1、什么是云母鈦珠光顏料

云母鈦珠光顏料俗稱云母鈦珠光粉。它是以天然或人工合成云母薄片為核,在其表面包覆一層或交替包覆多層二氧化鈦及其他金屬氧化物形成的微粉,是一種在結(jié)構(gòu)上與天然珍珠極為相似的平面夾心體?？梢园衙恳黄楣忸伭隙家暈橐粋€(gè)微細(xì)的三棱,因此它也能像普通的三棱鏡一樣,將白色的復(fù)合光分解成五顏六色的單色光,從而顯示出極其美麗的珍珠光澤和金屬光澤。

珠光顏料所產(chǎn)生的顏色是由光的折射形成的,因而是典型的偽彩色。從反射光的強(qiáng)度而言,粒度較粗的珠光顏料能產(chǎn)生如星光閃爍的金屬視感;粒度較細(xì)的珠光顏料則呈現(xiàn)類似絲綢和軟緞般細(xì)膩、柔和的珍珠光澤。當(dāng)光線入射時(shí),一部分光線被表面膜層反射,另一部分光線通過折射透過膜層照到白云母基質(zhì)后再次被反射出來(lái)。當(dāng)光線在界面發(fā)生多次折射、反射及部分吸收、部分穿透作用時(shí),平行光線發(fā)生干涉現(xiàn)象,從而形成了珠光效應(yīng),其珠光效應(yīng)正是來(lái)自于光的干涉。

由此可見,作為珠光顏料的基本構(gòu)造與天然珍珠十分相似,其差別僅僅是云母鈦珠光顏料是平面夾心體,而天然珍珠是球面夾心體。云母鈦珠光顏料之所以帶有珍珠光澤,是由于珠光顏料晶片平行地分布在載色劑中而引起光的多重反射的效果。同天然珍珠一樣,當(dāng)光線照射云母珠光顏料的表面時(shí),它總是在反射大部分入射光的同時(shí),把剩余的光透射到下一層顏料晶片上,又重復(fù)一次光的反射和透射,如此反復(fù),對(duì)入射光多次干擾,使白色的復(fù)合光分解成五顏六色的單色光,呈現(xiàn)斑斕的色彩。

2、云母珠光顏料的性質(zhì)

由于在云母微片上沉積包覆的物質(zhì)的種類以及沉積物質(zhì)含量的不同,使云母珠光顏料的構(gòu)造也就有所不同,進(jìn)而產(chǎn)生性質(zhì)上的變化及用途上的差別,主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

(1)珠光效應(yīng)

珠光效應(yīng)是指珠光顏料具有珍珠般的柔和光澤。珍珠光澤是由包覆于云母薄片上的二氧化鈦多晶膜對(duì)入射光產(chǎn)生多重反射和透射的結(jié)果,即光的干涉現(xiàn)象所致。對(duì)于粒徑小的珠光顏料,由于包覆云母薄片表面的二氧化鈦多晶膜像天然珍珠那樣,分成許多微小層次,這樣當(dāng)入射光照射到其表面時(shí),就會(huì)呈現(xiàn)類色絲綢那樣的光澤。這種光澤稱為“珠光”。云母鈦珠光顏料的這種光學(xué)效應(yīng),稱為“珠光效應(yīng)”。

(2)金屬閃光效應(yīng)

平滑的金屬表面對(duì)光的鏡面反射給人眼產(chǎn)生的閃爍視感稱為“金屬閃光效應(yīng)”。云母薄片通過包覆鈦或其他金屬、非金屬氧化物,或者對(duì)已制成的云母鈦珠光顏料進(jìn)行表面金屬化處理,可以獲得一系列金屬光澤。例如,單純用二氧化鈦包覆的云母鈦珠光顏料能顯示注目的銀白色金屬光澤;銀白色珠光顏料用炭黑或石墨包覆,能產(chǎn)生色調(diào)深沉的鉛金屬效果;用氧化銀、氧化鉍包覆的云母鈦珠光顏料呈現(xiàn)烏亮的黑色金屬光澤;二氧化鈦和石墨混合包覆云母鈦珠光顏料能獲得深灰色珠光;用氧化鐵著色的黃干涉色珠光顏料,具有很強(qiáng)的黃金光澤。

(3)視角閃色效應(yīng)

云母鈦珠光顏料是由透明的云母薄片表面沉積一層透明的,其折射率較基材云母高出許多的金屬氧化物所構(gòu)成。當(dāng)光線在折射率不同的透明層界面發(fā)生多次光的折射、折射及部分吸收、部分穿透作用時(shí),平行的各種反射光之間必將產(chǎn)生光的干涉現(xiàn)象,因而產(chǎn)生珍珠般的光澤和色彩。當(dāng)珠光顏料制成涂膜或塑料薄膜后進(jìn)行觀察,對(duì)觀察者而言,當(dāng)處于光線的反射角時(shí),能看到最強(qiáng)的干涉色;當(dāng)偏離反射角時(shí),只能看到珠白色或其他顏色。這種隨觀察者觀察角度的不同而看到不同干涉色的現(xiàn)象稱為“視角閃色效應(yīng)”

(4)色彩轉(zhuǎn)移效應(yīng)

采用干涉色云母鈦珠光顏料制成的涂膜或塑料薄膜,能同時(shí)顯示兩種不同的顏色。這種顏色的變化稱為色彩轉(zhuǎn)移效應(yīng)或雙色效應(yīng)。正面看到顏料的反射色,側(cè)面能看到其透射色,且色相總是互為補(bǔ)色。例如,采用干涉色幻彩珠光顏料著色的珠光汽車涂料涂裝的轎車,其色彩會(huì)隨著轎車車身的曲率而發(fā)生變化。色彩轉(zhuǎn)移效應(yīng)表現(xiàn)為從黃變到紫,從藍(lán)變到橙,從綠變到紅,亦即從一種顏色變到它的互補(bǔ)色。這種特殊的光學(xué)現(xiàn)象稱為“色彩轉(zhuǎn)移效應(yīng)”。正是由于珠光顏料的這種光學(xué)特性,才使得涂配色師能根據(jù)不同的審美要求,來(lái)設(shè)計(jì)和創(chuàng)造各種奇妙和夢(mèng)幻般的裝飾效果。

(5)附加色彩效應(yīng)

云母鈦珠光顏料可以和透明的無(wú)機(jī)和有機(jī)顏料相混合,或直接用這些顏料對(duì)珠光顏料進(jìn)行著色,所產(chǎn)生的色彩效果非常迷人。如用銅酞菁藍(lán)和銅酞菁綠對(duì)珠光顏料進(jìn)行著色,其色彩不但不會(huì)消弱,反而會(huì)增強(qiáng)。這是珠光顏料所特有的“附加色彩次奧應(yīng)”,也叫“增色效應(yīng)”。閃光鋁粉類常規(guī)金屬顏料的一個(gè)嚴(yán)重缺點(diǎn)是,一旦與這類顏料相混合,再對(duì)樹脂進(jìn)行染色,其色彩的亮度和飽和度會(huì)大幅度地哀減,從而使顏料變得深沉和暗淡。這是普通金屬顏料在涂料、塑料著色時(shí)經(jīng)常遇到的技術(shù)難題。而珠光顏料則不然,經(jīng)配色后的涂料或經(jīng)施工后的涂膜色彩反而變得更加鮮艷和亮麗。這一光學(xué)特性稱為“附加色彩效應(yīng)”或“增色效應(yīng)”。

(6)三維空間效應(yīng)

不論是何種類型的珠光顏料,它總是透明或半透明的薄片。當(dāng)光線照射到薄片表面時(shí),它總是反射大部分入射光,而把剩余的光透射到下一層顏料晶片上,于是重復(fù)一次光的反射和透射,這樣反復(fù)多次,直到穿過基底材,達(dá)到顏料片背光面的二氧化鈦多晶膜上,才被完全吸收和反射。

這一光學(xué)特性使得珠光顏料在透明性的涂膜或塑料薄膜中,具有深遠(yuǎn)的三維空間質(zhì)感。薄膜幾何厚度雖然很薄,但給人的視感卻總是厚膜。這是珠光顏料不同于一般顏料的重要光學(xué)特性。這種給人的三維空間質(zhì)感稱為“三維空間效應(yīng)”。

(7)背景襯度效應(yīng)

由于云母珠光顏料總是透明或半透明的晶片,它的遮蓋力遠(yuǎn)不如常規(guī)二氧化鈦。因此,可以在有色物體的表面覆蓋由顏料晶片組成的透明涂膜,使底層的色彩透明或半透明的珠光顏料面涂層顯露出來(lái)。這種光學(xué)特性稱為“背景襯度效應(yīng),是普通顏料和金屬顏料所沒有”。

3、云母珠光顏料的質(zhì)量影響因素

目前,國(guó)內(nèi)的研究工作主要集中在對(duì)于液相包覆工藝的探索,確定和改進(jìn)影響云母珠光顏料質(zhì)量的各種工藝因素及參數(shù),以其發(fā)現(xiàn)如何提高云母珠光顏料的白度、色彩效果以及珠光光澤的方法。影響云母珠光顏料質(zhì)量的因素概括起來(lái)有以下幾個(gè)方面:

(1)基質(zhì)云母粉的顆粒形態(tài)及徑厚比

基質(zhì)云母粉是沉積包覆納米二氧化鈦顆粒薄膜的載體,基質(zhì)云母粉的顆粒形態(tài)及徑厚比對(duì)最終云母珠光顏料的質(zhì)量有很大影響。通常用來(lái)制備云母珠光顏料的基質(zhì)云母粉的徑厚比要求大于50。

(2)基質(zhì)云母粉的粒度分布

云母粉的粒度分布對(duì)云母珠光顏料的質(zhì)量也有很大影響?；|(zhì)云母粉粒度分布較寬,云母片粒度大小不均勻,粒度小的云母片極易粘附在大片上而造成疊片相對(duì)較多,可使光的散射增強(qiáng),光澤下降,并導(dǎo)致云母表面光潔度,平整性不理想。另外,粒徑參差不齊的云母粉制備的云母珠光顏料,在顏料的使用中產(chǎn)生的大顆粒造成的亮點(diǎn)與小顆粒造成的光澤不足等光學(xué)效果的不均勻,也會(huì)降低其珠光光澤;對(duì)干涉色云母珠光顏料而言,粒徑不同的云母基片,其比表面積存在較大差異,這樣在沉積二氧化鈦的過程中,同一反應(yīng)條件下,在云母薄片上會(huì)產(chǎn)生厚薄不勻的二氧化鈦層,就不能獲得均一色的干涉色艷光。研究表明,基質(zhì)云母粉的粒度分布越窄,粒徑均勻性越高,得到的最終顏料的光澤越強(qiáng)。

(3)云母薄片中的夾雜物

天然絹云母原料的化學(xué)組成復(fù)雜,特別是其中的鐵、錳、鉻、釩等致色金屬離子氧化物,不僅直接影響到云母薄片的原始白度和光澤,也影響經(jīng)過化學(xué)沉積反應(yīng)包膜后的珠光顏料的白度和光澤。特別是當(dāng)制造白度和光澤較高的銀白珠光顏料時(shí),這種影響更加突出,表現(xiàn)為顏料的白度低,光澤差,顏色發(fā)灰、泛黃或發(fā)黑。如果用這些雜質(zhì)含量很高的云母薄片制造幻彩和著色珠光顏料,表現(xiàn)為顏料的色調(diào)偏移,彩度下降。

(4)鍍膜過程的工藝因素

對(duì)于化學(xué)液相沉積工藝而言,沉積包覆過程的工藝因素與鈦鹽的水解反應(yīng)、水解產(chǎn)物在云母基質(zhì)上沉積形成納米顆粒包覆膜以及膜的生長(zhǎng)密切相關(guān)。尤其是pH值、溫度、攪拌速度、藥劑滴加速度等因素影響最大。試驗(yàn)中,就是確定這些因素的參數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)和控制上述各工藝環(huán)節(jié)進(jìn)程。  研究表明,不論是制造何種類型的云母珠光顏料,都要求反應(yīng)在一個(gè)pH值,溫度等反應(yīng)條件相對(duì)恒定的環(huán)境下進(jìn)行,使鈦鹽的水解速率和水合二氧化鈦粒子的成核與生長(zhǎng)速率都較穩(wěn)定且相互協(xié)調(diào),這樣才能獲得均勻光滑而致密的二氧化鈦顆粒包膜層。粗糙不平的顏料粒子表面,會(huì)向各個(gè)不同的方向漫反射光,其結(jié)果是反射光相互干擾,使光澤降低。只有平滑的物體表面才可獲得單一方向的光反射,平行的反射光使光澤得到加強(qiáng)。

(5)沉積劑中的雜質(zhì)

這里所指的沉積劑包括鈦液和其他一切可以通過水解在云母薄片表面形成金屬或非金屬氧化物包膜的物質(zhì)。在制造銀白珠光顏料時(shí),鈦液中的鐵,鉻、錳、釩、鉆等致色金屬離子,在一定的pH值、溫度和壓力下,都將與鈦離子一起,形成多種有色金屬氧化物混合膜沉積于云母薄片之上,從而形成干擾產(chǎn)品的色調(diào)。

4、云母珠光顏料的應(yīng)用

云母珠光顏料具有耐酸、耐堿、耐熱等特性;本身有不自燃、不助燃、不導(dǎo)電,優(yōu)良的耐光性、耐候性,不溶于水,無(wú)毒的特性。目前,珠光顏料的應(yīng)用非常廣泛,在涂料、塑料、油墨、印刷、化妝品,汽車工業(yè)、玩具、皮革、橡膠、裝潢、裝飾品等領(lǐng)域都有應(yīng)用,這些領(lǐng)域無(wú)一不是和我們生活息息相關(guān)。

(1)云母鈦珠光顏料在涂料和油漆中的應(yīng)用

云母珠光顏料在涂料工業(yè)中應(yīng)用較多,它在涂料的基料漿液中容易均勻分散,潤(rùn)濕性好,不會(huì)發(fā)生沉淀。珠光涂料比其它涂料有較好的耐候性和光穩(wěn)定性,同時(shí)容易保持閃光效果,它適用于裝潢涂料、金屬涂料、保護(hù)性涂料及建材涂料等,具有成本低、耐擦洗、珠光好等特點(diǎn)。

無(wú)論是溶劑型涂料還是水性涂料,若使用了云母鈦,其作用不僅僅是遮蓋和裝飾,更重要的是能夠改善涂料的物化性能,增強(qiáng)化學(xué)穩(wěn)定性能,提高遮蓋力,消色力,防腐蝕性,耐光和耐候性,增強(qiáng)涂膜的機(jī)械強(qiáng)度和附著力,可以防止開裂或脫落,防止紫外線和水分透過,延長(zhǎng)物體的使用壽命。同時(shí)還可以節(jié)省用料,提高生產(chǎn)效率。

(2)云母鈦珠光顏料在塑料中的應(yīng)用

近些年來(lái),云母鈦珠光顏料已開始在一些塑料制品中獲得越來(lái)越多的應(yīng)用,例如用于高檔化妝品和藥品包裝的珠光塑料瓶、盒;用于高級(jí)糖果、冰棋淋包裝的珠光塑料薄膜:珠光塑料涼鞋、鈕扣、玩具、桶、浴室部件等日用品和工藝品;各種家電與計(jì)算機(jī)外殼,珠光塑料和建筑裝飾材料等等,越來(lái)越受到廣大消費(fèi)者的喜愛。云母鈦在塑料制品中的應(yīng)用,不僅僅利用它的安全性、無(wú)毒性和珠光效應(yīng)之外,它還能提高塑料制品的耐熱、耐光和耐候性能使塑料制品免受UV光的侵襲,改善塑料制品的質(zhì)量和延長(zhǎng)塑料制品的使用壽命。

(3)云母鈦珠光顏料在油墨中的應(yīng)用

云母鈦是當(dāng)前油墨制造業(yè)中最優(yōu)良的白色顏料,它不僅具有良好的物理化學(xué)穩(wěn)定性,還具有各種耐抗性良好和與其他油墨用材料比較相對(duì)廉價(jià)等特點(diǎn)。隨著世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)內(nèi)外包裝、出版印刷工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步,云母鈦珠光顏料在人們的日常生活中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

云母鈦珠光顏料具有很強(qiáng)的著色力和光分散性。當(dāng)云母鈦分散在介質(zhì)中時(shí),可除了使油墨展現(xiàn)出很高的遮蓋力。云母鈦顏料還具有良好的耐光性、耐熱性、耐堿性和耐候性。所以,云母鈦顏料在高質(zhì)量的白色油墨中應(yīng)用效果特別好,是當(dāng)今油墨工業(yè)中不可缺少的重要材料之一。

(4)云母鈦珠光顏料在化妝品中的應(yīng)用

珠光顏料由于具有獨(dú)特的光學(xué)性能在口紅、發(fā)膠、眼影、指甲油、護(hù)膚霜等化妝品及洗滌用品中廣泛應(yīng)用。珠光顏料加入化妝品中除了增加化妝品的美感外,還有防止紫外線照射引起的皮膚變黑等增效作用。云母鈦珠光顏料由于具有耐光、耐酸、耐堿性等作用,因此使用時(shí)安全無(wú)毒。

(5)云母珠光顏料在汽車工業(yè)的應(yīng)用

當(dāng)今世界汽車涂料市場(chǎng)上最令人感興趣的品種就是顏色純凈、柔和并帶有一定閃爍珠光效果的涂料,汽車涂料的顏色風(fēng)格已經(jīng)成為汽車涂料設(shè)計(jì)人員藝術(shù)風(fēng)格及特定型號(hào)汽車的重要標(biāo)志之一。實(shí)踐證明,它在堿性水性涂料中也能保持光澤,不起泡,施工中不流掛,靜電噴涂不產(chǎn)生電火花,這些都是金屬顏料所不及的。另外,在汽車面漆的涂裝中,罩面清漆會(huì)放大底面面漆的一切缺陷,包括著色底面漆的顏色缺陷,而且加金屬顏料的閃光底面漆也會(huì)產(chǎn)生失色問題,為了克服底面漆的這些缺點(diǎn),可在底面漆中加入一定量的云母鈦珠光顏料和染料,珠光顏料有利于保持金屬狀外觀,還能改善涂層層次、色度和透明度,珠光漆附著力強(qiáng),固化溫度低,流平性佳,漆面光潔如鏡,珠光效應(yīng)強(qiáng)烈。