[发明专利]一种免煅烧合成金红石型云母钛珠光颜料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种珠光颜料，特别是涉及一种免煅烧合成金红石型云母钛珠光颜料的方法，属于无机颜料领域。

背景技术

珠光颜料是一种具有珍珠光泽的颜料，它能赋予物体珍珠般的光彩，呈现出一种深远的三维质感。目前珠光颜料分为天然珠光颜料和人造珠光颜料两大类。天然珠光颜料是指人们利用各种方法从自然界的动植物中提炼，或从天然矿物中开采和分选得到的珠光类物质。如从天然珍珠中提炼的珍珠素；从鱼鳞或鸟类羽毛中提炼得到的嘌呤等仅存在于生物体内的有机化合物；从天然云母矿中分选得到的珍珠云母等。天然珠光颜料由于来源短缺，价格昂贵，大大限制了其应用。传统的人造珠光颜料主要有碱式碳酸铅、氯氧化铋，其次有砷酸氯铅、亚磷酸氯铅等。该类珠光颜料的缺点在于含铅具有一定毒性，且耐热性、耐硫化性、耐化学侵蚀性等较差、机械强度低。因此，这类人造珠光颜料的应用受到很大限制。而近些年发展起来的云母基珠光颜料则具有无毒性、优良的耐候性、耐化学侵蚀性、耐高温性，因而广泛应用于汽车与工业涂料、建筑装饰涂料、塑料、橡胶、油墨、印刷、化妆品等领域。

云母基珠光颜料是以天然云母薄片或合成云母为基材，以特殊生产工艺连续包覆一层或交替包覆多层TiO₂、Fe₂O₃等高折射率金属氧化物而形成的颜料。人工合成的珠光颜料利用了珍珠的结构原理，因而具有珍珠对光进行折射和反射的特性。当白光照射在这些薄片表面时，经光线的多重反射，呈现出彩虹般鲜艳夺目的干涉色。依据二氧化钛或金属氧化物薄膜的厚度不同，产生不同色彩的干涉色，有柔软的丝光感，能显露出细洁柔和的“珠光效应”、明亮闪烁的“金属闪光效应”、随视角变化的“随角异色效应”。

氧化钛有两种稳定的晶型，锐钛矿型和金红石型。金红石型TiO₂由于折射率更高，且包覆层中的二氧化钛结晶的内部结构较锐钛矿型的紧密，从而使其耐候性、化学稳定性、介电性能、遮盖力和密度等指标都优于锐钛矿型，因而会带来更强的反射和珠光效应。因此金红石型TiO₂包膜的珠光颜料正是实际应用所需的。

纯的TiO₂由锐钛矿型开始转变为金红石型的温度大约在600～800℃，若要使锐钛矿型完全转变为金红石型，则煅烧温度要达到1000℃。而在云母钛珠光颜料的复杂体系中，由于基材的抑制效应，即使煅烧温度达到1000℃，也是锐钛矿型与金红石型TiO₂并存。并且长时间的高温煅烧，会导致颜料表面TiO₂晶粒长大，附着力降低，从而降低光泽度，失去颜料的装饰性能。此外，高温煅烧造成能耗增加，生产成本增加。为了在更低的煅烧温度下获得金红石型TiO₂，通常需要加入晶型诱导剂(参见美国专利5433779和美国专利4086100)，如SnO₂、ZnO等，预先涂覆在云母表面，再包覆TiO₂，最后将产物在高温下煅烧(800～1000℃)，能够得到金红石型TiO₂包膜的珠光颜料。此外，也可通过合成工艺的调整，来降低得到金红石型TiO₂珠光颜料的煅烧温度。例如美国专利6626989 B1提出，通过控制初始pH值大于10，后期pH值小于2，然后将产物在850～900℃煅烧，最终得到金红石型TiO₂包膜的珠光颜料。美国专利6056815提出，通过初始阶段滴加三价钛液，然后滴加四价钛液，最后将产物在800℃煅烧，可以得到金红石型TiO₂包膜的珠光颜料。

上述专利方法虽然可以获得金红石型TiO₂包膜的珠光颜料，但由于要经过高温煅烧，故会产生两方面的不利影响：一是由于TiO₂膜层与基材热膨胀系数的差异，高温煅烧会降低TiO₂膜层的粘附力；二是高温煅烧耗能高，对设备要求高，生产成本增加。本领域目前迫切需要一种低成本、低能耗制备金红石型云母钛珠光颜料的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述不足，提供一种不需煅烧的低温合成金红石型云母钛珠光颜料的制备方法。