专利名称：新型珠光颜料及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种以片状基质为原料的新型珠光颜料，更具体地说涉及这样一种新型珠光颜料它在抵抗由光和热引起的变色方面以及与树脂的亲和性(分散性)方面是优异的，还涉及其制造方法，以及掺入了以上珠光颜料的树脂组合物、涂料和油墨。
迄今已告知并广泛使用的是这样的珠光颜料该颜料的片状基质上涂覆了具有高折射率的金属氧化物(例如二氧化钛和氧化锆)以产生一种珠光颜色，这种颜色是通过光折射中的干涉作用所产生的干涉色显示出来的，还使用这样的珠光颜料该颜料中的上述涂层中掺入了彩色金属氧化物(例如氧化铁和氧化铬)或彩色颜料及染料，以产生彩色的珠光颜色。
其中，就白色(包含干涉色)珠光颜料而论，众所周知的是一种由以氧化钛为原料的涂层构成的珠光颜料。该氧化钛被认为是一种旋光性材料(例如参见Susumu Okazaki的“着色材料”，60[6]，333-341页，1987年)，据称当将它混入涂料和油墨以及揉和入塑料时，随着时间的过去并伴随着以光能和热能作为引发剂，与这些氧化钛接触的树脂成分变质(起霜，粉化)(例如参见Susumu Okazaki的“着色材料”，60[6]，333-341页，1987年，以及Hiroshi Tsubomura的“光电化学及能量转换”，Tokyo Kagaku Dohjin，1980年，198页)。此外，据说当这种氧化钛揉和入含有聚烯烃的塑料时，氧化钛与光稳定剂酚类衍生物(例如BHT及类似物)或苯胺衍生物反应，以形成配位配合物或配位化合物，这些物质引起了变色(例如参见D.A.Holzen，“TI-PURE”技术报告，Du Pont Japan，No.84-003(1))。同样，使用表面涂有氧化钛的珠光颜料也会引起这类问题。
本发明人在前已提出了一种珠光颜料，它改进了上述缺点，具有良好的分散性而不引起变色，并且具有凝固粉粒的作用(参见JP-A-6-10964)。这种珠光颜料优选以按如下方法制成的白色珠光颜料作为原材料先向云母颗粒上涂覆氧化钛，再以湿法按顺序向这些经白色氧化钛涂覆的云母颗粒上涂覆硅、铝和锌的相应金属氧化物或水合物(即涂覆一层外层)，意图是靠上述外层来减少氧化钛在来自外部的光能和热能中的暴露，并提高颜料自身的分散性。然而，这种制造方法要求重复两次水解反应的相应处理工序，并要求干燥处理(干燥并煅烧)，就制造方法而论，这不是一种好的制造方法。
另一方面，当将一种普通珠光颜料(该颜料在片状基质上涂有以氧化钛为原料的金属氧化物)掺入树脂系统中时，颜料经常移动到树脂组合物表面，这就污染了成型机器中捏合辊及压延辊的表面，从而产生一种称为起霜的现象，这种现象引起由生产及批量生产带来的质量差异。为了解决这种起霜问题，提出了这样一种方法，该方法中改进了用于树脂组合物的混和成分(例如参见JP-A-63-317557)，除此之外，该方法中的珠光颜料是一种表面用特定聚合物处理过的颜料，举例来说如用带有叔氨基的聚酯-聚氨酯嵌段共聚物直接涂覆的珠光颜料(参见JP-A-63-46266)。然而，使用这些珠光颜料的问题在于所用树脂的种类是有限的。
此外，这也成为一个问题当金属氧化物(氧化钛)涂覆的片状基质颜料自身按原样作为油墨原材料时，尤其在胶板印刷中，为了加重珠光而提高颜料的含量就会由于印数的增加而引起印刷不均匀性。这是由于颜料对油墨介质的亲和性(分散性)低，并产生一种所谓的堆积现象，这种堆积现象中，颜料从介质中分离出来，并积聚在辊子、板和外壳上。
本发明的意图是解决常规技术提出的问题。即，本发明的目的是提供一种颜料，当该颜料与涂料和油墨混合使用或掺入塑料中使用时，在抗变色性、减少产品起霜及油墨印刷性能方面有所改进，还提供了该颜料的简便制造方法，以及含有由上述制造方法得到的珠光颜料的树脂、涂料和油墨组合物。
注意到磷酸化合物种类、金属氧化物种类及其结合，本发明的发明人为达到上述目的反复进行了试验，所得的数据显示通过按顺序向片状基质表面涂覆氧化钛和磷酸金属化合物，或涂覆氧化钛，磷酸金属化合物和其它金属氧化物，就可以在保持预期珠光的同时，使珠光颜料的抗变色性、与树脂的亲和性(分散性)以及在油墨中的印刷性能显著改进。
也就是，本发明提供了一种新型珠光颜料，该颜料包含一种片状基质，其表面涂有氧化钛，在涂覆了氧化钛的颗粒上还涂覆了磷酸金属化合物或涂覆了磷酸金属化合物和金属氧化物。
本发明也提供了一种新型珠光颜料，其中，在片状基质的表面涂覆了氧化钛之后，向其上涂覆一种物质a)其中构成待涂磷酸金属化合物的磷酸成分，其存在量按P2O5占氧化钛(以TiO2计)的比例计为0.1-5％重量份；构成磷酸金属化合物及金属氧化物的金属元素的种类至少选Zn、Al、Zr、Mg和Bi中的一种；其存在量按金属氧化物占氧化钛(以TiO2计)的比例计为0.5-10％重量份，或b)其中构成待涂磷酸金属化合物的磷酸成分的量按P2O5占氧化钛(以TiO2计)的比例计为0.1-5％重量份；构成磷酸金属化合物及金属氧化物的金属种类为Zn、Al和Si，并按顺序涂覆其金属化合物；金属的存在量分别为按ZnO2占氧化钛(以TiO2计)的比例计为0.5-10％重量份，按Al2O3占氧化钛(以TiO2计)的比例计为0.5-10％重量份，按SiO2占氧化钛(以TiO2计)的比例计为0.5-5％重量份。
此外，本发明提供了(1)一种制造珠光颜料的方法，包括制备片状基质的水悬浮液，将由钛盐水解制成的氧化钛水合物涂覆在基质的表面上，加入磷酸或磷酸盐化合物和至少一种选自Zn、Al、Zr、Mg和Bi金属的盐，然后靠碱形成金属盐和磷酸金属盐的水解产物，将此产物涂覆在已涂覆颗粒的表面，并过滤并洗涤上述涂覆的颗粒，接着使之干燥并煅烧，或(2)一种制造珠光颜料的方法，包括制备片状基质的水悬浮液，
将由钛盐水解制成的氧化钛水合物涂覆在基质的表面上，将磷酸或磷酸盐化合物和Zn盐加到已涂覆颗粒的表面上，靠碱形成Zn盐和磷酸金属盐的水解产物，然后用Al盐和碱形成中和的水解产物，再加入硅酸盐化合物以形成水解产物，并按顺序涂覆，并且过滤并洗涤上述涂覆的颗粒，接着使之干燥并煅烧。
此外，本发明还提供了一种珠光颜料，该颜料是通过将如此得到的珠光颜料经过表面涂覆处理制成的，这种处理用的是至少一种硅烷偶联剂，有机硅氧烷化合物和脂族羧酸。此外，本发明还提供了混入了本发明珠光颜料的涂料、油墨和树脂组合物。
本发明的新型珠光颜料当其作为一种珠光颜料用于塑料、涂料和油墨时，具有优异的抗变色性、易于揉合入树脂并具有优异的可印刷性。
此外，就生产管理和能源节约而论，本发明的制造方法是一种非常简便且有益的方法，这是因为一旦制成片状基质的悬浮液后，制造过程中的一些中间步骤如干燥和煅烧就不必进行了，并且反应及处理可以始终如一地在悬浮液状态中(湿态)连续进行。
以下将详细地解释本发明。
本发明中所用的片状基质包括层状粘土矿物，如云母、高岭土和滑石，片状金属氧化物，这些金属选自钛、铝、硅和铁，还包括玻璃片。尤其优选使用广泛地用作珠光颜料片状基质的云母，因为它容易买到。就平均粒径而言，片状基质的尺寸为2-200μ，并且可根据其用途在该范围内进行适当的选择。例如用于油墨时，优选使用平均粒径小至10μ或更低的云母。厚度为2μ或更低，优选为1μ或更低的云母适合于显出珠光。
本发明中涂覆的氧化钛的量可以选择性地限定在15-200％重量份(基于片状基质)的范围内。这是因为片状基质直径小时单位表面积就大，因而涂覆量增加，相反，片状基质直径大时单位表面积就小，因而涂覆量减少。当显示出干涉色时，必须从根本上提高光学厚度，而且，涂覆量比在银色调情况下的涂覆量有所增加。因此，氧化钛的涂覆量应根据所期望的色调进行适当的限定。
关于本发明中在片状基质上涂覆氧化钛水合物的方法，可以使用公知的方法，例如，或用中和水解法，或用加热水解法。前一方法中，当保持pH值约为2时，同时加入钛盐水溶液和碱溶液。后一方法中，先加入钛盐化合物然后加热。这种情况下，可以用金红石化剂(例如锡盐)使氧化钛晶体转化成金红石型。优选使用四氯化钛、三氯化钛和硫酸氧钛，因为它们较易购买。
在这种水解反应(涂覆氧化钛水合物)之后，向悬浮系统中加入磷酸或磷酸盐化合物和所需的金属盐，以形成磷酸金属化合物。这种情况下，磷酸或磷酸盐化合物包括磷酸、缩合磷酸及它们的碱金属盐。具体地讲，所用的是磷酸、磷酸二钠、磷酸一钠、磷酸二钾、磷酸一钾、焦磷酸钾、焦磷酸钠、三磷酸钾和三磷酸钠。从易购买性及花费的观点来看，优选使用磷酸、磷酸二钠和磷酸二钾。这种磷酸或磷酸盐化合物的用量以成品中P2O5占氧化钛的比例计为0.1-5％重量，优选为1-4％重量。用量低于上述范围则产生较低的效果，即使用量超过该范围，抗变色效果的增加也是小的。这种情况下，如果在加入磷酸盐化合物后pH值高于3，则最好在用酸(如盐酸)使pH值低于3或更低之后再进行反应，这种pH范围内，接着加入的金属盐不被水解。
在上述方法(1)中，将至少一种Zn、Al、Zr、Mg和Bi金属的盐作为磷酸金属化合物和金属氧化物的金属构成。这些金属盐的量以金属氧化物计为0.5-10％重量(基于TiO2)，优选为1-4％重量。用量过低则达不到满意的效果，而用量过高则会引起颗粒自身的凝聚，这种凝聚又引起珠光的损失。这些金属元素的原料，考虑到其可购买性，适用的选自这些金属的氯化物、硫酸盐、硝酸盐和氯氧化物。
在上述方法(2)中，使用了这样一种方法，为了改进抗变色性并防止颗粒在制造和煅烧过程中由烧结而凝聚，按顺序涂覆了Al盐和Si盐，其用量分别为以Al2O3占氧化钛(如TiO2)的比例计0.5-10％重量和以SiO2占氧化钛(如TiO2)的比例计0.5-5％重量。使用这种Al盐尤其促进了减少产物凝聚的效果，这可归因于它在煅烧过程中的防烧结作用。以金属氧化物(Al2O3)计，0.5％重量或更低的用量大大地降低了其效果，而10％重量或更高的用量不仅不增加其效果，反而会引起颜料珠光的减少。尽管铝盐的用量受片状基质单位面积的影响，也应当使用更优选的量，通常为1-4％重量份。使用Si盐改进了抗变色效果，尽管Si盐的用量仍受片状基质单位面积的影响，但其优选用量以金属氧化物(SiO2)计为1-3％重量。该量的减少不能增加抗变色效果，而增加该用量会导致煅烧中发生烧结，这种烧结引起凝聚而且不能得到具有满意的分散性的颜料，也会引起珠光减弱。
如上所述，本发明中所述的“磷酸金属化合物”和“磷酸金属化合物及金属氧化物”指的是磷酸或磷酸盐化合物及各种金属盐的水解产物经粘附到片状基质上、干燥并煅烧而形成的最终状态，对其进行分析是没有必要的。然而可以认为，它们属于这样一种状态按照磷酸(或磷酸盐化合物)用量与金属盐用量的比例，由以下物质组成磷酸金属盐、磷酸金属盐与金属氧化物的混合物、P2O5与其它金属氧化物的混合物以及P2O5与其它金属氧化物的复合物。
本发明的制备方法将更详细地加以说明。
第一种制造方法(上述的制造方法(1))步骤一涂覆氧化钛水合物将具有所需粒径的片状基质分散于水中制成悬浮液，将悬浮液加热至70℃或更高，把一种浓度已经过调节的钛盐水溶液加到该悬浮液中使pH值被调节到约为2。此后，在保持pH值在上述水平的同时，在搅拌下接着将钛盐水溶液与碱溶液一起加入。加入前述量后，再将悬浮液搅拌约10分钟。步骤二加入磷酸或磷酸盐化合物和金属盐，并涂覆它们的水解产物接着按顺序加入磷酸或磷酸盐化合物，以及至少一种金属Zn、Al、Zr、Mg或Bi的盐，前者的用量以P2O5占氧化钛的比例计相当于0.1-5％重量，其中氧化钛的量是从加入步骤一中的钛化合物的量计算出来的，后者的用量以其金属氧化物占氧化钛的比例计相当于0.5-10％重量，(氧化钛的量计算如上)，其中进行约10分钟的搅拌，不用专门控制pH值。该步骤中使用磷酸盐化合物(例如磷酸二钠或三聚磷酸钠)的情况下，pH值多少有点儿升高。当pH值升到3或更高时，就用无机酸(如盐酸)使之降至3或更低。然后向此悬浮液中逐渐滴加碱溶液，使pH值升至7.0。步骤三后处理步骤过滤步骤二中得到的悬浮液，并通过水洗除去可溶的游离盐。干燥后，在700-1200℃下煅烧如此获得的颜料，从而获得了期望的珠光颜料。
第二种制造方法(上述的制造方法(2))将第一种制造方法中的步骤二换成以下操作。
加入的是磷酸或磷酸盐化合物以及Zn盐，磷酸或磷酸盐化合物的用量以P2O5占氧化钛的比例计相当于0.1-5％重量，其中氧化钛的量是从加入步骤一中的钛盐的量计算出来的，Zn盐的用量以其氧化物占氧化钛的比例计相当于0.5-10％重量(氧化钛的量计算如上)，其中进行约10分钟的搅拌，不用专门控制pH值。该步骤中使用磷酸盐化合物(例如磷酸二钠或三聚磷酸钠)的情况下，pH值多少有些升高。当pH值升到3或更高时，就用无机酸(如盐酸)使之降至3或更低。然后向此悬浮液中逐渐滴加碱溶液，使pH值升至5.5。在将pH值保持在5.5的同时，将Al金属化合物水溶液和碱溶液同时加入，前者的用量以Al2O3占氧化钛的比例计相当于0.5-10％重量份。然后，逐渐加入硅酸盐化合物的水溶液，其用量以SiO2占氧化钛的比例计相当于0.5-5％重量份，无需控制pH值。加料完成后再进行10分钟的搅拌。
此后，进行上述第一种制造方法的步骤三中的处理，从而获得期望的珠光颜料。
本发明还包括这种颜料，该颜料是通过用表面处理剂如硅烷偶联剂、有机硅氧烷化合物和脂族羧酸对经过上述相应的步骤三得到的珠光颜料进行表面处理而获得的。这些表面处理剂同时提高了对树脂亲合性以及抗变色性。这种情况下，优选使用具有8碳或高于8碳的脂族链的烷基三甲氧基硅烷作为硅烷偶联剂。并且，优选使用甲基氢聚硅氧烷作为有机硅氧烷。本发明所用的表面处理的方法是这样一种方法把经过第一或第二种制造方法的步骤三得到的珠光颜料装入搅拌混合器(如Henshell混合器和Worling Co.，Ltd.制造的高速掺合混合器)中，并在搅拌下与加入的表面处理剂混合，或是这样一种方法所有成分一起加入并混合，其中采用了这种方式根据需要通过搅拌进行热处理，或是先将表面处理剂混入有机溶剂中再加料，接着通过加热除去溶剂。
下面，将参照实施例，对比例和各种测试例更具体地说明本发明。然而本发明不被这些例子所限定。实施例1(a-1)将80g白云母(粒径约为10-60μM)悬浮于1升软化水中，并在搅拌下将悬浮液加热到75℃。将四氯化钛水溶液(每升溶有414g四氯化钛)加入该悬浮液中，并将pH调节至2.2，接着保持5分钟。然后，在用32％的氢氧化钠水溶液使pH值保持在2.2的同时，再逐渐地滴加上述的四氯化钛水溶液。总共加入188ml四氯化钛水溶液，由此得到一种具有银色光泽的氢氧化钛涂覆的云母。
(b-1)向如此得到的悬浮液中加入1.1g 85％的磷酸和2.0g氯化锌并搅拌10分钟。然后缓慢滴加32％的氢氧化钠水溶液将pH值调节至7.0。
(c-1)接着，将涂覆的颜料从该悬浮液中滤出，此后用软化水洗涤并干燥，使颜料在900℃下煅烧，由此得到一种具有银色光泽的珠光颜料。实施例2用与实施例1所述方法相同的方法得到一种具有银色光泽的珠光颜料，只是用3.5g12水合磷酸氢二钠替代用于实施例1的步骤(b-1)中的磷酸，其中pH值多少有些升高，但在搅拌下保持这种状态10分钟，然后用盐酸水溶液将pH值调节至2.2，接着加入2.0g氯化锌(ZnCl2粉)。实施例3
用与实施例1所述方法相同的方法得到一种珠光颜料，只是用2.4g6水合氯化铝替代用于实施例1步骤(b-1)中的氯化锌。实施例4用与实施例1所述方法相同的方法得到一种珠光颜料，只是用3.0g6水合氯化镁替代用于实施例1步骤(b-1)中的氯化锌。实施例5用与实施例1所述方法相同的方法得到一种珠光颜料，只是进行了以下操作在约20分钟内滴加一种溶液以代替用于实施例1步骤(b-1)中的氯化锌，该水溶液是通过用软化水将氧氯化锆水溶液(ZrO220％)稀释至60g制成的，之后，将此悬浮液搅拌10分钟，然后缓慢加入氢氧化钠水溶液将pH值调节至7。实施例6实施例1中步骤(a-1)之后，步骤(b-1)的操作中将最终pH值调节至5.5，接着，在用氢氧化钠水溶液将pH值保持在5.5的同时，在30分钟内滴加94.8g6％的6水合氯化铝水溶液。然后再进行以下步骤用水将1.67g硅酸钠(SiO236％)稀释至11.1g，并在约10分钟内滴加该溶液。然后进行实施例1中(c-1)的操作，由此得到一种具有银色光泽的珠光颜料。实施例7(a-2)将60g白云母(粒径约为5-20μm)悬浮于1升软化水中，并在搅拌下将悬浮液加热到75℃。将四氯化钛水溶液(每升溶有414g四氯化钛)加入该悬浮液中，并将pH调节至2.2，接着保持5分钟。然后，在用32％的氢氧化钠水溶液使pH值保持在2.2的同时，再逐渐地滴加上述的四氯化钛水溶液。总共加入211ml四氯化钛水溶液，由此得到一种具有银色光泽的氢氧化钛涂覆的云母。
(b-2)向如此得到的悬浮液中加入1.3g85％的磷酸和2.3g氯化锌并搅拌10分钟。然后缓慢滴加32％的氢氧化钠水溶液将pH值调节至5.5。然后，在保持pH值为5.5的同时，在约30分钟内滴加124g6％的6水合氯化铝水溶液。然后在约10分钟内滴加一种水溶液并再保持约10分钟，该水溶液是通过用水将2.2g硅酸钠(SiO236％)稀释至14.7g制成的。
(c-2)接着，将该颜料从该悬浮液中滤出，此后用软化水洗涤并干燥，使颜料在930℃下煅烧，由此得到一种具有银色光泽的珠光颜料。实施例8(a-3)将60g白云母(粒径约为5-20μm)悬浮于1升软化水中，并在搅拌下将悬浮液加热到75℃。制备一种作为金红石化剂的水溶液22.6ml，其中每升溶有414g5水合四氯化锡，并且在用32％的氢氧化钠水溶液将pH值保持在2.0的同时，逐渐滴加以上制备的水溶液。在搅拌下保持15分钟后，在用32％的氢氧化钠水溶液将pH值保持在2.0的同时，逐渐滴加一种每升含有414g四氯化钛的溶液。共加入220ml四氯化钛水溶液，由此得到一种具有银色光泽的由氢氧化钛悬浮液涂覆的云母。
(b-3)向如此得到的悬浮液中加入1.3g85％的磷酸和2.3g氯化锌并搅拌10分钟。然后缓慢滴加32％的氢氧化钠水溶液将pH值调节至5.5。然后，在保持pH值为5.5的同时，在约30分钟内滴加127g6％的6水合氯化铝水溶液。然后在约10分钟内滴加一种水溶液并再保持约10分钟，该水溶液是通过用水将2.2g硅酸钠(SiO236％)稀释至14.7g制成的。
(c-3)然后，进行与实施例7步骤(c-2)中相同的操作，由此得到一种珠光颜料。对比例1在进行了与实施例1步骤(a-1)中相同的操作之后，进行实施例1中步骤(c-1)的操作，由此得到一种氧化钛涂覆的颜料。对比例2在进行了与实施例7步骤(a-2)中相同的操作之后，进行实施例7中步骤(c-2)的操作，由此得到一种氧化钛涂覆的颜料。对比例3在进行了与实施例8步骤(a-3)中相同的操作之后，进行实施例7中步骤(c-2)的操作，由此得到一种金红石型氧化钛涂覆的颜料。实施例9(a-4)将140g白云母(粒径约为2-8μm)悬浮于1.75升软化水中，并在搅拌下将悬浮液加热到75℃。将四氯化钛水溶液(每升溶有414g四氯化钛)加入该悬浮液中，并将pH值调节至2.2，接着保持5分钟。然后，在用32％的氢氧化钠水溶液使pH值保持在2.2的同时，再逐渐地滴加上述的四氯化钛水溶液。总共加入810ml四氯化钛水溶液，由此得到一种具有银色光泽的氢氧化钛涂覆的云母。
(b-4)向如此得到的悬浮液中加入5.2g85％的磷酸和9.2g氯化锌并搅拌10分钟。然后缓慢滴加32％的氢氧化钠水溶液将pH值调节至5.5。
(c-4)接着，将该颜料从该悬浮液中滤出，此后用软化水洗涤并干燥，使颜料在880℃下煅烧，由此得到一种具有银色光泽的珠光颜料。实施例10用与实施例9中所述方法相同的方法得到一种具有银色光泽的珠光颜料，只是用氯化铝代替了用于实施例9步骤(b-4)中的氯化锌，并且使用了8.2g85％的磷酸和17.2g6水合氯化铝。实施例11(a-5)将140g白云母(粒径约为2-8μm)悬浮于1.75升软化水中，并在搅拌下将悬浮液加热到75℃。将四氯化钛水溶液(每升溶有414g四氯化钛)加入该悬浮液中，并将pH值调节至2.2，接着在搅拌下保持5分钟。然后，在用32％的氢氧化钠水溶液使pH值保持在2.2的同时，再逐渐地滴加上述的四氯化钛水溶液。总共加入810ml四氯化钛水溶液，由此得到一种具有银色光泽的氢氧化钛涂覆的云母。
(b-5)向如此得到的悬浮液中加入241g用硝酸稀释的3.8％的5水合硝酸铋，并在搅拌下保持5分钟。然后缓慢滴加8.5％的磷酸水溶液将pH值调节至5.5。
(c-5)接着，将该颜料从该悬浮液中滤出，此后用软化水洗涤并干燥，称取55g该颜料并放入一个瓷坩埚(体积250ml)中，然后在880℃煅烧20分钟，由此得到一种具有银色光泽的珠光颜料。对比例4在进行了与实施例9步骤(a-4)中相同的操作之后，进行实施例9中步骤(c-4)的操作，由此得到一种氧化钛涂覆的颜料。对比例5在实施例9步骤(b-4)中只使用85％的磷酸，由此用与实施例9所述方法相同的方法得到了一种氧化钛涂覆的颜料。实施例12将98g实施例6中得到的珠光颜料和2g有机硅氧烷化合物SH1107(Toray Dow Corning Co.，Ltd.制造)放入一个体积1200ml的混合器(Worling Co.，Ltd.制造的高速掺合混合器)中，通过搅拌而混合。此后，该悬浮液在130℃下经受热处理，由此得到一种具有良好粉末流动性的经表面处理的珠光颜料。实施例13将98g实施例6中得到的珠光颜料和2g硬脂酸放入一个体积1200ml的混合器(Worling Co.，Ltd.制造的高速掺合混合器)中，在70℃下受热的同时通过搅拌而混合，由此得到一种具有良好粉末流动性的经表面处理的珠光颜料。抗变色性测试(1)用棓酸正丙酯进行评价将接触氧化钛而变色的一种苯酚衍生物稳定剂棓酸正丙酯用于测定变色性以进行对比，并测定实施例中本发明颜料及对比例中颜料的变色性。〔测试样品的制备〕A将实施例和对比例中得到的颜料各1g，分别与9g油墨介质(Dainichi Seika Co.，Ltd.制造的VS介质)一起放入烧杯中，通过搅拌充分混合至均匀。B将实施例和对比例中得到的颜料各1g，分别与9g含有1％棓酸正丙酯(Kanto Chemical Co.，Ltd.制造的Extra Pure)的油墨介质(Dainichi Seika Co.，Ltd.制造的VS介质)一起放入烧杯中，通过搅拌充分混合至均匀。〔测试方法〕将A和B的样品用20号刮涂棒涂覆在黑白遮蔽试验纸上。干燥后，用比色计(Minolta Camera Co.，Ltd.制造的CR-200)测量二者的b值(黄色)。然后计算出b值间的差异△b值(样品B的b值-样品A的b值)。其结果列于表1。
表1样品 Δb实施例1+0.2实施例2+0.8实施例3+0.6实施例4+0.6实施例5+0.7实施例6+0.3实施例7+0.4实施例8+0.3对比例1+5.9对比例2+6.7对比例3+4.8如表1所示，可观察到所有本发明的颜料都具有小的Δb值，因此其抗变色性是优异的。(2)用不可见光灯进行评价用主要光源处于紫外线区域的不可见光灯测定耐光性。〔试验样板的制备〕将1g颜料样品和0.1g抗氧剂(Yoshitomi Pharmaceutical Co.，Ltd制造的BHT，Yoshinox)加到由98.8gHDPE(Mitsui Petro-chemicd Co.，Ltd.制造的Hizex 2100J)和湿润剂(液体石蜡，NipponPetroleum Co.，Ltd.制造的Hi-White)混合而成的物质中，并充分混合。将此混合物注射成型以制成一种高14.8cm、宽7.5cm、厚0.2cm的试验样板。〔评价方法〕制做一个发光室，其中装有一个不可见光灯(20W，Nippon Co.，Ltd.制造)作为光源，发射紫外线区域的光，将上述试验样板与光源隔开20cm放置，并于室温下照射2周。在照射之前和之后用色差计测量b值，并计算其差值，用△b值表示。其结果列于表2。
表2样品Δb实施例2 +1.7实施例6 +0.7实施例7 +0.7实施例8 +1.1Iriodine 100+5.1*Iriodine 120+5.4**Merck Japan Co.，Ltd.制造正如从表2概括的结果中可明显看出的，本发明的珠光颜料具有小的△b值，因此与Iriodine 100(由29％重量的二氧化钛涂覆在粒径为10-60μ的云母上而构成的珠光颜料)和Iriodine 120(由38％重量的二氧化钛涂覆在粒径为5-20μ的云母上而构成的珠光颜料)相比具有优异的抗变色性。(3)通过光照和沾湿循环进行评价用紫外光和沾湿作用(润湿作用)进行循环测试。〔试验样板的制造〕用与上述方法相同的方法制造试验样板，只是以Hizex 6200B(Mitsui Petrochemical Co.，Ltd.制造)代替HDPE(Hizex 2100J)。〔评价方法〕用一种以紫外线荧光灯作为光源的耐候试验机(结露板光控制耐候试验机，Suga Testing Machine Co.，Ltd.制造)进行照射和沾湿循环试验，其中测试样品被放置并暴露200小时；在暴露之前和之后用色度计测量b值以计算出△b值。其结果列于表3中。
表3样品Δb实施例6 +2.3实施例7 +2.6实施例8 +1.0Iriodine 100+5.3Iriodine 120+6.7从表3中概括的结果可以观察到所有本发明的颜料都具有高的抗变色性。(4)暴露于氨气气氛中的评价在氨气气氛中用荧光灯照射试验样板以进行评价。〔试验样板的制造〕将980gHDPE(Mitsui Petrochemical Co.，Ltd.制造的Hizex2100J)和20g颜料加入Henshell混合机中充分混合。用与上述方法相同的方法将此混合物注射成型以制成试验样板。〔评价方法〕将试验样板放置并紧密地封闭在一个装有500ml28％的氨水的干燥器(中间板直径210mm)中。调节灯使试验样板表面上的照度为2000勒克司，在室温下用荧光灯对试验样板照射100小时。用色度计测量照射之前和之后的b值以计算Δb值。结果列于表4中。
表4样品Δb实施例7 +1.0实施例8 +1.0Iriodine 100+5.4Iriodine 120+7.8
从表4中概括的结果可以看出所有本发明的颜料都具有高的抗变色性。胶板印刷试验按以下方法评价胶板印刷性能。〔油墨的制造〕将36g珠光颜料加入64g油墨介(TK Mork 5，新超光泽介质MToYo Ink Co.，Ltd.制造)中，将此混合物用三辊机(NS-400B，Kodaira Seisokusho Co.，Ltd制造)捏合至均匀，由此得到了用于评价的油墨。〔颜料可转移性的评价〕将0.4ml用于评价的油墨放RI试验机(RI-2，AkiraSeisakusho Co.，Ltd制造)橡胶辊的三点，然后将油墨捏合3分钟。使固定有用于转移颜料的美术纸的辊筒包衬以1000转/分的转速旋转，以转移橡胶辊上的颜料。用金相显微镜对美术纸表面照像，从照片上测量单位面积中颜料占据的面积。用此占据面积来定义颜料转移量，可以断定，该值越大则颜料的可转移性越优异。此外，在将颜料转移到RI试验机上之后观察到RI试验机上的金属以及橡胶辊上存在的堆积现象。未发现堆积现象的颜料被认为对油墨介质具有高亲合性(分散性)。其结果列于表5中。
表5样品 颜料转移量(cm2) 堆积现象实施例9 114 无实施例10 108 无实施例11 102 无对比例4 88 存在对比例5 90无从表5中概括的结果可以看出本发明颜料具有高颜料转移量且无堆积现象，而且其胶板印刷性能比对比例的颜料优异。
用商品胶印机(Ryobi 3302M，Ryobi Co.，Ltd.制造)评定实施例9和实施例10中所得颜料的胶板印刷性能。其结果进一步证实没有发生堆积现象。抗起霜性评价试验当将颜料掺入塑料中时以及加工过程中，颜料起霜现象是成问题的，按以下方法对其进行评价。〔试验样品的制造〕将由5份颜料和100份软聚氯乙烯化合物(每100份PVC含有80份DOP)混合而成的混合物用加热到150℃的双辊机捏合3分钟。除去缠绕辊子的片材，再在同样的温度下将软聚氯乙烯化合物捏合3分钟。粘在辊子表面的颜料(起霜颜料)被除去并加工成为厚度约为1.5mm的片材。将此片材与辊子表面分开并在170℃和20kg/cm2的压力条件下再次加工成为厚度为0.5mm的片材，由此制成了用于评价的样品。〔起霜性的评价〕在一个放大100倍的金相显微镜下计算样品(为进行评价而制备)中任意12点的颜料分布数量，用该数量的平均值来定义起霜量。该值越小，抗起霜性越优异。其结果列于表6中。
表6样品 起霜量实施例6 122实施例1239实施例13102对比例1 338从表6概括的结果可以看出，全部本发明的颜料都具有小的起霜量，因此其抗起霜性是优异的。
权利要求
1.一种珠光颜料，包括一种片状基质，该基质表面上涂有氧化钛，在用氧化钛涂覆过的颗粒表面上还涂有磷酸金属化合物，或是涂有磷酸金属化合物和金属氧化物。
2.权利要求1的珠光颜料，其中构成所述磷酸金属化合物的磷酸成分的量以P2O5占氧化钛的比例计为0.1-5％重量份；构成磷酸金属化合物和金属氧化物的金属元素的种类至少选自Zn、Al、Zr、Mg和Bi之一；它们的量以其金属氧化物占氧化钛的比例计为0.5-10％重量份。
3.权利要求1或2的珠光颜料，其中构成所述磷酸金属化合物的磷酸成分的量以P2O5占氧化钛的比例计为0.1-5％重量份，构成磷酸金属化合物和金属氧化物的金属种类为Zn、Al和Si，并且按顺序涂覆其金属化合物；其用量分别为以ZnO2占氧化钛的比例计0.5-10％重量份，以Al2O3占氧化钛的比例计0.5-10％重量份以及以SiO2占氧化钛的比例计0.5-5％重量份。
4.权利要求1-3中任一项所述的珠光颜料，其中所述珠光颜料用至少一种以下物质进行过表面涂覆处理硅烷偶联剂、有机硅氧烷化合物和脂族羧酸。
5.一种制造珠光颜料的方法，包括制备片状基质的水性悬浮液，向基质表面上涂覆由钛盐水解制成的氧化钛水合物，加入磷酸或磷酸化合物和至少一种金属Zn、Al、Zr、Mg和Bi的盐，然后靠碱形成其金属盐和其磷酸金属盐的水解产物，以将其涂覆在已涂覆的颗粒表面上，以及过滤并洗涤涂覆的颗粒，接着对其进行干燥和煅烧。
6.一种制造珠光颜料的方法，包括制备片状基质的水性悬浮液，向基质表面上涂覆由钛盐水解制成的氧化钛水合物，向涂覆的颗粒表面上加入磷酸或磷酸盐化合物和Zn盐，靠碱形成Zn盐和磷酸金属盐的水解产物，然后用Al盐和碱形成中和的水解产物，再加入硅酸盐化合物以形成其水解产物，按顺序涂覆上述水解产物，以及过滤并洗涤涂覆的颗粒，接着对其进行干燥和煅烧。
7.含有权利要求1-3所述珠光颜料的树脂组合物，涂料和油墨。
全文摘要
本发明公开了一种新型珠光颜料，它具有优异的抗变色性和树脂亲合性(分散性)，还公开了其制造方法以及掺有以上珠光颜料的树脂组合物，涂料和油墨。该珠光颜料包括一种片状基质，其表面涂有氧化钛，在用氧化钛涂覆过的颗粒表面上还涂有磷酸金属化合物，或是磷酸金属化合物和金属氧化物。
文档编号C09D11/02GK1146470SQ96109270
公开日1997年4月2日 申请日期1996年8月1日 优先权日1995年8月4日
发明者西间木敦子, 矢泽昌彦, 新田胜久 申请人:默克专利股份有限公司