一种添加荧光增白剂的微纳米粉体材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种微纳米粉体材料及其制备方法，尤其涉及一种含有荧光增白剂的 微纳米粉体材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 多面体颜料颗粒是指在微纳米粉体的基底表面，利用物理方法均匀的包覆一层纳 米级金属或金属化合物薄膜，利用光的反射现象而呈现出一种金属光泽的新型高技术材 料。多面体颜料颗粒具备一系列的光学性能，具有一定的耐候性，可通过涂层，印刷，喷射， 注塑等方式，用于纸，布，木，金属，皮具，塑胶，陶瓷等多种材料上，形成装饰或反光等特殊 或醒目的效果。但在实际应用中，发现多面体颜料颗粒在注塑等过程中，会出现颜色偏暗的 现象，如何改善这一现象，对于多面体微纳米粉体材料的实际应用具有重大意义。
[0003] 荧光增白剂是一种带荧光的无色或浅色染料，它们应用到基质上可以吸收不可见 的短波紫外光，然后再以可见光的形式将光能释放出去，从而使基底达到增白增亮的效果。 1929年，德国人Krai s将泛黄色的人造丝浸入到6，7-二羟基香豆素配糖体的溶液中产生增 白效果，从此荧光增白剂开始进入人们的视野。据报道，目前世界上的荧光增白剂约有15 种基本结构类型，近400种结构，广泛用于造纸、纺织、洗涤剂等多个领域中。
[0004] 为了解决多面体微纳米粉体材料的颜色变暗问题，本发明将荧光增白剂引入多面 体颜料颗粒上，并通过特殊的制备方法，使荧光增白剂在多面体微纳米粉体材料中均匀分 散，在保证多面体颜料颗粒原有的金属光泽外，使其具有增白、增亮的效果。
【发明内容】
[0005] 本发明使用荧光增白剂对微纳米粉体进行增白，主要目的是让荧光增白剂以分子 的形式均匀的分布在微纳米粉体上，对整个粉体的白度有均匀的提升，避免分布不均而出 现白斑的情况，同时对于微纳米粉体材料表面发暗具有改善效果。
[0006] 本发明提供一种微纳米粉体材料，包括基质材料、包覆于基质材料外层的镀层及 荧光增白剂。
[0007] 基质材料包括人造玻璃、石英砂、搪瓷、三氧化二铝、氮化铝、立方氮化硼、碳化硅、 方解石、分子筛等一切可以以1微米~1厘米粒径颗粒形式存在的物质。
[0008] 包覆于基质材料外层的镀膜包括金、银、铜、铁、铝、钛、锆等金属类镀层、合金类镀 层及金属氧化物类镀层；
[0009] 微纳米粉体经有机溶剂清洗、水基清洗剂清洗、化学清洗、电化学清洗、蒸汽清洗、 高压喷射清洗、超声波清洗等方式，去除表面的油污及其他杂质物质，确保粉体表面无异 物，烘干后备用；
[0010] 使用的荧光增白剂需要具有一定的耐高温特性，防止多面体颜料颗粒在注塑过程 中因为高温而挥发或者热分解。荧光增白剂的含量根据荧光增白剂的种类和微纳米粉体 的种类不同而有所不同，可为粉体质量的0. 08% -0. 12%。可以选择用于塑料领域的双苯 并噁唑类、二苯乙烯基苯类和二苯乙烯基联苯类，具体包括：1，2-双（5-甲基-2-苯并噁唑 基）乙烯（荧光增白剂PF，CAS No. 1041-00-5)、2, 5-双-(苯并噁唑-2-)噻吩（荧光增 白剂PB，CAS No. 2866-43-5)、2, 5-双（5-叔丁基-2-苯并噁唑基）噻吩（荧光增白剂0B， CASNo. 7128-64-5)、1，4-二（苯并噁唑-2-基）萘（荧光增白剂 KCB，CAS No. 5089-22-5)、 2, 2-(4,4-二苯乙烯基）双苯并噁唑（荧光增白剂0B-1，CAS No. 1533-45-5)、1，2-双（5甲 基-苯并噁唑基）乙烯（荧光增白剂PF，CAS No. 1041-00-5)、1，4-双（2-氰基苯乙烯基） 苯（荧光增白剂ER-I，CAS No. 13001-39-3)、4,4-双（2-甲氧基苯乙烯基）联苯（荧光增 白剂 CBS-127, CAS No. 40470-68-6)等；
[0011] 荧光增白剂加入微纳米粉体材料中容易造成分布不均匀，本项目采用液相法均匀 将荧光增白剂发布于微纳米粉体材料表面，具体步骤为：将荧光增白剂与有机溶剂或者水 配置成浓度为〇. 8~2. 5%的溶液；采用喷雾或者液相附着的方式将溶液附着在微纳米粉 体表面，溶液与微纳米粉体质量比为0. 5~1. 2 : 10 ;将混合物放在80~95°C的烘箱内干 燥1~2h，使溶剂挥发，最终得到混合均匀含有荧光增白剂的微纳米粉体材料。
[0012] 此外，本项目还可以采用其他方式将荧光增白剂添加于微纳米粉体材料中。例如： 固相法和气相法。固相法是将荧光增白剂粉体与微纳米粉体利用球磨法或者粉体混合设备 混合；气相法是将荧光增白剂高温气化，通过真空热蒸发法或者高温高压反应釜，使气体分 子附着在微纳米粉体上；
[0013] 混合设备包括目前市面上的卧式螺带混合机、无重力混合机、犁刀式混合机、双螺 旋锥型混合机、锥形螺带混合机、流体混合机等一切可用于多种固相或液相混合的设备。
【附图说明】
[0014] 图1为未添加荧光增白剂的微纳米粉体注塑成型模具。
[0015] 图2为通过实施例1制备的微纳米粉体注塑成型模具。
【具体实施方式】
[0016] 实施例1
[0017] 在表面附着铝膜多面体颜料颗粒中直接加入荧光增白剂PF固体，荧光增白剂的 含量为多面体颜料颗粒的〇. 08%。加入少量的钛酸酯偶联剂，采用高能球磨法将粉体混合 物球磨2h，使荧光增白剂均匀混合掺进多面体颜料颗粒中。
[0018] 实施例2
[0019] 采用双螺旋锥形混合机，对表面附着银膜多面体颜料颗粒配成浆料和含量为 〇. 1 %的荧光增白剂KCB的粉体进行混合lh，均匀混合后在105°C的条件下干燥2h，最终得 到均匀的混合产物。
[0020] 实施例3
[0021] 将荧光增白剂CBS-127与乙醇溶剂配成浓度为1 %的溶液，并采用喷雾法喷涂在 表面附着铜膜多面体颜料颗粒的表面，控制溶液和多面体颜料颗粒质量比为1 : 10。喷涂 过程中使用振动电机对粒子进行振动，保证喷涂的均匀性。喷涂完毕后，将混合物放在85°C 的条件下干燥2h，使乙醇挥发，最终得到均匀的混合产物。
[0022] 实施例4 :
[0023] 使用液相浸渍法，将微纳米石英砂粉体浸在浓度为I %的荧光增白剂OB-I乙醇溶 液中，Ih后过滤，并在85°C的烘箱内，使溶剂快速挥发。该方法可以使荧光增白剂在粒子表 面分布均匀，荧光增白剂的附着量与浸泡时间有关，但无法做到精确控制。
[0024] 实施例5 :
[0025] 在反应釜内，通入氮气作为保护气体，加入表面附着TiN的多面体颜料颗粒，及含 量为0. 12%的荧光增白剂OB-I粉体。在反应釜中升温至450°C，使得荧光增白剂气化后与 多面体颜料颗粒充分接触，附着在粒子表面。
[0026] 实施例6 :
[0027] 将对ω-氯甲基苯基苯并噁唑与DMF按一定比例投入合成釜中，加入微纳米金刚 砂粉体，当温度降到〇°C以下时加入叔丁醇钠，反应I. 5h后，加入少量冰醋酸使pH值为7左 右，将金刚砂粉体抽滤后，采用减压蒸馏法去除DMF溶剂，可以得到附着了荧光增白剂OB-I 的金刚砂粉体。反应过程如下：
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[0029」 头她例Y
[0030] 在表面附着铜锌合金薄膜的多面体颜料颗粒表面，通过真空热蒸镀法，将荧光增 白剂PB蒸镀至多面体颜料颗粒表面。蒸镀过程中，维持真空腔的真空度为2 X 10_3Pa，将荧 光增白剂放入石英坩埚中，缓慢增大电流至10A，蒸镀时间为30s，通过测厚仪可知荧光增 白剂的厚度为5nm。得到附着了荧光增白剂PB的多面体颜料颗粒。
【主权项】
1. 一种微纳米粉体材料，其特征在于：包括基质材料、包覆于基质材料外层的镀层及 荧光增白剂。2. 根据权利要求1所述的微纳米粉体材料，其特征在于：所述荧光增白剂含量为 0? 08% -0? 12%〇3. 根据权利要求1所述的微纳米粉体材料，其特征在于：所述荧光增白剂为双苯并噁 唑类、二苯乙烯基苯类和二苯乙烯基联苯类增白剂。4. 根据权利要求1所述的微纳米粉体材料，其特征在于：所述基质材料为人造玻璃、石 英砂、搪瓷、三氧化二铝、氮化铝、方解石。5. 根据权利要求1所述的微纳米粉体材料，其特征在于：所述包覆于基质材料外层的 镀层为金、银、铜、铁、错、钛、错。6. -种制备微纳米粉体材料的方法，包括以下步骤： (1) 将荧光增白剂与有机溶剂或者水配置成浓度为〇. 8~2. 5%的溶液； (2) 采用喷雾或者液相附着的方式将溶液附着在微纳米粉体表面，溶液与微纳米粉体 质量比为0. 5~1. 2 : 10 ; (3) 将混合物放在80~95°C的烘箱内干燥1~2h，使溶剂挥发，最终得到混合均匀含 有荧光增白剂的微纳米粉体材料。
【专利摘要】本发明涉及一种含有荧光增白剂的微纳米粉体材料及其制备方法。本发明将荧光增白剂引入多面体颜料颗粒上，并通过特殊的制备方法，使荧光增白剂在多面体微纳米粉体材料中均匀分散，在保证多面体颜料颗粒原有的金属光泽外，使其具有增白、增亮的效果，有效解决多面体微纳米粉体材料的颜色变暗问题。
【IPC分类】C09C3/08, C09C3/04, C09C1/66, C09C1/40
【公开号】CN104893367
【申请号】CN201510380886
【发明人】唐晓峰, 夏鹏, 逯琪, 董建廷
【申请人】上海朗亿功能材料有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月24日