氧化的彩色铝颜料、它们的制备方法及其应用技术

氧化的铝－或铝合金颜料，其金属铝的含量不大于总重量的９０％（重量），其特征是，颜料是彩色的、片状、有光泽的和不聚集的。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及氧化的彩色铝颜料、它们的制备方法及其应用。铝颜料作为特定效应的颜料广泛用于涂料。术语“特定效应的颜料”表示，在主要是平面结构的、定向排列的、金属的或高度地光反射的颗粒状态下，它具有定向反射性的颜料(德国工业标准5594)。它们总是板状或片状的，并且与染料相比具有非常大的颗粒直径。可以通过反射和干涉来确定它们的光学性质。根据透光度、吸光度、厚度、单层或多层结构，特定效应的颜料具有金属光泽、珠光、干涉或干涉反射作用。应用的主要领域是化妆品和汽车领域，另外还有塑料着色、涂料、皮革涂料、印刷工业和陶瓷工业(易理解的
技术介绍
的代表参见W.Ostertag，化学工艺实验报告，1994，9，849)。最常用的铝颜料是铝片或基于片状Cu/Zn合金的颜料和被涂敷的云母片，其中铝颜料具有典型的金属光泽，而被涂敷的云母片具有珠光。近年来，对彩色特定效应的颜料的需求大大增加。因此，例如氧化物覆盖的铜和黄铜片，涂敷过渡金属氧化物的基质例如白云母、金云母或玻璃，嘌呤单晶(鱼鳞fish silver)，BiOC1单晶，片状赤铁矿单晶，片状酞菁，微粉化的二氧化钛，抛光的铝球，氧化铁或磨碎的具有Fabry-Perot结构的多层薄膜都可以用作特定效应的颜料。相比之下，通过使铝颜料着色，可以制备比珠光颜料具有更好的覆盖能力的彩色颜料，并且其具有良好的色彩选择性。另外，着色可以通过下列方法进行通过聚合物来固定颜料，用不同的方法涂敷不同金属的氧化物，涂敷含有彩色颜料的氧化物层，或通过氧化作用。按照US-4328042和EP-A-033457，用技术上很复杂的流化床工艺，通过从五羰基铁中沉淀出氧化铁而可使铝薄片着色，产生金色的铝颜料。按照US-5037475，通过含羰基的聚合物可把料固定在金属表面。然而，得到的颜料只有较低的色彩强度。按照WO 91/04293(PCT/US90/05236)，通过静电力把聚合物涂敷的彩色颜料固定在金属表面，从而使铝颜料着色。按照EP-A-0 328 906，通过受控的有机钛酸酯化合物的水解，用二氧化钛层覆盖上金属颜料。通过改变氧化物层的厚度，可以得到各种色调。为此，必须精确地控制反应条件例如PH值和滴加物料的速度。为了达到色彩效果，还必须进行煅烧操作，由于铝的熔点低，因此煅烧很难进行。US-4 978 349描述了通过专门的非常昂贵的化学蒸汽沉积(CVD)作用，生产二氧化钛涂敷的铝颜料。US-4 158 074描述了通过涂敷水合金属氧化物膜，以生产彩色铝颜料。该膜是这样产生的在升温下，在铁-、镍-、钴-、锌-或铜盐的碱性溶液中，通过金属盐的电化学反应，处理精细的铝片或板而成。US-5 261 955描述了用于生产彩色金属颜料的溶胶-凝胶方法，其中把金属片分散在无机盐的溶胶中，过滤后分散在无机化合物例如硝酸钴在有机溶剂中的溶液中，最后，通过加热，在薄片上形成溶胶-凝胶层。按照DE 1 95 01 307.7(Eckart-Werke)，用较简单的方法，通过在彩色颜料的存在下、在有机溶剂中进行的受控的金属酸酯的水解，可以把铝颜料着色成不同的色调例如蓝、红、紫和金色。JP-A-61-130375描述了一种金色铝颜料，该颜料是这样制备的在酸性溶液中，用重铬酸盐、氟化钠和表面活化剂处理铝粉末，干燥并用脂肪酸衍生物处理。用该方法得不到除了金色以外的色调。另外，所用化学药品的毒性和它们的高价格是该方法的主要缺点。US-3 067 052描述了通过用KMnO4溶液、必要时可能外加还原剂来氧化铝粉末而得到的彩色铝颜料。这些颜料的色调是金色，也可能带有淡绿色和淡红色，这取决于必要时所用的还原剂。在此情况下，氧化剂的毒性也具有不利的影响。使铝颜料着色的已知方法都是复杂、昂贵或由于所用试剂的毒性而是有害的。因此，本专利技术的目的是提供具有良好光泽和高颜色强度的不同色调的彩色铝颜料，该颜料可以用无害的试剂，以非常简单的、技术上不昂贵的方式制备。这个目的可以通过氧化的铝-或铝合金颜料而实现，该颜料中金属铝含量不大于总重量的90％(重量)，其特征在于，颜料是彩色的，片状的，有光泽的和无聚集的。本专利技术的另一目的是制备氧化的彩色金属颜料的方法，该方法是，在PH值为7-12的条件下、在水和一种或多种水可混溶的溶剂的混合物中，氧化片状金属颜料，其中混合物中水的比例为混合物的3-60％(重量)，该方法的特征是，水相对于金属的量是10-120％(重量)，优选15-55％(重量)。本专利技术还涉及氧化的彩色颜料作为特定效应的颜料的应用，和它们作为基本颜料、按照DE 1 95 01 307.7所述的方法、在涂敷含有彩色颜料的氧化物层中的应用。水介质中铝颜料的氧化通常按照下列方程式、以高放热的方式进行，因为颜料的表面积很大，其中颜料完全被氧化，同时损害了颜料的性质。L.J.Virin，Zurnal prikladnoj chimii 32，No.5，1050中已经描述了关于通过在沸腾的醇分散液中控制氧化作用而使铝颜料着色和关于氧化过程中所包括的反应机理的最初研究。按照Virin，氧化作用在水的比例为混合物的20-35％(重量)的溶剂混合物中进行。在该方法中，水相对于铝的量是400-700％(重量)。所用的起始物料为非常粗(12000cm2/g)的、硬脂酸涂敷的片状铝颜料，该颜料在进行氧化之前必须以昂贵的工艺用丙酮脱脂。然而该方法实际上不能使用，因为，在所述的条件下，只得到暗灰色至灰褐色的铝颜料，并且这些颜料也严重地聚集，以致于它们不能用作特定效应的颜料。目前发现，令人吃惊的是，在特定的条件下，通过在水醇溶液中受控的氧化可能使铝颜料着色，并且不会出现在损害了颜料的性质情况下的颜料颗粒聚集。本专利技术的颜料具有引人注目的色调，并且具有与最初颜料相似的甚至比最初颜料更好的高度金属光泽。本专利技术的颜料具有浅金、镍、金、深金至青铜色范围的色调，并且具有极好的光泽。随着氧化物含量的增加，颜料片或板的表面通常变得更粗糙，同时颜料失去了它们的金属光泽，颜色取向于暗淡、灰至灰黑色。因此工业装饰目的的常规铝颜料的金属含量通常约为95-98％(重量)。用于工业领域例如多孔混凝土、花炮或炸药生产的铝颜料通常在95-85％(重量)之间，相对于金属含量计。只有在特殊的情况下，质量更差的颜料才具有更低的金属含量。令人吃惊的是，本专利技术颜料的金属含量为约20到不大于90％(重量)，但它却具有极好的金属光泽。这是因为，在本专利技术的生产方法的氧化发光过程中，起始物料中存在的和研磨过程中可能产生的、灰色的非常细的组分被溶解了，片或板的边缘变圆滑了。另外，所要求保护的方法保证可以沉积出厚度一致的非常均匀的氧化物层，以致于金属光泽保持不变。因此，本专利技术的颜料包括铝核心或铝合金核心和按照前面的反应方程式所形成的水合铝氧化物的涂层。在铝合金的情况下，水合氧化物层含有相应比例的合金组分的水合氧化物。随着氧化程度的增加，本专利技术颜料的颜色变得更强和更暗。这可以通过改变工艺参数、尤其是温度以及水和碱的量来调节。适合达到各种给定色调的条件可以很容易地通过针对性的常规试验来确定。与它们的起始颜料相比，就DIN 53196或ASTM 11的极限颗粒筛余物而论，当使用相同的筛格尺寸的筛时，氧化的产品与相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：W·雷瑟，
申请(专利权)人：艾卡特工厂标准青铜粉末工厂卡尔艾卡特两合公司，
类型：发明
国别省市：