浅谈珠光颜料的性能改善的问题

2020-06-23 13:45上一篇:珠光颜料供应市场现状及发展趋势 |下一篇:珠光颜料浆合成技术要求及测定标准

    随着珠光颜料应用范围的扩大,人们也对其性能提出了更高要求,由于其遮盖力、着色性、透明性、稳定性及耐光性等都有不尽人意之处,在应用上受到了一定限制。因此,改善其性能是目前珠光颜料研究的主要课题。 
    一、珠光光泽的改善 
    1.纳米极TiO2微胶粒的制备 
    将钛粉与适量浓盐酸放入溶样管中,在N,保护下,水浴加热使钛粉溶解,形成TiCl溶液。经过滤,用去氧的蒸馏水和稀盐酸将其稀释至所需浓度。将配好~TiCl溶液加入到光化学反应器中,以30mj/mjn流量通入Ai气以防止Ti0离子被空气氧化,在一定温度、酸度及搅拌条件下,利用紫外光源照射进行光化反应,制得粒径为15~30nm的TiO。微胶粒。光化反应的主要反应式为: 
反应式
 
    2.纳米TiO2微胶对云母钛表面修饰实验 
    将珠光颜料与纳米级TiO微粒子胶体溶液制成悬浮液(L/S=25),在一定温度、pH值及搅拌条件下进行反应,一定时间后过滤,水洗至无Cl,烘干后于800-900。C下煅烧1~2h,便制得以金红石型纳米TiO,微粒子包覆的改性云母钛珠光颜料。 
    据实验表明此种方法可使颜料的平均反射率提高5%左右,包覆层更加致密光滑,可明显改善珠光效应。表面网印的最佳工艺参数为pH=1.50,反应温度为75。C,搅拌速率为170Y/m_n,反应时间4h。混入带有与纳米TiO,微粒子呈异号电荷的杂质离子,将破坏纳米TiO,微粒子的单分散性而导致其絮凝,影响网印效果。对网印后的珠光颜料于800~900。C煅烧,使其晶型由锐钛型基本转化为金红石型,珠光效应更佳。 
    二、珠光颜料分散性的改善 
    颜料是作为网印油墨、涂料等的着色剂而使用的材料,一般不溶于水、油或溶剂,应用过程中以微细颗粒状态分散于介质(基料)中。为了充分发挥珠光颜料的着色力、遮盖力等性能,颜料除必须有一定细度外,还必须能与基料很好的混溶。 
    由于珠光颜料表面包覆的TiO。具有强极性,在有机物中易凝聚成团并沉降,其分散性和分散稳定性都很差,直接影响了珠光颜料本身优异性能的发挥和进一步的推广应用,因此必须对其进行表面处理。可用于珠光颜料表面改性,以提高其分散性的表面改性剂很多,如偶联剂、表面活性剂、有机硅等。 
   
    湖北鄂南油墨化工研究所采用有机硅表面活性剂对珠光颜料进行表面色膜改性,极大地改善了珠光颜料在油墨中的分散稳定性,提高了珠光颜料的使用性能,方法简单,成本低,效果好,具有工业价值,其方法如下: 
    将5g珠光颜料均匀分散于适量无离子水中,搅拌升温至包膜所需温度,加入有机改性此,表面改性剂必须能在颜料表面形成致密均匀的薄膜,隔离TiO,极性基团,同时又能与有机物结合,起中介作用将极性的无机物与非极性的有机物连接在一起。 
    分子中的有机官能团乙烯基含有双键,性质活泼,极易与油墨或油漆中的树脂等有机物反应,从而又能与非极性的有机物很好地结合;同时,分子中的C—Si或C—Si—O键具有优良的温润性能和疏水性,其降低表面张力的能力可达~lJ20mN/m,使得珠光颜料在有机物中能迅速地湿润并分散开来,达到良好的分散和稳定状态。剂,其用量为珠光颜料质量的0.2%~0.8%,恒温包膜1h后冷却搅拌0.5h,直接过滤干燥即得产品。所用有机改性剂有甲基含氢硅油、聚乙烯醇等。 
    实验发现,经有机硅化合物改性的颜料在油墨中具有很好的分散稳定性,而导致颜料改性效果差的原因在于各种改性剂的改性机理不同。由于珠光颜料表面包覆的二氧化钛分子极性很强,使得颜料表面易吸附水分子并使水分子极化而形成表面羟基,从而亲水疏油。对颜料进行表面改性的目的是使颜料表面不具有极性分子。因此,表面改性剂必须能在颜料表面形成致密均匀的薄膜,隔离TiO,极性基团,同时又能与有机物结合,起中介作用将极性的无机物与非极性的有机物连接在一起。A一151分子结构式为:CH,=CH—Si(OC,H),分子中的乙氧基为水解性基团,在水溶液中可水解成为羟基CH,=CH—Si一(OH),这些羟基与活性硅相连,极性很大,能够在颜料颗粒表面产生化学吸附,通过氧桥与二氧化钛颗粒牢固相连而均匀地包覆在颜料表面,方程式如下: 
    CH2=CH—Si一(OH)3+3TiO2-OH--,CH2CH—S__(O—TiO)3+3H3O 
    分子中的有机官能团乙烯基含有双键,性质活泼,极易与油墨或油漆中的树脂等有机物反应,从而又能与非极性的有机物很好地结合;同时,分子中的C—Si或C—Si—O键具有优良的温润性能和疏水性,其降低表面张力的能力可达~lJ20mN/m,使得珠光颜料在有机物中能迅速地湿润并分散开来,达到良好的分散和稳定状态。 
    A151的用量对珠光颜料分散性的影响较大。用量太少,会使包膜不充分或不均匀致密,分散性自然不好,随着A151用量的增加,放置同样时间后颜料沉淀,质量分数减少,即珠光颜料在油墨中的分散稳定性增加。但用量达到一定值后,颜料的分散性不再增加,说明只要表面处理剂在颜料表面形成一层致密均匀的薄膜,就能起到隔离TiO,极性基、改变颜料表面性质、提高颜料分散性的作用。同时,改性剂用量太多还会影响珠光颜料的光泽。实验结果表明,A151与珠光颜料的最佳质量比为0.6:100。为此,我们今后研究和开发的重点方向是: 
    (1)为了更好地改善珠光颜料的性能对珠光颜料的形成机理做更深入的研究。 
    (2)着重对主要使用的表面处理剂(如氧化硅、氧化铝等)的性能及其对颜料的影响进行更深入地研究。 
    (3)对珠光颜料进行结构改善,研究多覆层着色珠光颜料的制备技术和工艺条件。 
    (4)由于金红石晶的高珠光色彩,开发金红石化促进剂对制备高质量的珠光颜料有着重要意义。 
    (5)由于人们对珠光颜料色彩需求的提高,制备新型彩色和变色珠光颜料也是当前研究和市场开发的重点。 

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