二氧化硅中间薄层，形
成无色透明的增强二氧化钛干涉色涂层；所述的增强二氧化钛千涉色涂层的厚度为 50 420nm;所述的透明二氧化硅中间薄层的厚度为10~50nm。
所述的钛酸盐吸收色涂层为含有金属元素Fe、 Co、 Ni、 Cr、 Mn、 V、 Zn、 Al中的 至少一种的钛酸盐吸收色涂层；所述的钛酸盐吸收色涂层在颜料中的含量，以钛酸盐中 的金属元素计，占透明二氧化钛干涉色涂层中二氧化钛的重量百分比为1%~20%。所述的透明二氧化钛干涉色涂层的厚度为40 380nrn;所述的透明中间夹层的厚度 为8(M50nm。
本发明的另一个技术方案提供了一种色彩变换的干涉色珠光颜料的制备方法，该方
法包括如下步骤
(1)将透明或半透明薄片加入到去离子水中，搅拌成分散均匀的悬浮液，并升温
至6(TC-9(TC，用氢氧化钠溶液或稀盐酸将悬浮液的pH值调整到1-10，计量加入TiCU
溶液，以及按需选择一种或几种金属元素的水溶性盐的溶液，同时计量加入稀盐酸或氢 氧化钠溶液，维持悬浮液的pH值不变，加料完毕后，再恒温搅拌20-40分钟；
(2)用氢氧化钠溶液将悬浮液的pH值调整到5-10，再计量加入水溶性硅酸盐或铝盐, 同时计量加入稀盐酸或氢氧化钠溶液，维持悬浮液的PH值不变，加料完毕后，再恒温搅拌20-40分钟；
(3) 用稀盐酸将悬浮液的pH值值调整到1-2，再依次计量加入四氯化锡溶液和四氯 化钛溶液，同时计量加入稀盐酸，维持悬浮液的pH值不变，加料完毕后，再恒温搅拌 20-40分钟；
(4) 根据需要选用氢氧化钠溶液将悬浮液的pH值调整到7-10;再计量加入水溶性 硅酸盐，同时计量加入稀盐酸，维持悬浮液的pH值不变，加料完毕后，再恒温搅拌20-40 分钟，然后用稀盐酸将悬浮液的pH值调整到1-2，再依次计量加入四氯化锡溶液和四 氯化钛溶液，同时计量加入稀盐酸，维持悬浮液的PH值不变，加料完毕后，再恒温搅 拌20-40分钟；
(5) 将悬浮液进行过滤，洗涤后，物料经干燥，再经90(TC-110(TC煅烧，最后将颜 料过筛，得到色彩变换的干涉色珠光颜料。
所述的金属元素的水溶性盐为Fe、 Co、 Ni、 Cr、 Mn、 V、 Zn、 Al的盐酸盐或硝酸
所述的水溶性硅酸盐选用硅酸钠、硅酸钾或硅酸钠钾，所述的铝盐选用氯化铝或硝 酸铝。
本发明的颜料色彩丰富，彩色鲜艳，从反射光视角到遍离反射光视角具有多种色彩 变换的效果，具有以下的有益效果
1、 本发明的颜料结构合理。将钛酸盐吸收色涂层置于内层，透明二氧化钛干涉色 涂层置于外层，这样光线入射时，能直接入射到二氧化钛干涉色涂层上，从而增强干涉 作用，提高颜料的珠光效应。钛酸盐吸收色涂层在内层，起到二次着色和提高颜料色彩 饱和度的作用。无色透明二氧化钛干涉色涂层在需要时还可以含有一个透明二氧化硅中 间薄层，以进一步增强涂层的干涉作用，形成无色透明的增强二氧化钛干涉色涂层。
2、 具有透明中间夹层。钛酸盐吸收色涂层和无色透明二氧化钛干涉色涂层存在于 透明中间夹层两侧，使产生的吸收色和干涉色成为两种独立的颜色，由于透明中间夹层 的光学作用，两种颜色在不同角度发生叠加，使颜料在各个视角呈现出多种色彩变化的 效果。 .
3、 含有钛酸盐吸收色涂层。钛酸盐是由一些金属氧化物和二氧化钛按一定比例， 经高温煅烧后形成的单盐或复盐。由于钛酸盐具有多种色彩，而且折光指数也较高,作 为吸收色涂层使用，能很好地起到着色和提高颜料色彩饱和度的作用。
4、 制备工艺节能。本发明的干涉色颜料，采用湿法化学涂膜工艺制备，颜料使用
6透明或半透明薄片为基片，在基片上依次直接涂覆钛酸盐吸收色涂层、透明中间夹层和 透明二氧化钛干涉色涂层后，经一次煅烧一次成型。与US6165260、 US6884289等上 述一系列专利以珠光颜料为原料，需二次煅烧二次成型工艺相比，工艺更简单，能源更 节省。
具体实施例方式
下面具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。 实施例1
将100克粒径为10 60pm的云母片悬浮于1000ml去离子水中，搅拌均匀后，加热 升温到75。C，用稀盐酸将悬浮液的pH值调整到2.6。然后同时计量加入浓度18%的四 氯化钛溶液167ml和浓度为15.5%的三氯化铁溶液270ml，同时计量加入10%氢氧化钠 溶液维持悬浮液的pH值恒定。加料完毕后，再恒温搅拌30分钟。用10%氢氧化钠溶 液将悬浮液的pH值升高到9.5，并搅拌20分钟。将浓度为16.4%的硅酸钠溶液1100ml 缓慢加入到悬浮液中，并滴加10y。的盐酸维持悬浮液的PH值恒定。加料完毕后，再恒 温搅拌30分钟。
用10W的盐酸将悬浮液的pH值调整到2.0，并搅拌20分钟。依次计量加入浓度为 50g/l的五水四氯化锡溶液90ml、浓度为32.5%的四氯化钛溶液560ml，并加入10%氢 氧化钠溶液，维持悬浮液的pH值恒定。加料完毕后，再恒温搅拌20分钟。
将悬浮液中的固体经过滤从悬浮液中分离出来，经洗涤、干燥，再经IOO(TC煅烧, 然后经100目过筛，就得到一种含有钛酸铁吸收色涂层的干涉色珠光颜料。 将此颜料与油墨介质PU胶粘剂按比例混合均匀，然后在黑白底色卡上刮样。色卡显示 的颜色，从反射光视角到遍离反射光视角为兰紫色到紫色到红色到橙色的连续变化。
实施例2
将100克粒径为10 6(^m的云母片悬浮於1000ml去离子水中，搅拌均匀后,加热升 温到6(TC，用稀盐酸将悬浮液的pH值调整到8.0，并搅拌20分钟。然后同时计量加入 浓度为18%的四氯化钛溶液781111，和浓度为20%的六水硝酸钴溶液80ml，同时计量加 入10%氢氧化钠溶液，维持悬浮液的pH值恒定。加料完毕后,再恒温搅拌30分钟。
用10%氢氧化钠溶液将悬浮液的pH值升高到9.5，并搅拌20分钟，将浓度为16.4% 的硅酸钠溶液950ml缓慢加入到悬浮液中，并滴加10%盐酸维持悬浮液的pH值恒定。 加料完毕后，再恒温搅拌30分钟。
用10%的盐酸将悬浮液的pH值调整到2.0,并搅拌20分钟。依次计量加入浓度为50g/l的五水四氯化锡溶液40ml、浓度为32.5%的四氯化钛溶液260ml,并加入10%氢 氧化钠溶液,维持悬浮液的pH值恒定。加料完毕后，再恒温搅拌30分钟。
用10。/。氢氧化钠溶液将悬浮液的PH值升高到9.5，并搅拌20分钟，将浓度为16.4% 的硅酸钠溶液350ml缓慢加入到悬浮液中，并滴加10%盐酸维持悬浮液的pH值恒定, 加料完毕后，再恒温搅30分钟。用10M的盐酸将悬浮液的pH值调整到2.0,并搅拌20 分钟。依次计量加入浓度为50g/l的五水四氯化锡溶液50ml、浓度为32.5%的四氯化钛 溶液300ml,并加入10%氢氧化钠溶液，维持悬浮液的pH值恒定。加料完毕后,再恒温 搅拌30分钟。
将悬浮液中的固体经过滤从悬浮液中分离出来,经洗涤、干燥，再经95(TC煅烧,然 后经100目过筛,就得到一种含有钛酸钴吸收色涂层的干涉色珠光颜料。
将此颜料与油墨介质PU胶粘剂按比例混合均匀,然后在黑白底色卡上刮样。色卡显 示的颜色，从反射光视角到遍离反射光视角为紫罗兰色到兰色到兰绿色到绿色的连续变 化。
实施例3
将100克粒径为10 6(^m的云母片悬浮於1000ml去离子水中，搅拌均匀后，加热 升温到9(TC，用稀盐酸将悬浮液的PH值调整到8.5。然后同时计量加入浓度18%的四 氯化钛溶液140ml、浓度为20%的六水氯化钴溶液75ml、浓度为11%的氯化锌溶液75ml 和浓度为20%的六水氯化镍溶液135ml,同时计量加入10%氢氧化钠溶液维持悬浮液的 PH值恒定。加料完毕后，再恒温搅拌30分钟。
用10n/。氢氧化钠溶液将悬浮液的PH值升高到9.5，并搅拌20分钟，将浓度为16.4% 的硅酸钠溶液880ml缓慢加入到悬浮液中，并滴加10%盐酸维持悬浮液的pH值恒定。 加料完毕后，再恒温搅拌30分钟。
用10%的盐酸将悬浮液的pH值调整到2.0，并搅拌20分钟。依次计量加入浓度为 50g/l的五水四氯化锡溶液40ml、浓度为32.5%的四氯化钛溶液250ml,并加入10%氢 氧化钠溶液，维持悬浮液的pH值恒定。加料完毕后，再恒温搅拌30分钟。
用10c/。氢氧化钠溶液将悬浮液的pH值升高到9.5，并搅拌20分钟，将浓度为16.4% 的硅酸钠溶液380ml缓慢加入到悬浮液中，并滴加10。/。盐酸维持悬浮液的PH值恒定。 加料完毕后，再恒温搅拌30分钟。
用10。/。的盐酸将悬浮液的pH值调整到2.0,并搅拌20分钟。依次计量加入浓度为 50g/l的五水四氯化锡溶液40ml、浓度为32.5%的四氯化钛溶液250ml，并加入10%氢氧化钠溶液，维持悬浮液的PH值恒定。加料完毕后，再恒温搅拌30分钟。
将悬浮液中的固体经过滤从悬浮液中分离出来，经洗涤、干燥,再经IOO(TC煅烧，然
后经IOO目过筛，就得到一种含有钛酸镍锌钴吸收色涂层的干涉色珠光颜料。
将此颜料与油墨介质PU胶粘剂按比例混合均匀，然后在黑白底色卡上刮样。色卡
显示的颜色，从反射光视角到遍离反射光视角为红色到紫色到兰绿色到翠绿色的连续变化。
以上所述的实施例，只是本发明具体实施方式
的一种，本领域的技术人员在本发明 技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。
权利要求
1. 一种色彩变换的干涉色珠光颜料，其特征在于该珠光颜料具有以下结构，以透明或半透明薄片为基片，在基片上依次涂覆钛酸盐吸收色涂层、透明中间夹层和透明二氧化钛干涉色涂层；所述的透明中间夹层为二氧化硅涂层或氧化铝涂层。
2. 根据权利要求1所述的色彩变换的干涉色珠光颜料，其特征在于还包括外层涂 覆的外保护层。
3. 根据权利要求1或2所述的色彩变换的干涉色珠光颜料，其特征在于所述的 透明或半透明薄片为天然云母片、合成云母片或玻璃片。
4. 根据权利要求1或2所述的色彩变换的干涉色珠光颜料，其特征在于所述的 透明二氧化钛干涉色涂层为金红石型二氧化钛涂层。
5. 根据权利要求1或2所述的色彩变换的干涉色珠光颜料，其特征在于所述的 透明二氧化钛干涉色涂层为含有一个透明二氧化硅中间薄层的增强二氧化钛干涉色涂 层；所述的增强二氧化钛干涉色涂层的厚度为50~420nm;所述的透明二氧化硅中间薄 层的厚度为10~50nm。
6. 根据权利要求1或2所述的色彩变换的干涉色珠光颜料，其特征在于所述的 钛酸盐吸收色涂层为含有金属元素Fe、 Co、 Ni、 Cr、 Mn、 V、 Zn、 Al中的至少一种的 钛酸盐吸收色涂层；所述的钛酸盐吸收色涂层在颜料中的含量，以钛酸盐中的金属元素 计，占透明二氧化钛干涉色涂层中二氧化钛的重量百分比为1%~20%。
7. 根据权利要求1或2所述的色彩变换的干涉色珠光颜料，其特征在于所述的 透明二氧化钛干涉色涂层的厚度为40 380nm;所述的透明中间夹层的厚度为 80~150nm。
8. —种如权利要求1所述的色彩变换的干涉色珠光颜料的制备方法，其特征在于 该方法包括如下步骤(1)将透明或半透明薄片加入到去离子水中，搅拌成分散均匀的悬浮液，并升温至6(TC-9(TC，用氢氧化钠溶液或稀盐酸将悬浮液的pH值调整到1-10，计量加入TiCU 溶液，以及按需选择一种或几种金属元素的水溶性盐的溶液，同时计量加入稀盐酸或氢 氧化钠溶液，维持悬浮液的pH值不变，加料完毕后，再恒温搅拌20-40分钟；(2)用氢氧化钠溶液将悬浮液的pH值调整到5-10，再计量加入水溶性硅酸盐或铝盐, 同时计量加入稀盐酸或氢氧化钠溶液，维持悬浮液的PH值不变，加料完毕后，再恒温搅拌20-40分钟；(3) 用稀盐酸将悬浮液的pH值值调整到1-2，再依次计量加入四氯化锡溶液和四氯 化钛溶液，同时计量加入稀盐酸，维持悬浮液的pH值不变，加料完毕后，再恒温搅拌 20-40分钟；(4) 根据需要选用氢氧化钠溶液将悬浮液的pH值调整到7-10;再计量加入水溶性硅 酸盐，同时计量加入稀盐酸，维持悬浮液的pH值不变，加料完毕后，再恒温搅拌20-40 分钟，然后用稀盐酸将悬浮液的pH值调整到1-2，再依次计量加入四氯化锡溶液和四 氯化钛溶液，同时计量加入稀盐酸，维持悬浮液的PH值不变，加料完毕后，再恒温搅 拌20-40分钟；(5) 将悬浮液进行过滤，洗涤后，物料经干燥，再经900'C-110(TC煅烧，最后将颜 料过筛，得到色彩变换的干涉色珠光颜料。
9. 根据权利要求8所述的色彩变换的干涉色珠光颜料的制备方法，其特征在于 所述的金属元素的水溶性盐为Fe、 Co、 Ni、 Cr、 Mn、 V、 Zn、 Al的盐酸盐或硝酸盐。
10. 根据权利要求8所述的色彩变换的干涉色珠光颜料的制备方法，其特征在于 所述的水溶性硅酸盐选用硅酸钠、硅酸钾或硅酸钠钾，所述的铝盐选甩氯化铝或硝酸 铝。
全文摘要
本发明公开了一种色彩变换的干涉色珠光颜料及其制备方法，该珠光颜料具有以下结构，以透明或半透明薄片为基片，在基片上依次涂覆钛酸盐吸收色涂层、透明中间夹层和透明二氧化钛干涉色涂层，外层涂覆外保护层，所述的透明中间夹层为二氧化硅涂层或氧化铝涂层。本发明的干涉色颜料，采用湿法化学涂膜工艺制备，颜料使用透明或半透明薄片为基片，在基片上依次直接涂覆钛酸盐吸收色涂层、透明中间夹层和透明二氧化钛干涉色涂层后，经一次煅烧一次成型。本发明的颜料色彩丰富，彩色鲜艳，从反射光视角到遍离反射光视角具有多种色彩变换的效果，可以用于油漆、油墨、塑料、化妆品配方、装饰材料以及造纸、玻璃等领域。
文档编号C09C1/00GK101475757SQ200810186428
公开日2009年7月8日 申请日期2008年12月19日 优先权日2008年12月19日
发明者林一中, 金文松 申请人:林一中