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一文了解珠光云母多彩原因
2017年06月19日 发布 分类:粉体应用技术 点击量:5411
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珠光云母颜料是以云母粉为基底材料,在其表面附着一层具有较高折射率的透明金属氧化物薄膜制成的云母珠光类颜料,由于光的干涉和反射作用从而产生色彩斑斓的珠光光泽,色彩变换从柔和缎面至耀眼闪烁,颜料显什么色全取决于云母粉体颗粒表面包裹物质的种类、层数等。前几天小编整理了一篇珠光云母的应用,详戳珠光云母:据说,化妆品、汽车、时尚界…都离不了它,今天打算来稍微科普一下珠光云母五彩斑斓的原理。

 

1红色系列珠光云母颜料

红色系列珠光云母颜料是以铁离子包覆云母表面为主的珠光云母颜料,根据包覆率的不同会产生不同的红色。其次是稀土金属包覆云母表面。

 

 

 

1.1、铁离子制备红色系列珠光云母颜料

铁系珠光云母颜料主要是铁离子(包括Fe2+Fe3+)的氧化物或氢氧化物包覆云母薄片形成的金属彩光系列珠光颜料,以及由氧化铁与二氧化钛混合包覆的金色彩光系列珠光颜料。近年来有许多学者对红色系列珠光云母颜料进行了研究,根据包覆工艺和方法可归纳为以下几类:

 

a、液相包覆法

即将水溶性的铁盐及其氧化物,在一定的温度和pH值下发生水解反应,与反应体系中的云母薄片发生包覆作用,这种包覆法又可以分为单层包覆法和多层包覆法。


 

b、气相包覆法

即将铁离子化合物蒸发后,在气相中进行化学反应制得珠光云母颜料。在常压喷动流化反应器中,以金属有机化学气相沉积(MOCVD)法制备双包覆层珠光颜料的工艺。以Fe(CO)5为物源,再包覆以Fe203为主的铁氧化物可获得红棕、金红、橙红、深红等不同色泽的珠光云母颜料;以Ti(OC2H5)4为物源,在有氧情况下用高纯氮气作为载气,再包覆以Fe2O3为主的铁氧化物,可获得橘红、金红等光泽柔和的双包覆层珠光云母颜料。

 

1.2、稀土致色离子制备红色系列珠光云母颜料

不同的稀土金属氧化物可以制造不同色彩的珠光云母颜料,镨锆复合珠光云母颜料为橙红色,铷珠光云母颜料为淡紫罗兰色,铒珠光颜料为淡粉红色,加入立索尔宝红可得到红色珠光云母颜料。红色系列稀土金属致色离子主要是Ce、Sm、Nd、镨、锆、铒。用二氧化铈和硫化氢混合制得Ce10S14O,然后将其包覆在云母薄片上制得红色珠光颜料;用液相沉积法用Sm2+Sm3+包覆可以制得红色珠光颜料;用液相单层包覆方法将稀土金属氧化物Er2O3Nd2O3Pr6O11包覆在云母表面制备彩色红色系珠光云母颜料。

 

2、绿色系列珠光云母颜料

 

绿色系列珠光云母颜料是以铬离子包覆云母为主制得的珠光云母颜料,国外专家对用稀土金属包覆云母制得绿色系列珠光云母颜料也有一定的研究。

 

 

 

绿色系列珠光云母颜料包覆工艺主要是多层包覆,即在云母片上先包覆一层TiO2,然后在云母钛上包覆一层铬离子及其氧化物制得绿色珠光云母颜料。将银白色云母钛浸泡在含有一定量的三氯化铬和尿素的水溶液中,经过反应制备绿色珠光云母颜料。结果表明:当三氧化二铬包覆率为7%时,可得到绿色珠光颜料。通过反应制得绿色珠光颜料。


 

 

用液相包覆法将稀土金属离子Eu2+在云母薄片上,可以制得绿色珠光颜料。

 

3、蓝色系列珠光云母颜料

蓝色系列珠光云母颜料是以钴离子包覆云母为主制得的珠光云母颜料,稀土金属离子包覆云母也可以制得蓝色珠光云母颜料。


 

 

3.1、钴离子制备珠光云母颜料

蓝色珠光云母颜料的包覆主要是液相沉积法,可分为单层包覆和多层包覆。


 

3.2稀土致色离子制备蓝色珠光云母颜料

Eu2+包覆也可以制得蓝色珠光颜料。另外,用普鲁士蓝包覆云母基片也能制备出蓝色珠光颜料;用单层包覆法在云母表面包覆一层二氧化铈得到天蓝色云母珠光颜料。

 

4黄色系列珠光云母颜料

黄色系列珠光云母颜料主要是由二氧化铈和铁离子及其氧化物制得。

 

 

 

4.1铁离子制备黄色珠光云母颜料

不同的包覆率可制得不同的珠光颜料,当α-FeO的包覆率<10%时珠光颜料呈现米黄-棕色,当α-feo包覆率为15%~18%时珠光颜料呈现橙色或浅棕色;德国专利(cn98800302.3)中介绍了代替镉颜料的高度安全的高色度橙色珠光颜料,该新的高色度橙色珠光颜料是在片状基体的表面上涂以含氧化铁的球形金属氧化物颗粒,或涂以在其中加有特种比例的一种或多种选自铝、钙和镁的氧化物得到的球形金属氧化物颗粒,然后制得橙色珠光颜料。< span="">

 

4.2铈离子及其氧化物制备黄色珠光云母颜料

黄色云母珠光颜料包覆工艺一般为单层包覆,即在云母薄片上直接包覆致色稀土铈离子。采用水解法在云母片上包覆CeCl4,溶液通过反应制得黄色珠光云母颜料;在云母薄片包覆一层2%~5%CeO,0.1%~0.5%V2O50.5%~1.0%Tb2O3,在一定的反应条件下可以制得黄色珠光云母颜料;以二氧化铈包覆云母薄片,用液相单层包覆法制得耐候性较好的黄色珠光颜料。

 

目前,全世界云母珠光颜料的总产量超万吨。我国在云母珠光颜料的探究和市场对接方面起步较晚,云母钛珠光颜料的研发、生产和市场对接均处于低级起步阶段,不管是成品的产量、技术水平和市场对接都在一个低层次徘徊,与国外相比无论在研究开发还是在市场对接上仍存在较大差距,而且开发品种单一,这在很大程度上制约着我国这一领域颜料的创新和发展。因此,加大对云母钛珠光新型颜料的覆层研究力度有着极其重要的意义。

 

参考文献:

[1]白翠萍,朱瀛波,管俊芳,等.致色金属离子在珠光云母颜料中的应用[J].矿产综合利用,2008(5):29-32.

[2]李琛,李运涛.液相化学沉积法制备云母珠光颜料的初期研究[J].化工设计通讯,2016,42(4):141-141.

 

小黑杨 整理

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