云母钛珠光颜料介绍

云母钛珠光颜料

来源:世界化工网

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珠光颜料是产生珍珠光泽的物质。因为它能呈现一定的金属光泽，所以又称为具有金属光泽的非金属颜料。最早的珠光颜料，是从鱼鳞和鱼组织中提取的称为“鸟嘌呤”的片状结晶体。此种天然颜料，如果参合到硝化纤维或甲基丙烯酸甲酯中，可制造人造珍珠，纽扣，宝石和装饰漆，制品具有类似于天然珍珠样的光彩。如果与化妆品基料混合，可制造口红，擦面粉，指甲油，眼影粉等，效果都极佳。

造漆人工合成的珠光颜料为碱式碳酸铅，亚磷酸氢铅，砷酸氢铅和氯氧化铋等。这些珠光颜料价格便宜，资源丰富，但色相有限，耐光，耐热性较差，特别因含有重金属而有毒性，因而限制了他们的使用范围。即使氯氧化铋无毒，用于化妆品可以赋予皮肤，指甲或头发柔和且美丽的光彩，可惜其价格过分昂贵，而且比重大，很难使它悬浮在各种基料的浆液中。另外，把这种颜料掺入到化妆品中有呈聚集状体，在皮肤上很难达到平滑，均匀。

近年来，迅速发展起来的云母钛珠光颜料，是一种新型的人工合成珠光颜料。云母钛珠光颜料是天然云母薄片为基材，以特殊生产工艺连续包裹一层或交替包覆多层TiO2、Fe2O3等金属氧化物形成的微粉。这种氧化物膜层较基材的光折射率高许多，本身又透明，故对

光的反射和透射产生干扰。其涂膜的光泽又如珍珠般柔和，并赋予三围空间质感。它的性能特点是：珠光光泽好，色相范围广，无毒，比重轻，耐热，耐光，耐候和抗化学腐蚀性极佳。所以，它被广发应用于涂料，塑料，化妆品，玩具，食品袋，印刷装潢，皮革，橡胶，陶瓷和建筑材料等方面，能使他们显露出多种色彩效应，创造出绚丽光彩的视觉效果。据认为，云母钛珠光颜料是有继高光亮铝粉之后涌现的光彩材料新秀，是最有发展前途的习性珠光颜料。

云母泰铢光颜料是美国杜邦公司于1963年首先研制成功的。以后，各发达国家相继投入很大力量进行研究开发，使云母泰铢光颜料得到了飞速发展。在很短时间内，使其由单一色相的银白色形，发展到多色相的彩虹型，以及着色型珠光颜料。现在，美国，德国，日本等国家已有各种类型的云母钛珠颜料系列产品，而且目前仍投入相当力量进一步继续研究开发。

一、合成方法

合成云母钛珠光颜料的主要原料是白云母粉和可溶性钛盐，而且根据合成方法不同，还需少量常用的化学药品。白云母粉是经过湿法粉碎的，要求白面光滑，粒度200~300目，径厚比为100~10:1。常用的钛盐为四氯化钛或硫酸氧钛。合成的基本原理是利用钛盐易水解的特性，在严格控制温度和pH值条件下，让钛盐慢慢的水解生成水合氧化钛，且均匀包覆在云母粉的表面上，形成透明的水合氧化钛薄层。再经过滤，洗涤，干燥，焙烧，使水合氧化钛转变成为锐钛型

或金红石型的二氧化钛包膜，即成为云母钛珠光颜料

1、四氧化钛水解反应机理

无水四氯化钛是易挥发的共价型分子化合物，费点136.4℃，常温下为无色液体，遇水极易水解。TiCl4在潮湿空气中由于水解作用而强烈冒烟，曾用于制造烟幕。TiCL4与一定量的水接触，会立即发生激烈反应，并释放出大量反应热，形成体积很大的黄色沉淀，在水中如果预先加入一定量的盐酸，则可以一直TiCl4的水解反应，即TiCl4可以溶于稀盐酸。

实际上，TiCl4与H2O的水解反应过程是相当复杂的，在水解历程方面的认识还没有完全清楚，因此有不同观点。一般认为水解历程快慢与温度，钛离子浓度和溶液酸度等条件有关。TiCl4与水接触的初期是形成水合物，在有足够的水量时优先形成五水化合物TiCl4·5H2O；但在水量不足和低温情况下，则形成TiCl4·2H2O；形成的水合物再继续水解时，氯离子逐步被OH- 基取代，生成以盐酸于Ti（OH）Clx化学式表示的化合物。其反应过程是：

整个水解反应过程在高温时进行非常迅速，在低温时能够析出中间产物。有过量水时能水解到底，在低温下并可析出以交替溶

液形态纯在的正钛酸。TiCl4与大量沸水作用时，可迅速水解生成偏钛酸。

正钛酸不溶于水，但易成为胶体。将正钛酸用热水洗涤，或将其煮沸，或长期放置（与水接触）都会逐渐转化成为偏钛酸H2TiO5（或TiO(OH)2）。偏钛酸较正钛酸稳定，它不溶于烯酸，也不与碱作用。

综上，可以看出云母钛珠光颜料的合成方法，实际上是灵魂运用TiCl4水解反应的机理，并使水解川奈舞偏钛酸均匀沉积在云母薄片上的公=工艺操纵问题。

2、典型合成方法

在合成云母钛珠光颜料的许多方法中，推荐选用以下三种典型方法。

（1）夹心层包膜法珠光颜料是一种具有随角异色效应的颜料。它处于光纤的反射角时，呈现较强的干涉色，

偏离反射角时呈现珍珠的或其他颜色。珠光颜料之所以

具有这种效应是由于其本身层状结构所致。本法采用多

层包膜法，以期获得最佳的珠光色彩和耐候性。夹心层

包膜法的工艺流程图如图所示：

夹心层包膜法的具体操作要求为：首先配制好有关的溶液，将云母薄片悬浮于无离子水中，用稀盐酸调节悬浮液的ph为2.2，加热到75℃后，在搅拌下慢慢滴下少量四氯化钛溶液，同时滴加氢氧化钠溶液，使溶液始终保持pH 为2.2，让云母薄片上首先沉积一层很薄的偏钛酸。然后，滴加含氯化亚锡的盐酸溶液，同时加入适量的氧化剂氯化钾（或双氧水）溶液，以及少量三氯化铝的盐酸溶液，同样也需要氢氧化钠溶液以维持pH为2.2，使云母薄片上再缓慢沉积一层均匀而光滑的氢氧化锡包膜。氧化亚锡和氯酸钾的浓度变化与包膜组成的关系见表：

接着，采用与第一次包膜相同的条件，加入四氯化钛溶液，仍用氢氧化钠溶液维持pH为2.2，使其再次沉积一层偏钛酸包覆薄膜。三层包膜操作结束后，过滤分离已包膜的云母钛，用去离子水洗涤，在100℃下干燥，再在950℃下焙烧30min，即获得呈现出很强很色光泽的云母钛珠光颜料。如需制备金色或其他彩虹色，则在此基础上再交替包覆氧化锡层和氧化钛层，直接出现所需要的干涉色位置。二氧化钛包膜厚度与颜色的关系见表：

为了得到高质量的珠光颜料，TiO2层包膜必须均匀，少量AlCl3生成Al2O3对生成平滑的包膜有促进作用，能使包膜均匀