专利名称：超强闪烁珠光颜料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种超强闪烁珠光颜料及其制备方法。
背景技术：
现有珠光颜料通常是用具有高折射率的物质如TiO2、Fe2O3、SnO2、ZrO2、Cr2O3等，包覆粒径为5～60μm的透明基片制成的。由于粒径小的基片，其表面活性较高，很容易被上述高折射率物质包覆而且包覆物附着很好，因此，极少使用粒径＞150μm的基片。但是，小粒径基片的最大缺点是基片的边缘和棱角较大基片多，这样，散射点多，所产生的散射光远较大基片强，这种强的散射光导致珠光颜料的色彩不纯正而且不具有强烈的闪烁效果。这样的珠光颜料已不能满足日益追求具有高装饰功能的油墨、涂料、塑料等行业的需求。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种超强闪烁珠光颜料及其制备方法，用简单的方法制得的珠光颜料色彩纯正具有超强闪烁效果。
实现本发明目的的技术方案一种超强闪烁珠光颜料，粒径范围在150～700μm，其包覆膜内层是SnO2包覆膜，外层是TiO2包覆膜。
上述超强闪烁珠光颜料的制备方法，它是在透明基片的水悬浮液中，控制pH值进行包膜，经过滤、洗涤、干燥、煅烧而成，透明基片粒径为150～700μm，在透明基片的水悬浮液中，有锌盐存在下，分两步水解包膜，先包覆SnO2，再包覆TiO2。
上述制备方法中，锌盐的加入量按ZnO计为透明基片重量的0.2～0.75％；锡盐加入量按SnO2计为透明基片重量的0.1～0.3％，锡盐水解时，透明基片的水悬浮液pH值控制为1.0～2.0，温度为50～70℃。
上述制备方法中，包覆TiO2采用TiCl4盐酸溶液，其中有效酸HCl与TiO2之比为2.0～3.5，用碱中TiCl4，控制透明水悬浮液pH值为1.5～2.5，温度为70～80℃。由于控制TiCl4溶液中盐酸量，可更有效抑制低浓度TiCl4溶液的早期水解反应，避免在TiO2包覆过程中产生游离的TiO2，影响最终颜料的色彩和闪烁强度。
上述制备方法中，所述透明基片是经0.25～0.5％硅处理的天然云母片、合成云母片或玻璃鳞片。其中硼硅酸盐玻璃鳞片(简称C-玻璃片)，由于它具有更平整光滑的表面、纯净的外观色和耐化学品性，是优选的透明基片。硅处理的透明基片，可以增加透明基片表面的负电性，因此，更有利于具有正电性的金属氧化物在透明基片上附着。
上述制备方法中，所述锌盐为水溶性的氯化锌或硝酸锌；所述锡盐是水溶性的SnCl4·5H2O或SnCl2·2H2O。前者虽然较后者更容易在透明基片表面上形成更加平滑的SnO2晶核层，但是，SnCl2·2H2O水溶液的热稳定性较低，易发生早期水解，因此，控制水解操作较困难，故优选SnCl4·5H2O。
在用本发明制备方法制备珠光颜料时，用TiO2包膜后，也可对颜料进行表面处理。表面处理工艺可采用现有方法，根据最终应用领域选择表面处理工艺和方法，以进一步提高颜料的应用效果。
上述制备方法中，所制得的强闪烁珠光颜料，在涂料、塑料或油墨中用量为0.2～10％。在与应用体系混合时，不需要经过专门的研磨和分散过程，简单混合即可。在塑料中应用，加量为0.2～10％；在涂料中应用，加量为0.3～2％，在印刷油墨中应用，加量为0.5～5％。本发明方法制得的颜料还可应用于其他体系。
本发明的技术效果本发明的珠光颜料只有采用本发明技术方案的制备方法，才能使珠光颜料色彩纯正并具有超强闪烁效果，因为本发明在透明基片的水悬浮液中加入了水溶性锌盐，使锡盐水解生成的SnO2微晶型化且均匀地沉积在透明基片上形成大量的晶核，因而克服了大粒径透明基片表面活性低，不利于TiO2包膜的缺点，进而使得大粒径(150～700μm)基片可以用作珠光颜料透明基片，从而减少了因采用小粒径透明基片所产生的强散射光对色彩及闪烁效果的影响。
具体实施例方式
以下结合实施例对本发明作进一步具体描述，但不局限于此。
实施例中所有的百分数和分数均以质量计，所用原料除另有说明外，均为市售工业品。
实施例11、原料(1)取市售0.25％硅处理的C-玻璃片，用筛子筛分出粒径在150～700μm范围的C-玻璃片作为透明基片；(2)TiCl4盐酸溶液取纯TiCl4和HCl，按有效酸HCl/TiO2比为3.0，浓度为95g/l配制成TiCl4盐酸溶液；(3)ZnCl2溶液，按50g/l浓度配制ZnCl2水溶液；(4)配制浓度为10％的NaOH水溶液。
2、制备工艺取200g上述透明基片分散在1.5升蒸馏水中，制得透明基片悬浮液浓度约为11.8％，在强力搅拌下，加热到55℃，用稀盐酸将悬浮液pH值调至1.5，加入16ml 50g/l的ZnCl2水溶液，随后用30min加入40ml含0.6g SnCl4·5H2O的水溶液，在透明基片表面形成SnO2微晶核，将悬浮液升温至75℃，再以40ml/h的速度滴加TiCl4盐酸溶液并用10％NaOH水溶液保持体系的pH约为2.2，直至水样呈现纯正的银白色反射色时，停止滴加TiCl4盐酸溶液，过滤、洗涤并烘干，600℃煅烧1h制得金红石型TiO2包覆的银白色珠光颜料。
实施例2～6除滴加TiCl4盐酸溶液，在透明基片上持续包覆TiO2，至水样分别呈现纯正的黄、红、紫、蓝或绿干涉色时，停止滴加TiCl4盐酸溶液外，其余工艺条件及操作均同实施例1，分别制得金红石型TiO2包覆的黄、红、紫、蓝或绿干涉反射色的珠光颜料。
实施例71、原料(1)取市售0.5％硅处理的C-玻璃片，用筛子筛分出粒径在150～400μm范围的C-玻璃片作为透明基片；(2)TiCl4盐酸溶液取纯TiCl4和HCl，按有效酸HCl/TiO2比为2.6，浓度为150g/l配制成TiCl4盐酸溶液；ZnCl2溶液和10％NaOH溶液同实施例1。
2、制备工艺取200g上述透明基片分散在1.8升蒸馏水中，制得透明基片悬浮液浓度约为10.0％，在强力搅拌下，将悬浮液加热到50℃，用稀盐酸将悬浮液pH值调至1.7，加入16ml 50g/l的ZnCl2水溶液，随后用1h加入40ml含0.6gSnCl4·5H2O的水溶液，在透明基片表面形成SnO2微晶核，将悬浮液升温至75℃，再以30ml/h的速度滴加TiCl4盐酸溶液并用10％NaOH溶液保持体系的pH值约为2.0，直至水样呈现纯正的银白色反射色时，停止滴加TiCl4盐酸溶液，过滤、洗涤并烘干，600℃煅烧1h制得金红石型TiO2包覆的银白色珠光颜料。
实施例8～12除滴加TiCl4盐酸溶液，在透明基片上持续包覆TiO2，至水样分别呈现纯正的黄、红、紫、蓝或绿干涉色时，停止滴加TiCl4盐酸溶液外，其余工艺条件及操作均同实施例7，分别制得金红石型TiO2包覆的黄、红、紫、蓝或绿干涉反射色的珠光颜料。
实施例1～12制得的珠光颜料，其中SnO2和TiO2在颜料总量中所占百分数列于表1中。
表1
对比例取200g粒径为150～400μm的C-玻璃片，分散在1.5升蒸馏水中，透明基片悬浮液浓度为11.8％，在强力搅拌下，将悬浮液加热到55℃，用稀盐酸调节pH值为1.5，用1h加入40ml含0.6g SnCl4·5H2O的溶液，随后在75℃，以30ml/h的速度滴加150g/l TiCl4溶液，并用10％NaOH溶液保持体系的pH值约为2.0，持续滴加TiCl4溶液，直至水样呈现银白、黄、红、紫、蓝或绿色时，停止滴加TiCl4溶液，过滤、洗涤并烘干，600℃煅烧1h分别制得金红石型TiO2包覆的不同的反射色很弱的珠光颜料。
检测颜料亮度和颜料1、方法取实施例1～12和对比例制得的颜料各12份，混入100份水性环氧清漆中，分散均匀后，用涂布器(深度200μm)涂覆在由黑色部分和白色部分组成的测试纸上，进行检测。
2、结果目测黑色部分上的涂膜从实施例1和7的涂膜，可以看到纯正而强烈闪烁的银白色反射色，从实施例2和8，实施例3和9，实施例4和10，实施例5和11及实施例6和12的涂膜，分别可以看到纯正而强烈闪烁的黄、红、紫、蓝、绿色的干涉反射色，而对比例黑色部分上的涂膜，只能看到亮度很低且色彩极不明显的反射色；目测白色部分上的涂膜，实施例1和7，呈现纯净清晰的白色底色，实施例2～6和实施例8～12，均呈现纯净清晰且与干涉反射色互为补色的底色，而对比例白色部分上的涂膜，则呈现与干涉反射色互为补色，但不纯正的底色，同时用色差计测定上述各实施例的黑色部分上的涂膜的L*a*b*值，进一步表明本发明方法所得珠光颜料的性能，所得结果见表2。
4、导热率内燃机燃用净化柴油时，其热导率比燃烧纯油时的热导率增加。
净化柴油的化学反应机理内燃机中的燃烧是一种高温、高压并在金属容器中进行的燃烧，这亦有利于(水蒸机)参与燃烧而分解成H、O和OH等活性物质，这些活性物质又大大活化了整个燃烧过程，使燃烧过程得以更充分、完善地进行。H2O与H的反应能产生更多的H、O和OH的活性物质，从而加速和完善内燃机内的燃烧过程。
本试验按TB3743-84(汽车发动机性能实验方法)进行。所用实验设备主工为X195型柴油机；D110A型水力测功机(r＝0.0005)；SZC-II型内燃机集中参数测试台。试验中定量燃油为50g油功机转速为200r/min。在其它条件保持基本相同的情况下，以0#柴油和净化柴油对比试验，乳化柴油机台架上试验时的节油情况实验结果见下表
实施例2由下列重量份的原料组成零号柴油60份，水20份，复合添加剂20份；所述复合添加剂由下列重量份的组份组成硝酸戊酯5份，烯烃0.3份，反乳化剂5份，四乙铅0.3份，极压皂化油15份，意大利红油5份。
制备工艺为同实施例1，其效果也可以达到本发明的要求。
权利要求
1.一种超强闪烁珠光颜料，其特征在于粒径范围在150～700μm，其包覆膜内层是SnO2包覆膜，外层是TiO2包覆膜。
2.一种权利要求1的超强闪烁珠光颜料的制备方法，它是在透明基片的水悬浮液中，控制pH值进行包膜，经过滤、洗涤、干燥、煅烧而成，其特征在于透明基片粒径为150～700μm，在透明基片的水悬浮液中，有锌盐存在下，分两步水解包膜，先包覆SnO2，再包覆TiO2。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于锌盐的加入量按ZnO计为透明基片重量的0.2～0.75％；锡盐加入量按SnO2计为透明基片重量的0.1～0.3％，锡盐水解时，透明基片的水悬浮液pH值控制为1.0～2.0，温度为50～70℃。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于包覆TiO2采用TiCl4盐酸溶液，其中有效酸HCl与TiO2之比为2.0～3.5，用碱中TiCl4，控制透明水悬浮液pH值为1.5～2.5，温度为70～80℃。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述透明基片是经0.25～0.5％硅处理的天然云母片、合成云母片或玻璃鳞片。
6.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于所述锌盐为水溶性的氯化锌或硝酸锌；所述锡盐是水溶性的SnCl4·5H2O或SnCl2·2H2O。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所制得的强闪烁珠光颜料，在涂料、塑料或油墨中用量为0.2～10％。
全文摘要
本发明涉及一种超强闪烁珠光颜料及其制备方法，该珠光颜料粒径范围在150～700μm，其包覆膜内层是SnO
文档编号C09C3/06GK1631997SQ20041006531
公开日2005年6月29日 申请日期2004年11月22日 优先权日2004年11月22日
发明者李连惠, 蒋定凤, 蔡传琦, 徐启利, 程德喜 申请人:中国化工建设总公司常州涂料化工研究院, 常州华珠颜料有限公司