一种仿铜金粉相珠光颜料及其制备方法与流程

1.本发明涉及珠光颜料技术领域，尤其涉及一种仿铜金粉相珠光颜料及其制备方法。


背景技术：

2.珠光颜料是指在透明薄片状基质表面包覆一层到多层金属氧化物膜，利用薄膜光反射干涉原理，而产生出珍珠般柔和光泽的新型高技术颜料，通过改变金属氧化物薄层厚度，能产生不同的珠光效果。
3.目前，国内外市场上的金色珠光颜料，大多是采用在片状基材的表面包覆氧化锡层、二氧化钛层、氧化铁复合层，其原理是通过高温煅烧形成钛酸铁，即 fe2tio5，由于钛酸铁是黄色的，因此，通常生产中加入还加入氧化锡来促进生成金红石相氧化钛，以此提高色饱和度和亮度。四氯化钛和锡的价格逐年增长，因此导致生产金色珠光颜料的成本增加，颜料的价格也逐年增高。因此，设计一种不含钛的金色珠光颜料，是非常有必要的。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明的目的在于公开一种仿铜金粉相珠光颜料及其制备方法，产品成分不含有钛，且制备得到的金色珠光颜料亮度和色彩饱和度高，具有良好的分散性、耐溶剂性、耐候性。
5.具体的，本发明的一种仿铜金粉相珠光颜料及其制备方法，所述珠光颜料包括基材，所述基材的表面包覆有氧化铈层和二氧化硅层，所述氧化铈层包括第一氧化铈层和第二氧化铈层，所述第一氧化铈层和第二氧化铈层分别设置在二氧化硅层的两侧，且所述第一氧化铈层、第二氧化铈层和二氧化硅层之间均设置有氧化铁层。
6.进一步，所述基材为透明片状基材，所述基材的粒径为10-60μm。
7.进一步，所述透明片状基材为合成基材、天然云母基材、玻璃、片状氧化铝、片状氧化硅等。
8.进一步，所述第一氧化铈层的厚度为160-200nm，第二氧化铈层的厚度为 120-280nm、二氧化硅层的厚度为350-400nm、氧化铁层的厚度为50-100nm。
9.进一步，所述第一氧化铈层的包覆率为10-15％，第二氧化铈层的包覆率为 10-15％、二氧化硅层的包覆率为20-35％、氧化铁层的包覆率为5-10％。
10.此外，本技术还公开了上述一种仿铜金粉相珠光颜料的制备方法，所述制备方法具体包括以下步骤：
11.s1：称取透明片状基材加入去离子水中，再加入聚乙二醇400，超声分散，搅拌升温至85℃，滴加硝酸铈溶液，同时用0.15mol/l氢氧化钠溶液恒定控制 ph值至7-8，加完硝酸铈溶液后恒温搅拌1-2h，得到第一反应液；
12.s2：搅拌升温至85℃，向第一反应液中滴加加入0.5mol/l硫酸铁溶液，同时用2.0mol/l氢氧化钠溶液恒定控制ph值至3.0-3.5，加完硫酸铁溶液后恒温搅拌1-2h，过滤，
滤饼用去离子水洗涤至滤液电导率小于200us/cm，120℃烘干，然后进行离子束处理，得到复合颗粒；
13.s3：搅拌升温至85℃，将复合颗粒搅拌加入去离子水中，超声分散后，滴加加入0.5mol/l硅酸钠溶液，同时用8％稀硝酸溶液恒定控制ph值至8.0-8.5，加完硅酸钠溶液后，恒温搅拌反应2-3h，反应完成后得到第三反应液；
14.s4：恒温水浴85℃，向第三反应液中滴加加入0.5mol/l硫酸铁溶液，同时用2.0mol/l氢氧化钠溶液恒定控制ph值至3.0-3.5，加完硫酸铁溶液后恒温搅拌1-2h；
15.s5：将s4步骤制备得到反应浆料，搅拌升温至85℃，滴加硝酸铈溶液，同时用0.15mol/l氢氧化钠溶液恒定控制ph值至7-8，加完硝酸铈溶液后恒温搅拌1-2h，过滤，洗涤，烘干、煅烧，得到成品。
16.进一步，所述s1步骤中透明基材与去离子水的固液比为1:10～20。
17.进一步，所述s3步骤中复合颗粒与去离子水的固液比为1:10～20。
18.进一步，所述硝酸铈溶液的摩尔浓度为0.1-0.3mol/l，所述基材和硝酸铈的质量比为3:1。
19.进一步，所述硅酸钠以二氧化硅计和基材的质量比为0.25-0.35:1。
20.进一步，所述s2步骤的离子束处理具体为：将烘干的物料水平铺开，以 99.99％的氩气作为工作气体，在电压为2-5kev，束流密度为12-15μa/cm2的条件下将离子束以垂直角度轰击在物料上，处理2-3s，冷却至室温。
21.通过离子束处理，能够提高氧化铁微粒的表面温度，对氧化铁颗粒进行一个初步加热，促进氧化铁颗粒之间结合更紧密，从而使得在煅烧的过程中能够形成更光滑、连续的膜层。
22.本发明的有益效果：
23.1、本发明公开了一种仿铜金粉相珠光颜料，不需要钛作为原料，氧化铈的折射率比拟金红石氧化钛，煅烧之后具有明亮的黄色，同时具有很好的耐候性，同时通过第一氧化铈层、第二氧化铈层、二氧化硅层和氧化铁层之间的相互作用，使得最终的珠光颜料具有较强的亮度和色彩鲜艳度。
24.2、通过使用水溶性聚合物聚乙二醇，利用其均匀吸附在薄片状基材上，降低片层的静电作用而叠合，同时其与金属离子的螯合作用，提高包膜金属离子的吸附紧密型，从而均匀形成金属氧化物包膜层。
附图说明
25.图1是本发明一种仿铜金粉相珠光颜料的结构示意图；
26.其中，基材1、第一氧化铈层2、氧化铁层3、二氧化硅层4、第二氧化铈层5。
具体实施方式
27.以下将结合具体实施例对本发明进行详细说明：
28.本发明的一种仿铜金粉相珠光颜料，包括基材1，基材1为透明片状基材，可以是为合成基材、天然云母基材、玻璃、片状氧化铝、片状氧化硅等；具体的基材为粒径为10-60μm的合成云母片，基材1的表面包覆有氧化铈层和二氧化硅层4，氧化铈层包括第一氧化铈层2
和第二氧化铈层5，第一氧化铈层2和第二氧化铈层5分别设置在二氧化硅层4的两侧，且第一氧化铈层2、第二氧化铈层5和二氧化硅层4之间均设置有氧化铁层3，第一氧化铈层2的厚度为 160-200nm，第二氧化铈层5的厚度为120-280nm、二氧化硅层4的厚度为 350-400nm、氧化铁层3的厚度为50-100nm，第一氧化铈层2的包覆率为10-15％，第二氧化铈层5的包覆率为10-15％、二氧化硅层4的包覆率为20-35％、氧化铁层3的包覆率为5-10％。具体如下：
29.实施例一
30.具体制备方法如下：
31.s1：称取粒径为10-30μm的合成云母片，加入10倍合成云母片质量的去离子水中去离子水中，再加入0.2倍合成云母片质量的聚乙二醇400，超声分散，加入0.1mol/l的硝酸铈溶液，合成云母和硝酸铈的质量比为3:1，搅拌混匀后，滴加加入0.15mol/l氢氧化钠溶液调节ph值至9-10，搅拌反应30min，陈化1h，得到第一反应液；
32.s2：向第一反应液中滴加加入0.5mol/l的硫酸铁溶液，硫酸铁和合成云母片的质量比为0.5:1，同时用2.0mol/l氢氧化钠溶液恒定控制ph值至3.0-3.5，加完硫酸铁溶液后恒温搅拌2h，过滤，滤饼用去离子水洗涤至中性，烘干，然后将烘干的物料水平铺开，以99.99％的氩气作为工作气体，在电压为2kev，束流密度为12μa/cm2的条件下将离子束以垂直角度轰击在物料上，进行离子束处理处理2s，冷却至室温，得到复合颗粒；
33.s3：搅拌升温至85℃，将复合颗粒搅拌加入10倍复合颗粒质量的去离子水中，超声分散后，滴加加入0.05mol/l硅酸钠溶液，硅酸钠溶液以二氧化硅计和合成云母片的质量比为0.35:1，同时用8％稀硝酸溶液恒定控制ph值至8.0-8.5，加完硅酸钠溶液后，保温反应2h，反应完成后得到第三反应液；
34.s4：恒温水浴85℃，向第三反应液中滴加加入0.5mol/l的硫酸铁溶液，硫酸铁和合成云母片的质量比为0.55:1，同时用2.0mol/l氢氧化钠溶液恒定控制 ph值至3.0-3.5，加完硫酸铁溶液后恒温搅拌1h；
35.s5：将s4步骤制备得到反应浆料，搅拌升温至85℃，再加入0.1mol/l的硝酸铈溶液，合成云母和硝酸铈的质量比为3:1，搅拌混匀后，滴加加入 0.15mol/l氢氧化钠溶液调节ph值至7-8，加完硝酸铈溶液后恒温搅拌1-2h，过滤，滤饼用去离子水清洗至中性，烘干，于750℃温度下煅烧，得到片状基材 /ceo2/fe2o3/sio2/fe2o3/ceo2结构的成品。
36.实施例二
37.具体制备方法如下：
38.s1：称取粒径为10-45μm的合成云母片，加入15倍合成云母片质量的去离子水中，再加入0.25倍合成云母片质量的聚乙二醇400，超声分散，加入0.3mol/l 的硝酸铈溶液，合成云母和硝酸铈的质量比为3:1，搅拌混匀后，滴加加入 0.15mol/l氢氧化钠溶液调节ph值至9-10，搅拌反应25min，陈化2h，得到第一反应液；
39.s2：向第一反应液中滴加加入0.5mol/l的硫酸铁溶液，硫酸铁和合成云母片的质量比为0.6:1，同时用2.0mol/l氢氧化钠溶液恒定控制ph值至3.0-3.5，加完硫酸铁溶液后恒温搅拌1h，过滤，滤饼用去离子水洗涤至中性，烘干，然后将烘干的物料水平铺开，以99.99％的氩气作为工作气体，在电压为5kev，束流密度为14μa/cm2的条件下将离子束以垂直角度轰击在物料上，进行离子束处理处理3s，冷却至室温，得到复合颗粒；
40.s3：搅拌升温至85℃，将复合颗粒搅拌加入10倍复合颗粒质量的去离子水中，超声
分散后，滴加加入0.05mol/l硅酸钠溶液，硅酸钠溶液以二氧化硅计和合成云母片的质量比为0.25:1，同时用8％稀硝酸溶液恒定控制ph值至8.0-8.5，加完硅酸钠溶液后，保温反应3h，反应完成后得到第三反应液；
41.s4：恒温水浴85℃，向第三反应液中滴加加入0.5mol/l的硫酸铁溶液，硫酸铁和合成云母片的质量比为0.65:1，同时用2.0mol/l氢氧化钠溶液恒定控制 ph值至3.0-3.5，加完硫酸铁溶液后恒温搅拌2h；
42.s5：将s4步骤制备得到反应浆料，搅拌升温至85℃，再加入0.3mol/l的硝酸铈溶液，合成云母和硝酸铈的质量比为3:1，搅拌混匀后，滴加加入 0.15mol/l氢氧化钠溶液调节ph值至7-8，加完硝酸铈溶液后恒温搅拌1-2h，过滤，滤饼用去离子水清洗至中性，烘干，于800℃温度下煅烧，得到成品。
43.实施例三
44.具体制备方法如下：
45.s1：称取粒径为30-60μm的合成云母片，加入15倍合成云母片质量的去离子水中，再加入0.15倍合成云母片质量的聚乙二醇400，超声分散，加入0.2mol/l 的硝酸铈溶液，合成云母和硝酸铈的质量比为3:1，搅拌混匀后，滴加加入 0.15mol/l氢氧化钠溶液调节ph值至9-10，搅拌反应20min，陈化2h，得到第一反应液；
46.s2：向第一反应液中滴加加入0.5mol/l的硫酸铁溶液，硫酸铁和合成云母片的质量比为0.4:1同时用2.0mol/l氢氧化钠溶液恒定控制ph值至3.0-3.5，加完硫酸铁溶液后恒温搅拌2h，过滤，滤饼用去离子水洗涤至中性，烘干，然后将烘干的物料水平铺开，以99.99％的氩气作为工作气体，在电压为4kev，束流密度为15μa/cm2的条件下将离子束以垂直角度轰击在物料上，进行离子束处理处理3s，冷却至室温，得到复合颗粒；
47.s3：搅拌升温至85℃，将复合颗粒搅拌加入10倍复合颗粒质量的去离子水中，超声分散后，滴加加入0.05mol/l硅酸钠溶液，硅酸钠溶液以二氧化硅计和合成云母片的质量比为0.3:1，同时用8％稀硝酸溶液恒定控制ph值至8.0-8.5，加完硅酸钠溶液后，保温反应3h，反应完成后得到第三反应液；
48.s4：恒温水浴85℃，向第三反应液中滴加加入0.5mol/l的硫酸铁溶液，硫酸铁和合成云母片的质量比为0.45:1，同时用2.0mol/l氢氧化钠溶液恒定控制 ph值至3.0-3.5，加完硫酸铁溶液后恒温搅拌2h；
49.s5：将s4步骤制备得到反应浆料，搅拌升温至85℃，再加入0.2mol/l的硝酸铈溶液，合成云母和硝酸铈的质量比为3:1，搅拌混匀后，滴加加入 0.15mol/l氢氧化钠溶液调节ph值至7-8，加完硝酸铈溶液后恒温搅拌1-2h，过滤，滤饼用去离子水清洗至中性，烘干，于700℃温度下煅烧，得到成品。
50.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。