一种半透明镭射浆光变颜料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及功能材料领域，特别涉及一种半透明镭射浆光变颜料的制备方法。
【背景技术】
[0002]自然界中鱼鳞、珠宝出现的色变，油膜、肥皂泡呈现的彩虹现象都是光学变色，它是由多层薄膜的平行界面对光的反射、折射及干涉等物理现象引起的结果。
[0003]世界上第一个高级光变颜料是1999年德国BASF公司推出的“变色龙”(Var1crom)，其制造工艺是利用高真空蒸发镀膜或离子溅射方法，将全反射层(内核)、介电层和半透明层等物质依次沉积在一起，形成多层薄膜片，当视角改变时，入射光经多层薄膜的平行界面发生反射、折射及干涉等物理现象，从而产生色变，其色变通常成对出现，如红-绿，绿-监，金-银等。
镭射铝浆是新一代光变颜料，其变色原理不同于变色龙，自然界中的雨虹(彩虹)是一种光变现象，当太阳光照射到半空中的水滴，光线被折射及反射，形成拱形七彩光谱。镭射浆的变色原理类似雨虹，它是在薄片金属/化合物的表面利用激光刻蚀形成凹凸结构，当具有这种结构的小薄片在表面排列后产生变色现象。与变色龙相比镭射浆可呈现更多颜色、色泽更加鲜艳明亮、且具有独特“彩虹”现象，概况而言具有三大特点:①异角变色，即在不同视角呈现不同颜色直射光照下呈现“彩虹环”现象，因此又称为彩虹浆颜料；③光线越强色泽越鲜艳。第一个镭射铝浆产品是德国爱卡的BG-P彩虹浆，2012年中山市天键金属材料有限公司研发生产出镭射铝浆，2013年“镭射铝浆的制备方法”获得国家发明专利(专利号:ZL201210105500.2)，镭射铝浆在高级装饰和防伪领域的应用正处在快速增长期。
[0004]但是镭射铝浆在实际应用中存在以下不足:一是铝不耐酸碱且容易氧化，一旦发生哪怕是轻微的酸碱腐蚀或氧化，其变色效果就会大打折扣，镭射铝浆要求配套使用的树脂是低酸值的，而应用中许多场合对附着力和表面罩光都有特殊要求，此时所采用的树脂往往是高酸值的，镭射铝浆不耐腐蚀，其应用受到限制；二是异角变色存在死角，在死角范围颜色暗淡、发灰，特别是喷涂使用时，死角范围呈现暗淡发灰的小麻点，极大地影响了表面装饰效果；三是铝遇水会氧化释氢，不能长期接触水，因此镭射铝浆不能用于水性体系。本发明针对镭射铝浆的上述缺点，以硅氧化物代替金属铝制备一种半透明镭射浆光变颜料，能耐酸碱、耐氧化，各种酸值的树脂都可使用，而且可以用于水性体系；由于是半透明的，在普通环境自然光下呈透明状，呈现的是基材的本色，在直射光照射下呈现幻彩镭射彩虹现象，且没有死角，既可以保持基材本身原有图案和颜色，又可以呈现独特的彩虹变色，“隐形”时不影响基材的本色，“显色”时彩虹图案鲜艳明亮，具有独特的防伪和装饰效果。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于对现有镭射铝浆的制备方法进行改进，提供一种通过真空镀膜法，采用硅氧化物代替铝作真空镀膜材料，在透明塑料薄膜表面镀上一层半透明多氧化硅(S1x),镭射模压产生镭射幻彩效果，再利用激光切割技术粉碎，最后进行化学处理，制备一种耐酸碱、耐氧化、变色效果独特的半透明镭射浆光变颜料的方法。
[0006]本发明的目的通过下述技术方案实现:
本发明一种半透明镭射浆光变颜料的制备方法，包括下述步骤:
(1)在真空下于透明塑料薄膜上蒸镀高纯一氧化硅(S1)或高纯二氧化硅(S12),形成半透明多氧化硅(S1x)镀膜；
(2)在高温下将所述半透明多氧化硅镀膜在镭射模压板下进行压模，使镀层表面形成高低不平、大小不一的光折射点，获得具有镭射幻彩效果的半透明镭射镀膜；
(3)将所述半透明镭射镀膜利用激光切割技术进行粉碎，得到片状半透明镭射粉末；
(4)将所述片状半透明镭射粉末与脂肪酸、有机溶剂按一定比例混合，在一定温度下对镭射片状粉末进行表面包覆改性，提高片状半透明镭射粉的化学稳定性及其与树脂的相容性，获得半透明镭射浆；
(5)在所述半透明镭射浆中加入适量防沉剂。
[0007]在对上述半透明镭射浆的制备方法的改进方案中，在步骤(I)中，所述一氧化硅颗粒的纯度彡99.9%，所述二氧化硅为晶体颗粒的纯度彡99.9%。
[0008]在对上述半透明镭射浆的制备方法的改进方案中，在步骤(I)中，所述多氧化硅(S1x)是指:当采用一氧化硅做镀膜材料时，多氧化硅(S1x)是一种复合氧化物，X值介于I?2之间变化，X值越大透明度越好，但镭射幻彩效果减弱，X值的大小与真空度有关；当采用二氧化硅做镀膜材料时，多氧化硅(S1x)是指二氧化硅，此时x=2。
[0009]在对上述半透明镭射浆的制备方法的改进方案中，在步骤(I)中，所述多氧化硅镀层的厚度在20?80 nm范围内变化。
[0010]在对上述半透明镭射浆的制备方法的改进方案中，在步骤(I)中，所述真空度在I(T2?10 Pa范围内变化。
[0011]在对上述半透明镭射浆的制备方法的改进方案中，在步骤(I)中，所述透明塑料薄膜可以是厚度12?16 μ m的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚丙烯(PP)。
[0012]在对上述半透明镭射浆的制备方法的改进方案中，在步骤(2)中，所述高温在100?130°C范围内变化。
[0013]在对上述半透明镭射浆的制备方法的改进方案中，在步骤(2)中，所述的镭射模压板是素面或光柱镭射模压板。
[0014]在对上述半透明镭射浆的制备方法的改进方案中，在步骤(3)中，所述片状半透明镭射粉末粒径在5?35 μ m范围内变化。
[0015]在对上述半透明镭射浆的制备方法的改进方案中，在步骤(4)中，所述脂肪酸是硬脂肪酸。
[0016]在对上述半透明镭射浆的制备方法的改进方案中，在步骤(4)中，所述有机溶剂是纯度大于99.5%的乙酸乙酯、乙酸异丙酯、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯或乙二醇单丁醚中的一种或几种组合。
[0017]在对上述半透明镭射浆的制备方法的改进方案中，在步骤(4)中，所述混合比例是指半透明镭射片状粉末、脂肪酸、有机溶剂的重量配比为10?20: I?2: 78?89范围变化；所述温度在30?70°C范围内变化。
[0018]在对上述半透明镭射浆的制备方法的改进方案中，在步骤(5)中，所述适量防沉剂可以是酮醛树脂、丙烯酸树脂或触变剂，其占镭射浆重量的0.2%?0.8%。
[0019]本发明与现有镭射铝浆生产技术相比具有如下优点和效果:
(1)本发明所采用的工艺制备的半透明镭射浆光变颜料，其制成的油漆(油墨)外观，在普通光线下呈半透明状，不影响基材本色，在直射光下呈现镭射七彩效果，且没有变色死角，既可以保持基材本身原有图案和颜色，又可以呈现独特的彩虹变色，“隐形”时不影响基材的本色，“显色”时彩虹图案鲜艳明亮，防伪和装饰效果独特；
(2)本发明所采用的工艺制备的半透明镭射浆光变颜料，其采用的镀膜材料是硅氧化物，最终形成的多氧化硅性能稳定，能耐酸碱、耐氧化，各种酸值的树脂都可使用，还可以用于水性体系，应用范围和适应性比镭射铝浆有大幅提升；
(3)本发明所采用的工艺制备的半透明镭射浆光变颜料，其平均粒度(d5(l)为5?35 μ m,厚度在20?80 nm范围内，其片状颗粒表面平整光滑，厚度均匀，这样其表面和边缘