【集萃网观察】摘要：用绢云母可制得一种具有良好光学屏蔽性能的新型珠光颜料，市场前景广阔。本文讨论了白色绢云母珠光颜料的制备方法，并重点研究了试验条件对其性能的影响，同时还用XRD、SEM等手段对产品进行了表征。

    关键词：绢云母、珠光颜料、二氧化钛、制备表征

    珠光颜料是以云母片为基材，在其表面包覆一层或多层二氧化钛或其它氧化物，而研制开发的一种新型装饰材料。由于具有天然珍珠光泽，耐酸、耐碱、耐热，本身不自燃、不助燃、不导电，耐光性、耐候性优良,不溶于水，无毒，使用后能呈现出既像绸缎般柔和、又像星星般闪烁的装饰效果，目前已广泛应用于涂料、塑料、化妆品、皮革、印刷、印花、壁纸、橡胶、陶瓷等产品中[1]。

    从理论上讲，制备珠光颜料的基片，可以是任何稳定的细小片状物。但一般优先选用薄片硅酸盐矿物[2]。目前使用得最多的基片是白云母，它片度好、径厚比大、有光泽，但同时也存在优质资源少、加工困难、分散性较差等弱点。因此，本试验选取同样具有云母片层状结构的绢云母，来作为制备珠光颜料的基片。

    绢云母属于2∶1型层状硅酸盐，天然粒径细小，具有优异的光学、电学性能和良好的化学稳定性，尤其对红外、紫外光和微波具有很好的屏蔽效果。若以它为基片制备珠光颜料，将可得到一种具有光学屏蔽性能的新型珠光颜料，很有市场前景。

    本研究以绢云母为基片，通过酸碱中和法，制备出了白色绢云母珠光颜料，重点研究了试验条件对其性能的影响，并对产品进行了表征。

   1试验部分

    1.1药品与仪器

    药品：精细绢云母粉，湖北孝昌绢云母提纯样，纯度大于90%，厚度小于1μm；四氯化钛(AR)，盐酸(AR)，氢氧化钠(AR)，四氯化锡(AR)，去离子水等。

    试验仪器：三口烧瓶，滴液漏斗，精密pH计，电动搅拌器，恒温水浴锅，干燥箱，马弗炉，电子天平等。

    测试仪器：WSD-Ⅲ全自动白度仪，J1-1155型激光粒度仪，JSM-35CF扫描电镜(SEM)，EDAX能谱仪，SMARTAPEX型X射线分析仪(XRD)。

    1.2制备方法

    1.2.1绢云母活化[3]：取10g精细绢云母粉置三口烧瓶中，加入1mol/L的盐酸100ml，在60℃水浴中

    搅拌30min，过滤，用水洗涤至中性；再加入5%的磷酸100ml，在60℃水浴中搅拌30min，过滤、用水洗涤至中性，烘干，得活化绢云母。绢云母活化的目的，主要是为了改善其表面的吸附性能，增强与包覆物的结合能力。

    1.2.2配制四氯化钛溶液：纯四氯化钛极易水解，即使碰到潮湿的空气也会生成大量的白烟(盐酸遇水蒸气形成的酸雾)，并放出热量。因此，配制澄清的四氯化钛溶液十分不易。经过多次尝试，认为采用如下方法配制较可行：首先在烧杯中倒入少量一定浓度的盐酸溶液，置冰水浴中。然后再往其中加四氯化钛，同时用玻璃棒不停的搅拌散热，可适当用喷壶喷洒少量水抑制大量生成的白烟。待溶液稳定后，加水稀释到需要的浓度，即可得到澄清且十分稳定的四氯化钛溶液。

   1.2.3绢云母表面包覆二氧化钛：将活化绢云母配成5%~10%的悬浮液，用1mol/L的盐酸调节pH值至1.5~2.5，并在85℃水浴中搅拌。然后以滴加的方式加入配制好的四氯化钛溶液(其中溶有少量的四氯化锡)，同时滴加10%的氢氧化钠溶液，保持pH值的稳定。反应一段时间后，停止滴加液体，并继续搅拌30min。反应完毕后将溶液过滤，并用水洗涤至中性，90℃烘干。

    1.2.4绢云母珠光颜料的煅烧：将上述烘干样品在600℃煅烧1h。冷却后取出，研磨打散，即得到白色绢云母颜料。

    2结果与讨论

    二氧化钛包覆是个很复杂的过程，影响因素较多。根据前人的研究经验和反复的试验总结，作者认为，绢云母的粒度、体系pH值、四氯化钛溶液浓度这三个因素，对绢云母珠光颜料最终效果影响最大，故对其进行了重点讨论。

    对银白珠光颜料而言，白度是个重要而直观的质量技术指标。因此，本研究就以白度来作为评判银白绢云母珠光颜料质量的相对标准。

    2.1粒度的影响珠光颜料基片大小不同，其表面二氧化钛的包覆率就不一样，表面产生的光泽也不一样。不同粒度的绢云母，制备出的绢云母珠光颜料效果也不一样。本试验选取不同粒度(平均粒径分别为5.32、10.22、21.00和30.05μm)的绢云母进行包覆试验(绢云母悬浮液浓度5%、10%四氯化钛溶液50ml、pH值2.0、600℃煅烧1h，下同)，研究粒度对绢云母珠光颜料的影响，结果见图1。

    粒度对绢云母珠光颜料的影响

    从图1可看出，绢云母的最佳粒度应该在10~15μm，太细或太粗对试验结果都不利。如太，钛盐沉淀到其表面的几率就会变小，大部分氢化钛都悬浮在溶液中，时间一长，溶液就会形成浊，影响产品的珠光效果；如太大，钛盐在其表沉淀就会不均匀，产品的珠光效果也会被减弱。

    2.2pH值的影响反应体系的pH值，是制备绢云母珠光颜料最重要的、也是最难控制的影响因素。如pH值不稳定，变化太大，就会影响氢氧化钛沉淀的均匀性和稳定性，最终使绢云母颜料的珠光效果下降。本试验通过定量滴加的方式，严格控制体系的pH值的浮动范围，研究了体系在pH值为1.0、2.0、3.0、4.0时，制备绢云母珠光颜料的情况，试验结果见图2。

    从图2可看出，体系pH值对绢云母珠光效果的影响很大。当pH值在2.0左右时，绢云母颜料的珠光效果最好。pH值过小，体系中过多的H+抑制了四氯化钛的水解，沉淀到绢云母表面的氢氧化钛量太少，绢云母珠光效果很差。pH值过大时，四氯化钛水解速度太快，生成的大量氢氧化钛来不及沉淀到绢云母表面，只能游离在溶液中，形成白浊现象，绢云母的珠光效果也不好。

    2.3四氯化钛溶液浓度的影响为寻找最合适的四氯化钛溶液浓度，本试验对比了不同浓度的四氯化钛对绢云母包覆效果的影响。分别加入相同量的10%、15%、20%、25%的四氯化钛溶液，在相同试验条件下进行包覆试验，最终结果见图3。

    包覆试验

    从图3可看出，不同浓度的四氯化钛产生的包覆效果明显不一样。在相同条件下，最合适的四氯化钛溶液浓度为15%左右。当四氯化钛溶液浓度太低时，包覆的速度过慢，影响氢氧化钛晶体在绢云母表面的附着和生长；当四氯化钛溶液浓度太高时，瞬时生成的氢氧化钛过多，来不及沉淀到绢云母的表面，只能游离在溶液中，形成胶体，也会影响绢云母珠光颜料的光泽。

    3绢云母珠光颜料的表征

    3.1XRD分析从图4的XRD图谱可看出，经二氧化钛表面包覆处理后，样品中明显出现了二氧化钛的衍射特征峰。这表明制备的绢云母珠光颜料表面，已包裹了一层二氧化钛晶体。

    XRD图谱

    3.2SEM分析本试验将绢云母原样和处理后的绢云母钛珠光颜料在扫描电镜下观察，结果见图5。

    从图5可看到，绢云母在微观下呈明显的片层结构，表面平整光滑。经本工艺处理后，绢云母片层表面包覆了一层均匀、致密的二氧化钛颗粒，且颗粒粒径十分细小，大部分都在100nm左右。从宏观上看，制备得到的绢云母颜料光泽柔和，颜色亮白，手感细腻，有很好的丝绢效果。

    3.3能谱分析利用环境扫描电镜上附带的能谱仪，对绢云母珠光颜料样品进行了点成分分析。为尽可能准确反应样品整体成分，随机检测了多个点，发现成分几乎没有变化。图6为其中一点的点成分分析结果。

    分析结果

    从图6可知，本次绢云母珠光颜料样品中Ti含量为11.35%。根据四氯化钛用量的不同，绢云母表面包覆率也不一样。在后续试验中，我们将进一步讨论不同包覆率对绢云母珠光颜料效果的影响。

    4结论

    绢云母珠光颜料的制备工艺路线：绢云母粒度为10~15μm、pH值为2.0左右、反应温度为85℃、四氯化钛溶液浓度为15%、煅烧温度为800℃，制备的绢云母珠光颜料结构均匀致密、包覆完整，光泽柔和、颜色亮白、手感细腻、有很好的丝绢效果。