[发明专利]片晶状彩色颜料及其生产方法

说明书

本发明涉及一种片晶状彩色颜料，该颜料包含二氧化钛，一种或多种钛的低价氧化物，以及一种或多种不同金属和/或非金属的一种氧化物或多种氧化物。

在油漆、涂料、油墨、塑料、化妆品，尤其是用于外部涂层的领域里，对具有强烈珠光色彩和/或金属光泽的颜料的需求量持续不断地增长。因此，颜料方面的研究目标在于具有光泽的和具有遮盖性的颜料，这种颜料可具有新的效果或者取代那些具有已知缺点的金属颜料如铝粉。已知在片晶状基底上涂有TiO₂的涂层能产生一种所谓珠光效果。关于这类颜料，它可以通过改变TiO₂层的厚度来控制干扰颜色。由DE3433657，和US4623396和EP0332071得知，使用低价氧化物，例如钛的低价氧化物涂敷片晶状基底，继而利用氨气还原TiO₂。然而，利用还原气体来还原固体颗粒不宜于工业生产，因为产品的颜色随还原的程度而变化，因而很难控制。还原度取决于颗粒大小，反应温度、气体流量以及处理时间。此外还需要特殊设备用于处理危险或有毒气体。还已知这种低价氧化物具有许多功能性质例如导电性能。

JP-A-158077公开了一种颜料是由云母芯上的氧化钛层和作为覆盖层的色调调节层构成，氧化钛层包括暗色区，而色调调节层至少含有氧化硅、氧化铝和氧化锌或它们的混合氧化物。暗色区是由暗色金属氧化物(例如低价的氧化钛或氧化铁)、氮化钛、氧化钛或碳黑构成。

颜料的制备过程如下，其第一阶段是在还原气体中和温度为500℃-1000℃下加热并还原二氧化钛涂敷的云母片；或者将二氧化钛涂敷的云母片与金属钛混合然后于500-1000℃温度在真空中加热所得之混合物长达6小时以上。其第二阶段是沉积覆盖层，其方法是在水相介质中使二氧化硅水合物沉淀在含低价钛氧化物的第一层上，然后干燥或焙烧颜料。这种辅助涂层改善了含低价氧化物层的热稳定性。然而，功能性质，例如第一层的导电性，被这第二层屏蔽。这种颜料的缺点是在制造时需用复杂的两步法，因而价格提高。真空还原要求昂贵的设备和复杂的操作程序以及高温和较长的反应时间，因而导致低的生产效率。此外，所用的金属钛也很昂贵。

因此，本发明的一个目的是提供一种具有优良热稳定性同时不会损失彩色层的功能性质的片晶状彩色颜料，这种颜料可用简单的一步法制成。

可按照本发明即通过在片晶状衬底的基质上的片晶状彩色颜料就能达到上述目的，所述片晶状基底用一涂敷层覆盖，该涂敷层含有TiO₂，一种或多种低价钛的氧化物以及一种或多种不同金属和/或非金属的一种或多种氧化物。涂敷层中所述氧化钛的浓度在接近基底表面处为最大值，朝颜料表面方向逐渐减少，而一种或多种不同金属和/或非金属的一种或多种氧化物的浓度在颜料表面处为最大值，朝着基底表面方向逐渐减少，因此在涂敷层的内部存在这些氧化物的混合相。

各种不同元素最好选自碱金属、碱土金属、B、Al、Si、Zn或Fe。此外，所有其它具有足够反应性的元素都可使用。

一种或多种不同金属和/或非金属的含量(相对于颜料中的钛含量)为1～50％(重量)，最好为2-30％(重量)。

此外，上述目的还可通过下述制备片晶状彩色颜料的方法达到，该方法是将涂有TiO₂的片晶状基底与至少一种固体还原剂(最好是碱土金属，B、Al、Si、Zn，Fe，LiH，CaH₂，Al₄C₃，Mg₂Si，MgSi₂，Ca₂Si或CaSi₂)混合，然后在非氧化性气体气氛中于高于600℃的温度加热10分钟以上。

作为起始原料的片晶状基底，可以使用例如云母、高岭土或玻璃片晶，它们可任选地涂有一种或多种金属氧化物层，或者使用涂有TiO₂的金属或金属氧化物片晶。基底的颗粒大小是直径为1-500μm，厚度为0.1～1μm。按照现有技术中众所周知的方法和US-A-3553001的实施例所描述的方法用TiO₂涂敷这些原料。