云母钛珠光颜料的研究.docx

云母钛珠光颜料的研究摘要：综述了云母钛珠光颜料的发展概况，介绍了它的三种类型:银白色型、虹彩型、着色型,着重论述了它的生产工艺和制备方法(气相包覆法和液相沉积法)，并比较了各类方法的优缺点，分析了它的晶型类别(板钛型、锐钛型、金红石型)、包膜的复合机理和虹彩效应形成的原因，并指出了国内产品的发展方向。关键词：云母钛；珠光颜料；虹彩效应；制备；复合机理；晶型1概述珠光颜料是指具有珍珠光泽的一类颜料，由于这类物质具有无色透明、折射率高、定向薄片层状结构，使其在光的照射下,能经多次折射、反射、透射,而呈现出晶莹闪烁的珍珠光泽，由此而得名。1942年,美国人Afwood提出用云母和TiO2合成珠光颜料;1963年,美国的杜邦(Do.Pont)公司以天然白云母为原料,用TiO2·H2O包膜制得一种新型珠光颜料——云母钛珠光颜料,这种珠光颜料珠光好且耐光、耐热、耐硫、耐候、化学性质稳定，加上品种多、着色力强、色相范围广、机械强度高、完全无毒，它的出现为珠光颜料的研发开辟了一条新的道路,标志着人工合成珠光颜料进入了一个成熟化和实用化的新时期.现今它已广泛应用于涂料、塑料、纺织、造纸、皮革、玻璃、瓷器、化妆品、装饰品、建筑材料和汽车工业等领域，其发展前景十分广阔。2产品类型云母钛珠光颜料是以天然云母薄片为基材，在其光滑的表面上以特殊的生产工艺均匀沉积一层或多层对光有高折射率的TiO2或TiO2和其它氧化物（如：Fe2O3、SiO2等）制成的珠光颜料。由于其氧化物膜层与云母基片的折射率不同，且氧化物膜层又是透明的，光在云母钛粒子上产生多次反射、折射、透射，产生光的干涉作用（如图所示），形成高质量的珠光效应和闪色效应，从而呈现出柔和夺目、绚丽多彩的珍珠色泽，并且给人一种深远的三维空间质感。云母钛珠光颜料大致可分为三大类：银白色型、虹彩（幻彩）型、着色型。银白色型是云母钛珠光颜料的基本型，是由于光在云母钛表面反射而没有透射，因而只呈现单一的银白色相。虹彩型是通过控制和调节氧化物膜层的厚度或层次而获得的，表面膜层通过光的多次反射、折射、和透射产生干涉作用形成极好的珠光效应和视觉闪光效应，而产生眩目璀璨的虹彩效果。3虹彩效应近年来，用虹彩型云母钛珠光颜料制造的高级装饰性涂料的应用越来越受到涂料界和汽车工业界的重视。就目前的市场需求而言，研发虹彩型云母钛珠光颜料成为一个很好的研究方向。虹彩型云母钛珠光颜料之所以能产生五彩缤纷的虹彩效应，主要是因为：第一，随着云母薄片表面TiO2膜层的几何厚度的不同，其反射光的光程差就不同，因此某些波长的光发生相长干涉而增强，另一些波长的光发生相消干涉而减弱，从而就有不同的反射干涉光颜色(其透射光为其互补色)。对于粒径相同的云母薄片，随着TiO2薄膜厚度的增加，干涉色色相按银、金、红、紫、篮、绿的顺序周期性变化,还可产生两种色光之间的许多过渡色相，因而形成柔和华丽并带有金属光泽的珠光效果。当膜达到一定厚度，由于光程差相差太大，不同波长的光就失去相干性，珠光效果就不复存在。第二，当薄膜厚度一定时，从不同的角度观察虹彩型云母钛珠光颜料时，将会看到不同的色彩。当视角处于光线的反射角度时，能看到最强的干涉色；当偏离反射角度时，只能看到珠白色或其它颜色，这种现象称为视角闪色效应。由它造成的颜色的变化，称为色转移，最大的色转移，可以从一种颜色变为它的互补色。4生产工艺和制备方法云母钛珠光颜料的制备工艺主要有两种,气相包覆法和液相沉积法.气相包覆法,是以可挥发的金属有机物为物源,反应物以气态形式与流化状态的云母薄片在一定条件下发生气相反应,金属有机物以原子形式进行分解,分解出的金属原子氧化为金属氧化物,沉积在云母薄片表面上,使包膜和晶化一次完成,形成一层致密均匀的透明金属氧化物薄膜.该方法工艺技术要求高,国外还未达到工业化程度.液相沉积法,是将预处理的云母薄片在水悬浮液中经搅拌使其充分分散，在一定条件下，通过溶液反应在云母薄片表面上沉积一层水合氧化物薄膜，再经过滤、洗漆、干燥、焙烧等后序工艺处理而制得。该方法自20世纪60年代问世至今,主要工艺未有大的变动,只在个别条件上有所调整,其工艺技术已经成熟,云母钛珠光颜料的工业化生产主要采用这种方法.通常是选用5-50微米且是经湿法粉碎的白云母基片，将其制成一定浓度的浆液，调节浆液的pH值至2.0左右，升温至70～80℃，然后以一定速度向溶液加入钛盐溶液，这个过程必须缓慢进行，常用的钛盐为TiCl4和TiOSO4，利用钛盐易水解的特点，在控制温度及pH值恒定的条件下，让钛盐水解成水合氧化钛，并均匀沉积在云母薄片光滑的表面上，形成一层高折射率的透明的TiO2·H2O膜层，再经过滤、洗漆、干燥、焙烧使TiO2·H2O脱水生成TiO2，即制