專利名稱：無光澤彩色顏料的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種含氧化鐵成分的無光澤彩色顏料，它基于顆粒粒徑小于60μm的干磨無機小薄片狀基材。這類顏料顯著之處在于氧化鐵涂料是由黃色的FeO(OH)和/或Fe2O3組成。
傳統的吸收型顏料，以氧化鐵為例，一般是由平均顆粒通常為0.1-1μm的非常細小的顆粒組成，它吸收幾個特定波長或波長范圍的入射光并基本上以散射的方式反射其余波長的光，并由此顯示出與吸收光互補的顏色。這類顏料通常具有粗糙且不規則的表面，并多少有些不透明。光學特性受顏料顆粒平均大小的影響，顏色的光潔度和深度隨平均粒徑下降而增加。平均直徑小于1μm的顏料顆粒有特別優良的性能。但是，這種特別細小的顏料顆粒通常明顯地表現出較差的分散性，該分散性隨顆粒大小下降而增加。
在吸收型顏料中，氧化鐵顏料具有特別重要的經濟價值，這首先歸因于它的耐老化性、不褪色性及由黃色經過紅色和褐色一直到黑色的寬的顏色范圍。大量的參考文獻介紹了彩色的、薄片狀的、含氧化鐵的顏料。這些參考文獻特別涉及到Fe2O3涂料有選擇性地與其它金屬氧化鐵，如TiO2，一起涂在諸如象云母一樣的薄片狀基材上。這些顏料公開在DE2313331上。DE4137764要求保護基于SiO2、TiO2或ZrO2薄片狀結構的氧化鐵顏料。在Cosmetics & ToiletriesVol.107 No.4p.53ff中，介紹了通過在云母上涂FeO(OH)或Fe2O3得到的透明的含氧化鐵的顏料。
基于薄片狀結構的含氧化鐵的顏料，即所謂的珠光漆，有光滑的表面和相對較大的顆粒直徑，一般為15-100μm，這使其具有不同吸收型顏料的視覺特性。珠光漆以其很好的光澤和低遮蓋力而與眾不同，這些特性必然是與透明或半透明的基材材料有關系，但在許多應用中，如類似面霜等的化妝品配方里，需要無光澤高遮蓋力的彩色顏料。
因此，本發明的目的是開發除主色調顏色以外還具有高遮蓋力、易分散且無上述缺點的無光澤彩色顏料。
目前已令人驚奇地發現，高顏色強度的含氧化鐵的無光澤顏料，可以通過在粒徑小于60μm的干磨的無機薄片狀結構的基材上涂上黃色的FeO(OH)和/或Fe2O3而得到。
根據顏色強度、色調、光澤和遮蓋力，本發明的彩色顏料與含氧化鐵的珠光顏料極為不同的。這清楚地表明，不單是涂料的化學組成對顏料性質起作用，而且其它一些因素也起作用，這些因素具體包括基材的結構與性質，也包括涂覆方法。有不規則顆粒形態的無光澤基材與基材上的FeO(OH)或Fe2O3覆層的組合使用產生了一種由于不規則表面形狀和光的吸收而只表現一種顏色且無光澤的彩色顏料。
因此，本發明涉及一種基于粒徑小于60μm的干磨的無機薄片狀基質的無光澤的含氧化鐵的彩色顏料，其顯著特點是氧化鐵化合物是黃色的FeO(OH)和/或Fe2O3。
本發明也涉及本發明顏料的制備方法，其顯著特征在于以干磨無機薄片基材的懸浮液為原料，在溫度為5°-45℃和pH6-9的條件下，邊攪拌邊加入二價鐵鹽溶液，并向反應液中通入空氣或純氧。然后對已附著在基材上的顏料進行分離、清洗、干燥，并如果需要的話，在400°-1000℃條件下焙燒。
根據本發明的彩色顏料中一種必要的成份是堿性基材。合適的小薄膜片狀的無機基材全部是硅酸鹽葉，比如云母、滑石、高嶺土或絹云母，也可以是合成云母。最好使用云母，如白云母或金云母，通常使用的基材的粒徑小于60μm，最好小于25μm，特別是小于15μm。用作基材層的原料是公知的，通過干磨小薄片狀基材并隨后分成所需的粒級。干磨的硅酸鹽葉很大程度上失去了它原有的形狀。因此，例如通過球磨和干磨白云母制成白色無光澤粉末，這些粉末基本上由無層片結構的不規則的顆粒組成。
根據本發明的方法簡單、容易管理。涂覆工藝通過濕化學方法操作，首先將干磨后的硅酸鹽葉懸浮在水中，然后在5°-40℃，最好是10°-30℃的溫度范圍下加入二價鐵鹽，例如硫酸亞鐵按、鹵化亞鐵或特別是硫酸亞鐵，同時使混合反應的pH值保持在使金屬鹽產生水解作用的范圍內，這可通過同時加入堿如NaOH、KOH、Na2CO3或氨而最容易地實現。但是，使用適當的緩沖溶液也是可行的。pH值最好應超過6，特別是6-9。
在加入二價鐵鹽，最好是二價鐵鹽溶液時或之后，向反應溶液中通入空氣和/或純氧作為氧化劑。氧化鐵通過這樣一種方式以氧化鐵的形式沉積在基材上，即懸浮液中不會產生二次沉降。
制好的彩色顏料最后從反應混合物中分離，用水沖洗，并且一般在80°-120℃的溫度下干燥。得到了一種黃色顏料，它在400°-1000℃的條件下脫水干燥，由于FeO(OH)轉化成Fe2O3，顏色改變為橙色。
依照所需的顏色強度，含氧化鐵片層的厚度最大可以到300nm，最好是10-80nm。根據本發明的彩色顏料可以包含至多80％重量比，最好至多50％重量比的FeO(OH)或Fe2O3。
依照本發明的方法，可以用FeO(OH)或Fe2O3涂層對所有已知的，包括小薄片狀和非小薄片狀的基材上色，這些基材的顆粒粒徑范圍為1-150μm，最好是1-60μm，特別是1-25μm。
對該方法特別合適的基材材料是硅酸鹽葉，例如滑石、高嶺土、絹云母或云母，片狀氯氧化鉍，硫酸鋇，合成云母，象小薄片狀氧化鐵、鋁片一類的金屬顏料，如Eckert的標準品，特別是隨角異色顏料，如BASF的Paliochrom和E.Merck Darmstadt的珠光顏料—金屬氧化物涂在云母粉末上的顏料—其商品名稱為Iriodin。后者是公知的，例如從德國專利和專利申請1467468,1959998,2009566,2214545,2215191,2244298,2313331,2522272,3137808,3137809,3151343,3151354,3151355,3211602和3235017。特別優選使用涂有TiO2和/或Fe2O3的云母顏料，以及合成的無載體的小薄片，陶土片，玻璃片或SiO2片，它們上面涂或不涂一種或幾種金屬氧化物。
在一些情況下，為本發明的彩色顏料另外涂上覆蓋層也是方便的。為此，以公知的方式選擇出無色氧化物層，如TiO2、ZrO2、Al2O3、SbO2、ZnO、SiO2、MgO、CaO、Ce2O3或SnO2比較方便，其中每種氧化物均可單獨使用或作為混合物使用。為使層表面疏水以適用特殊用途，用硅烷或表面活性劑，如硬脂酸鎂對本發明的彩色顏料進行處理比較有利。這種覆蓋層以傳統方式涂于速干漆或以更簡單的方式在從溶液沉淀中分離顏料前涂施。這種覆蓋層通常比氧化鐵或氫氧化鐵層更薄。
依照本發明的無光澤彩色顏料的特征一方面是其高顏色強度和高遮蓋力，另一方面是其極好的色彩明暗重現性，這種特性在傳統的吸收型顏料中大多不會出現。此外，這類顏料在與工業有關的系統中顯示出有利的顏色。而且，這類顏料的特別處還在于皮膚上很好的感覺和有利于油脂吸收的價值。這些特性的結果是此類顏料特別適用于水性和非水性的化妝品配方，而且也適用于固態妝前用化妝品，如面膜、軟膏、乳液、唇膏和其它化合物，并能以通常從0.01到100％重量比的濃度使用。另外，這類彩色顏料顯示出較好的分散性和再分散性并因此更適用于水性或非水性涂料系統，如各類涂料、油漆和油墨。另外，本發明的這類顏料還適用于塑料的上色。
因此本發明也涉及包括本發明彩色顏料在內的配方。
另外，包含本發明顏料的塑料適合于激光標記。基于塑料系統，加入濃度從0.01至20％重量百分比，最好0.5至15％重量比，特別是0.8至5％重量比的彩色顏料可產生抗擦抹抗劃刻具有高對比度和高清晰度的激光標記。這種上色的塑料可以用于傳統印刷技術印制已被用于標記塑料的一切部門。
下面的實施例旨在解釋本發明而非對它的限制實施例1將100g粒徑小于等于12μm的干磨云母粉懸浮于2l水中。用10％的鹽酸將pH值調至7.5。在溫度20℃時，將FeSO4溶液(120gFeSO4·7H2O溶于420ml水中)逐滴加入此懸浮液中。同時以30l/min的速率向懸浮液中通入氧氣。在反應過程中，用10％的Na2CO3溶液調節pH值使其保持7-8。滴加完FeSO4溶液后，連續攪拌15分鐘。最后，用水洗滌產品直至沒有硫酸鹽存在，在110℃下干燥并篩分至粒徑為100μm。所得到的顏料含25.6％重量比的FeO(OH)。并且顯著之處在于深橙黃色。
實施例2實施例1得到的產品在850℃下焙燒0.5小時，得到一種有很好光潔度的橙色顏料。
對照例1用于實施例1的干磨云母用顆粒粒徑小于15μm的薄片狀云母替代。按實施例1步驟進行涂施FeO(OH)。
對照例2對照例1得到的產品在850℃下焙燒0.5小時。
顏色特性評價可把實施例及對照例得到的黃色和橙色顏料與涂層底漆混合并涂于金屬板上。以實驗方式(DIN5033 Hunter-LAB)測量顏色和光澤特性。從不同測量角-22.5°/22.5°及45°/0°-測得的反射光(光澤)是由涂好的板上的亮度值(L值)決定，依據下面的公式 產品 光澤數實施例1 30.6比較例1 50.6實施例2 34.4比較例2 42.8從該表明顯可見基于干磨云母基材的從實施例1和實施例2得到的產品確實比薄片狀云母基材的顏料光澤度低。
權利要求
1.一種無光澤含氧化鐵的彩色顏料，它基于顆粒粒徑小于60μm的干磨無機薄片狀基材，其特征在于氧化鐵混合物是黃色的FeO(OH)和/或Fe2O3。
2.根據權利要求1的彩色顏料，其特征在于含氧化鐵的涂層完全由FeO(OH)在400°-1000℃溫度下脫水得到的Fe2O3組成。
3.根據權利要求1或2的彩色顏料，其特征在于氧化鐵或氫氧化鐵的含量在全部顏料中占5-70％重量比。
4.根據權利要求1至3的彩色顏料，其特征在于薄片狀基材為云母。
5.根據權利要求1至4的彩色顏料，其特征在于另外還包括含有一種或多種無色金屬氧化物，硅烷化合物或硬脂酸鹽，或這些化合物的混合物的覆蓋層。
6.根據權利要求1的彩色顏料的制備方法，其特征在于干磨無機薄片狀基材的懸浮液用作原料，在5°-40℃的溫度范圍下和pH值為6-9的條件下加入二價鐵鹽溶液，并向反應液中通入空氣和/或氧氣，然后這種附著基材層的顏料被分離、洗滌、干燥，并且如需要的話，在400°-1000℃的溫度下焙燒。
7.彩色顏料的制備方法，其特征在于用粒徑尺寸在1-500μm的薄片狀或非薄片狀基材懸浮液作為原料，在5°-40℃溫度下和pH值為6-9時加入二價鐵鹽溶液。同時向反應溶液中通入空氣和/或氧氣，然后對附著在基材層的顏料分離、洗滌、干燥，并如果需要，在400°-1000℃下焙燒。
8.根據權利要求1的彩色顏料用于涂料、油墨、塑料和化妝品配方中。
9.包含根據權利要求1的彩色顏料的配方。
10.包含根據權利要求1的彩色顏料的可激光標記的塑料。
全文摘要
本發明涉及無光澤含氧化鐵彩色顏料，它基于顆粒尺寸小于60μm的干磨無機薄片狀基材，其特征在于鐵氧化合物是黃色的FeO(OH)和/或Fe
文檔編號A61K8/25GK1133324SQ9512086
公開日1996年10月16日 申請日期1995年12月18日 優先權日1994年12月21日
發明者C·施米特, C·塞貝爾 申請人:默克專利股份有限公司