[发明专利]片状二氧化钛颜料

说明书

本发明涉及基于片状二氧化钛的非常薄的二氧化钛珠光颜料。

含有二氧化钛的珠光颜料已经被人们使用了多年。它们根据层状基体原理而构成，其采用云母作为唯一的基体。

人们已经知道有两种主要的方法用于沉积二氧化钛层。第一种方法是如US3087828中所说、通过向云母悬浮液中加入用硫酸酸化的硫酸氧钛溶液进行沉积并且通过加热到100℃进行水解，涂层的厚度和相应的干涉色根据所存在的硫酸氧钛量而预先确定。

第二种方法是如DE2009566中所说进行沉积。在这种情况下，将云母悬浮液加热到约50-100℃，特别是70-80℃，慢慢加入一种钛盐水溶液，通过同时加入一种碱，如氨水溶液或碱金属氢氧化物溶液而pH值基本保持不变，约为0.5-5，特别是1.5-2.5。当达到所需的二氧化钛沉积层厚度时，停止加入钛盐溶液。

云母的一个缺点在于在形成二氧化钛的过程中，它会诱导锐钛转变，尽管人们经常需要的是金红石转变，后一种转变具有更高的折射率和更好的性能。因此必须通过加入外来离子，特别是锡(IV)离子来引起金红石转变。

例如在DE2214545和2522572中描述了这种方法，其中通过在云母附近或在二氧化钛层之间引入二氧化锡而引起金红石反应。但是，已知还有其它一些方法可以采用，例如根据CS208578可以引入氧化锌或根据DE1959998向二氧化钛层之间引入铁(III)，这些方法均可导致金红石层。

云母颜料广泛用于印刷和涂料工业、用于化妆品和用于聚合物工业中。它们以干涉颜色和高光泽而著称。但是云母颜料不适宜形成极薄的层，其原因在于作为颜料金属氧化物层的基体，云母的厚度已经为200-1200nm。另一个缺点是由片尺寸决定的一定比例的云母片的厚度有时在平均值附近变化较大。此外，云母是一种天然存在的矿物，它含有某些外来杂质离子。此外还需要在工业上非常昂贵和费时的操作步骤。这些步骤包括研磨和分级。

基于厚云母片并且用金属氧化物涂覆的珠光颜料由于其边缘厚度而具有明显的分散量，特别是在细颗粒尺寸分布低于20微米时。

人们提出采用通过将玻璃熔体轧制而后研磨而获得的玻璃薄片作为云母的替代物。基于这种材料的干涉颜料确实显示出比普通的基于云母的颜料更好的颜色效果。但是它存在这样一个缺点，即该玻璃片具有非常大的约10-15微米的平均厚度和非常宽的厚度分布(通常在4-20微米之间)，而干涉颜料的厚度一般为不大于3微米。

EP0384596公开了一种方法，其中在480-500℃下向水合碱金属硅酸盐中加入空气射流，形成壁厚较小的气泡；然后将气泡破碎并获得厚度小于3微米的片状碱金属硅酸盐基体。但是该方法较昂贵并且所获得的片的厚度分布较宽。

DE1136042公开了一种制备元素周期表中IV和V族和铁族金属片状氧化物或水合氧化物的连续带方法。在该方法中，如果合适，可以在连续带上首先涂覆例如一层硅氧烷隔离层以有助于该金属氧化物层随后脱开。然后涂覆可转化成所需的金属氧化物的金属的可水解化合物溶液的液体膜并且将该膜干燥而后用一种振动装置将其脱开。所获得的片的层厚度为0.2-2微米，对此没有给出具体的实施例。

EP0240952和EP0236952提出制备多种片状材料，包括二氧化硅，氧化铝和二氧化钛的连续带方法。在该方法中，通过一种辊系统将厚度一定的片状材料的前体的液体薄膜涂覆在光滑的带上；将该膜干燥并与该带脱开，形成片状颗粒。然后将该颗粒煅烧，如果需要并研磨和分级。

通过EP0240952中所说的方法获得的片的厚度相对固定，这是因为例如该膜可以通过一种辊系统非常均匀地涂覆到连续的带上，在其实施例中，片的厚度为0.3-3.0微米。根据实施例1，通过将这种辊部分浸入装有该前体的贮存容器中而首先用该前体润湿第一个辊。该膜由该辊转移到以相同方向转动的第二个辊上，第二个辊与第一个辊非常靠近。最后由该第二个辊将该膜压在该连续的带上。

但是其缺点在于采用非常昂贵的前体材料，并且特别是要增加场地的安全性，这在使用有机化合物时是必须要提出的。一般要使该前体完全化学转化成所需的金属层必须将该膜和该带材料高温加热。除了在这种情况下会使该带材料产生相当高的热应力以外，较高的能量消耗和对工艺速度的限定还会对该方法产生非常不利的影响。

WO 93/08237公开了由二氧化硅的片状基质组成的片状颜料，该基质包括可溶的和不可溶的着色剂并且其上涂覆了一层或多层金属氧化物或金属反射层。该片状基质是通过将水玻璃固化在连续的带上而制得的。