[发明专利]基于涂布的玻璃片的效应颜料

说明书

本申请是申请号为02809484.0、申请日为2002年4月11日、发明名称为“基于涂布的玻璃片的效应颜料”的中国专利申请的分案申请。

本发明涉及基于薄玻璃片的效应颜料、生产这种颜料的方法和它们在塑料、油漆、涂料、粉末涂料、油墨、印刷油墨、玻璃、陶瓷产品、农用箔和在化妆品配方中的应用。

40多年以来，使用所谓珠光颜料可实现彩虹光泽效应。已开发出各种替代技术产生颜色/光泽效应。制造这些颜料的最重要、经济和通用的方法是用高折射物质如TiO₂、Fe₂O₃、SnO₂、ZrO₂、Cr₂O₃或这些物质的结合或用高和/或低折射率的交替层涂布片晶(platelet)形载体。迄今为止，几乎唯一使用的载体是湿式研碎的白云母。它便宜、容易获得且易于劈开成光滑和非常薄的片晶。这些可分类成任何所需的粒度分布。另外，基于云母的颜料对化学、机械或热处理非常稳定。但云母的一些缺点是，由于它是一种天然产品，所以它的各种来源以及甚至它的各次批料均显示出不一致性。这必须通过调节加工参数来克服。天然云母含有杂质如石英或Fe、Mn、Cu，其中石英使加工更复杂(研磨工具的磨损，废物)，而Fe、Mn、Cu使主色变为黄灰色，而不是白色。当研碎时，它得到厚度与直径分布宽的片晶。这可通过合适的分类来降低，但永远不会导致均匀的形状。

在过去，研究者试图寻找云母的相应替代物，它保持云母的优点，但不包含上述缺点。

在专利文献中，已提出各种其它的片状材料作为云母的替代物。这些包括不溶的无机材料如玻璃、搪瓷、陶土、瓷、天然石头或其它含硅物质、金属物体和有机聚合物材料如聚碳酸酯的表面，正例如在美国专利No.3123485、No.3219734、No.3616100、No.3444987、No.4552593和No.4735869中所公开的。尽管在许多场合，例如在美国专利No.3331699中提及玻璃作为一种可能性，但使用玻璃没有制造出商业的珠光光泽产品，和经验表明使用玻璃作为片状基材所制造的产品具有相当差的质量。

美国专利No.3331699公开了可用折射指数高的金属氧化物(如二氧化钛)颗粒的半透明层涂布玻璃片，条件是在玻璃片上首先沉积在酸性溶液中不溶的成核物质，由所述成核物质沉积金属氧化物的半透明层。该专利没有提及对光滑透明膜(不是颗粒)的需要，对开发质量干涉颜料是必需的。该专利教导了玻璃的本质不是关键的，但成核表面的存在是关键的。该专利进一步述及存在有在酸性溶液中不溶且能在玻璃片上形成成核表面的仅仅小量金属氧化物；氧化锡和一水合氧化铝的纤维状勃姆石形式是公开的唯一的两种这种材料。正如以下所述，根据该专利的教导所制备的产品质量差。

美国专利No.5436077公开了一种玻璃片基材，它具有金属覆盖层，在该金属覆盖层上形成金属氧化物如二氧化钛的致密保护覆盖层。在该专利中，玻璃的本质不重要，金属涂层提供所需的外观，和存在金属氧化物的保护涂层，以保护金属层免受环境的腐蚀。

EP0912640B1教导了C玻璃的厚片涂层，它具有在其上的第一涂层，所述第一涂层包括氧化铁或金红石型二氧化钛。C玻璃的缺点是有限的热稳定性。如EP0912640B1中所公开的，在不高于600℃的温度下焙烧根据相应实施例制备的金红石颜料。公知焙烧温度对于金红石颜料的稳定性，特别是对于户外应用来说是非常重要的。为了在基材上有效地生产稳定的金红石TiO₂层，要求至少800℃的焙烧温度。

为了制备珠光颜料，片状基材的透明度和厚度非常重要。EP0912640B1首次公开了以合理的成本制造极薄的玻璃片。根据所要求保护的方法，不仅能以任何所需的组成，例如由纯SiO₂，而且能满足所想要的应用，以低到小于0.8微米的任何厚度制造玻璃片。

本发明的目的是克服现有技术的问题，并提供具有有利的应用性能的新型效应颜料。通过本发明的基于非常薄的玻璃片的效应颜料，可以实现这一目的，所述的非常薄的玻璃片具有下述特征：

(1)玻璃片的厚度≤1.0微米；

(2)高温和机械稳定性；

(3)光滑的表面。

本发明涉及效应颜料，它以涂布了一层或多层具有高和/或低折射指数的层、厚度≤1.0微米的玻璃片为基础。玻璃片的厚度优选≤0.8微米，特别是≤0.5微米。特别优选软化点≥800℃的薄玻璃片。