碳包覆钛珠光颜料及其制备方法

技术领域

本发明涉及珠光颜料技术领域，具体而言，涉及碳包覆钛珠光颜料及其制备方法。

背景技术

珠光颜料料具有金属颜料的闪光效果，又能产生天然珍珠的柔和色泽，在受到阳光照射时，能产生多层次的反射，反射光相互作用而呈现出柔和夺目或五彩缤纷光泽及色彩。可广泛应用于涂料、塑料、橡胶、油墨、纸张、纺织品、化妆品、装饰品、工艺品、皮革、搪瓷、陶瓷、包装用品、印刷装潢和建筑材料等诸多领域。

现有技术中珠光颜料有多种颜色，例如蓝色、白色、红色以及灰-黑色等。其中，灰-黑色的珠光颜料一般是直接将炭黑等与二氧化钛和云母直接混合，但是此种方法形成的珠光颜料色泽暗淡且不均匀。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供碳包覆钛珠光颜料及其制备方法。本发明实施例提供的碳包覆钛珠光颜料及其制备方法色泽明亮且均匀。

本发明是这样实现的：

第一方面，本发明提供一种碳包覆钛珠光颜料的制备方法，包括：在二氯氧钛和碳酸盐的反应体系中添加聚合物单体，以使所述聚合物单体发生聚合反应。

在可选的实施方式中，包括：将所述碳酸盐和所述聚合物单体混合形成第一混合物；而后将含有所述二氯氧钛的溶液添加至pH为1-2的基材溶液，同时，添加所述第一混合物，维持反应体系的pH不变。

在可选的实施方式中，第一混合物的制备包括：将含有所述碳酸盐的悬浊液与所述聚合物单体混合。

在可选的实施方式中，所述碳酸盐为碳酸钙。

在可选的实施方式中，所述聚合物单体为在酸性条件下能够发生聚合反应的单体；

优选地，所述聚合物单体为糠醇。

在可选的实施方式中，所述基材溶液中的基材原料为云母、玻璃和氧化铝中的任意一种。

在可选的实施方式中，每100克基材对应添加5-15克聚合物单体、0.5-0.7摩尔二氯氧钛以及0.5-0.7摩尔碳酸盐。

在可选的实施方式中，添加所述聚合物单体的反应结束后，对所述反应体系进行过滤、洗涤、烘干和煅烧。

在可选的实施方式中，烘干的温度为100-150℃，煅烧的温度为500-800℃。

第二方面，本发明提供一种碳包覆钛珠光颜料，其通过前述实施方式任一项所述的碳包覆钛珠光颜料的制备方法制备得到。

本发明具有以下有益效果：本发明实施例在二氯氧钛和碳酸盐反应形成二氧化钛的反应体系中加入聚合物单体，使得二氯氧钛和碳酸盐进行反应时，聚合物单体也进行聚合反应形成聚合物，继而聚合物能够对形成的二氧化钛进行包覆，避免粒子的无序聚集变大，保证了反应性形成的二氧化钛粒子的均匀性，继而使得最终形成的珠光颜料色泽明亮且均匀，且表面平整致密。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例1提供的碳包覆钛珠光颜料的SEM图；

图2为本发明提供的实施例1和对比例的颜料的粉末对比图；

图3为本发明提供的实施例1和对比例的颜料在PU树脂中的对比图；

图4为本发明提供的实施例1碳包覆钛珠光颜料的喷涂效果图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

本发明实施例提供一种碳包覆钛珠光颜料的制备方法，包括：在二氯氧钛和碳酸盐的反应体系中添加聚合物单体，以使所述聚合物单体发生聚合反应。首先，本发明实施例是利用二氯氧钛和碳酸盐进行中和反应，形成纳米二氧化钛粒子，但是形成的二氧化钛粒子粒径小，容易团聚无序变大，继而导致在基材上的二氧化钛粒子分布不均匀，不致密，继而导致整个珠光颜料的颜色暗淡且不均匀。而在二氯氧钛和碳酸盐的反应体系中添加聚合物单体，能够使得二氯氧钛和碳酸盐进行中和反应时，聚合物单体与聚合物单体能够进行聚合反应形成聚合物，且形成的聚合物能够对形成的二氧化钛进行包覆，避免粒子的无序聚集变大，保证了水解形成的二氧化钛粒子的均匀性，继而提升珠光颜料的颜色的明亮性和均匀性。

具体地操作步骤如下：将所述碳酸盐和所述聚合物单体混合形成第一混合物；而后将含有所述二氯氧钛的溶液滴加至pH为1-2的基材溶液中，同时，添加所述第一混合物，维持反应体系的pH不变。二氯氧钛为酸性物质，添加二氯氧钛会导致基材溶液的pH发生变化，因此，需要中和其酸性，那么本发明实施例添加的第一混合中含有碳酸盐，其可以与二氯氧钛进行中和反应，可以形成二氧化钛粒子，同时，碳酸盐中和二氯氧钛的酸性，使得反应体系的酸性不变，继而聚合物单体可以发生聚合反应形成聚合物，并对二氧化钛粒子进行包覆。

其中，采用的碳酸盐为碳酸钙，但是可以理解的是碳酸钙仅仅是本发明实施例的举例，其他可以与二氯氧钛反应形成二氧化钛的碳酸盐都在本发明实施例的保护范围内。

所述聚合物单体为在酸性条件下能够发生聚合反应的单体；例如，所述聚合物单体为糠醇。糠醇仅仅为本发明实施例的举例，其他可以在pH为1-2的酸性条件下进行聚合反应形成聚合物，并能对二氧化钛进行包覆的聚合物单体也在本发明实施例的保护范围内。

所述基材溶液中的基材原料为云母、玻璃和氧化铝中的任意一种。

进一步地，每100克基材对应添加5-15克聚合物单体、0.5-0.7摩尔二氯氧钛以及0.5-0.7摩尔碳酸盐。例如，每100克基材对应添加5克聚合物单体、6克聚合物单体、7克聚合物单体、8克聚合物单体、9克聚合物单体、10克聚合物单体、11克聚合物单体、12克聚合物单体、13克聚合物单体、14克聚合物单体以及15克聚合物单体等5-15克聚合物单体之间的任意数值；每100克基材对应添加0.5摩尔二氯氧钛、0.6摩尔二氯氧钛以及0.7摩尔二氯氧钛等0.5-0.7摩尔之间的任意数值，每100克基材对应添加0.5摩尔碳酸盐、0.6摩尔碳酸盐以及0.7摩尔碳酸盐等0.5-0.7摩尔之间的任意数值。采用上述配比能够进一步有利于二氧化钛和聚合物的形成，有利于聚合物对二氧化钛进行包覆。

进一步地，第一混合物的制备包括：将含有所述碳酸盐的悬浊液与所述聚合物单体混合。

进一步地，添加所述聚合物单体的反应结束后，对所述反应体系进行过滤、洗涤、烘干和煅烧。其中，烘干的温度为100-150℃，例如为100℃、110℃、120℃、125℃、130℃、140℃、145℃以及150℃等100-150℃之间的任意数值，在此温度下能够有效去除珠光颜料上的游离水。煅烧的温度为500-800℃，例如为500℃、550℃、600℃、620℃、650℃、700℃、770℃以及800℃等500-800℃之间的任意数值，在此温度下不仅仅可以有效去除珠光颜料的结合水，还可以使得聚合物碳化。

本发明实施例还提供一种碳包覆钛珠光颜料，其通过前述碳包覆钛珠光颜料的制备方法制备得到。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

本实施例提供一种碳包覆钛珠光颜料的制备方法，包括：

将0.6mol碳酸钙与水混合形成质量百分数为30％的碳酸钙悬浊液，而后与15克糠醇合形成第一混合物。

将0.6mol二氯氧钛和水混合形成2M的含有二氯氧钛的溶液。在反应器中添加100克云母，加水至900毫升，调节体系的pH至1，而后滴加300毫升上述含有二氯氧钛的溶液，滴加上述含有二氯氧钛的溶液的同时滴加第一混合物，维持体系的pH不变。

反应结束后，过滤、采用水洗涤2次，而后在100℃的条件下干燥1小时，而后再在500℃的条件下煅烧30分钟。

本实施例提供一种碳包覆钛珠光颜料，其通过该方法制备得到，该颜料的颜色为灰-黑色。

对碳包覆钛珠光颜料进行SEM检测，检测结果参见图1。

实施例2

本实施例提供一种碳包覆钛珠光颜料的制备方法，包括：

将0.7mol碳酸钙与水混合形成质量百分数为30％的碳酸钙悬浊液，而后与10克糠醇合形成第一混合物。

将二氯氧钛和水混合形成的含有二氯氧钛的溶液。在反应器中添加100克云母，加水至900毫升，调节体系的pH至1.5，而后滴加上述含有二氯氧钛的溶液，滴加上述含有二氯氧钛的溶液的同时滴加第一混合物，维持体系的pH不变，其中，100克云母对应添加0.7摩尔二氯氧钛。

反应结束后，过滤、采用水洗涤3次，而后在150℃的条件下干燥1.5小时，而后再在800℃的条件下煅烧30分钟。

本实施例提供一种碳包覆钛珠光颜料，其通过该方法制备得到，该颜料的颜色为灰-黑色。

实施例3

本实施例提供一种碳包覆钛珠光颜料的制备方法，包括：

将0.5mol碳酸钙与水混合形成质量百分数为30％的碳酸钙悬浊液，而后与5克糠醇合形成第一混合物。

将二氯氧钛和水混合形成的含有二氯氧钛的溶液。在反应器中添加100克云母，加水至900毫升，调节体系的pH至2，而后滴加上述含有二氯氧钛的溶液，滴加上述含有二氯氧钛的溶液的同时滴加第一混合物，维持体系的pH不变，其中，100克云母对应添加0.5摩尔二氯氧钛。

反应结束后，过滤、采用水洗涤2次，而后在120℃的条件下干燥1小时，而后再在750℃的条件下煅烧40分钟。

本实施例提供一种碳包覆钛珠光颜料，其通过该方法制备得到，该颜料的颜色为灰-黑色。

实施例4

本实施例提供一种碳包覆钛珠光颜料的制备方法，包括：

将0.65mol碳酸钙与水混合形成质量百分数为30％的碳酸钙悬浊液，而后与12克糠醇合形成第一混合物。

将二氯氧钛和水混合形成的含有二氯氧钛的溶液。在反应器中添加100克云母，加水至900毫升，调节体系的pH至1，而后滴加上述含有二氯氧钛的溶液，滴加上述含有二氯氧钛的溶液的同时滴加第一混合物，维持体系的pH不变，其中，100克云母对应添加0.65摩尔二氯氧钛。

反应结束后，过滤、采用水洗涤3次，而后在145℃的条件下干燥1.5小时，而后再在700℃的条件下煅烧45分钟。

本实施例提供一种碳包覆钛珠光颜料，其通过该方法制备得到，该颜料的颜色为灰-黑色。

实施例5

本实施例提供一种碳包覆钛珠光颜料的制备方法，包括：

将0.55mol碳酸钙与水混合形成质量百分数为30％的碳酸钙悬浊液，而后与8克糠醇合形成第一混合物。

将二氯氧钛和水混合形成的含有二氯氧钛的溶液。在反应器中添加100克云母，加水至900毫升，调节体系的pH至2，而后滴加上述含有二氯氧钛的溶液，滴加上述含有二氯氧钛的溶液的同时滴加第一混合物，维持体系的pH不变，其中，100克云母对应添加0.6摩尔二氯氧钛。

反应结束后，过滤、采用水洗涤2次，而后在100℃的条件下干燥1小时，而后再在600℃的条件下氮气气氛下煅烧半小时。

本实施例提供一种碳包覆钛珠光颜料，其通过该方法制备得到，该颜料的颜色为灰-黑色。

对比例

在带有机械搅拌的反应器依次加入100g的天然云母银白珠光颜料(粒径为10-60μm)，1000ml的去离子水，随之搅拌，用稀盐酸将pH值降至5.2，然后加入炭黑色浆的溶液，先搅拌15分钟，然后滴加20％的三氯化铝溶液，同时滴加30％的液碱溶液，保持pH值不变，直至目标添加量后，继续搅拌半小时，过滤、洗涤、在110℃烘干得到珠光颜料。对比例的目标添加量和实施例1的目标添加量(折算炭含量)一致。

样品的性能评估：

样品的质量评估采用常见的涂布划卡或者喷板的方法。将一定的珠光颜料添加到树脂或者油漆中搅拌均匀后，然后涂布或者喷板，再用X-Rite MA68色差仪测试色泽和光洁度。如下表所示：

爱色丽测试颜色数据

根据上述结果可知，实施例1为本发明的样品，与对比例色相相近(h°值代表色相)，色饱和度(C*值)及亮度(L*值)均得到显著提高。特别是色饱和度(C*值)提高明显。

将实施例1和对比例的颜料粉末进行拍照对比，参见图2，可见实施例1的颜料的颜色更深，粉质更细腻。

将实施例1和对比例的颜料喷添加至PU树脂后拍照对比，参见图3，图3中左侧为实施例1的效果图，右侧为对比例的效果图，可见，实施例1的颜料与PU树脂混合后形成的物料更光滑。

喷涂实施例1的颜料后的图片参见图4，可见，其表面光亮，颜色均匀。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。