一種微納米粉體材料的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種微納米粉體材料，尤其是涉及到一種多面體微納米粉體材 料。
【背景技術】
[0002] 隨著社會的發展，人們對產品外觀要求的越來越高，具有珠光、閃光效果的特殊色 彩越來越來受到人們的青睞。特殊色彩傳統的解決方案是采用噴涂工藝，但是噴涂加工一 方面工序復雜，成產成本高；另一方面噴涂加工過程中容易產生環境污染。因此，目前比較 流行的是采用在高光澤塑料基材中直接添加片型金屬顏料、云母鈦珠光顏料等具有特殊色 彩顏料的方案以代替傳統的噴涂方案，其相應制備的樹脂通常可稱為美學樹脂。但由于片 型金屬顏料、云母鈦珠光顏料的加入，使得美學樹脂在應用過程中，尤其是注塑制件，當模 具內部熔體料流存在相遇熔接時，由于顏料取向的原因，極易產生熔接線，在制件上形成一 條暗紋，即熔接線，極大的影響產品美觀度，這也是免噴涂工藝目前所面臨的一個巨大瓶 頸。
[0003] 多面體微納米粉體材料的提出正是基于片型金屬顏料在應用過程中的外觀瑕疵 等缺陷。多面體微納米粉體材料是在基質材料表面鍍附一層具有金屬效果的金屬或其他化 合物鍍層，使其具備市面在售鋁粉或銅粉的外觀效果。多面體微納米粉體材料相對片型結 構而言，長徑比更接近1，在塑料制品注塑過程中，不會發生取向等現象，因而在熔體結合處 不會出現明顯的"熔接線"瑕疵。但多面體微納米粉體材料在儲存和使用的過程中，由于鍍 層直接暴漏于空氣中，極易與空氣中的氧氣或其他腐蝕性氣體接觸，造成鍍層腐蝕，粉體發 暗的現象，直接影響多面體顏料自身效果及使用效果。同時，現有多面體微納米粉體材料還 存在顏色單一等缺點，應用范圍受到約束。
[0004] 基于上述原因，本專利設計一種復合鍍膜結構的多面體微納米粉體材料。該類復 合鍍膜結構一方面可以有效的阻隔鍍層與氧氣或腐蝕性氣體接儲，延長儲存及使用壽命。 另外，可以通過調節復合鍍層的種類，改變多面體顏料的外觀效果，如多彩，提亮等。
【發明內容】
[0005] 本實用新型主要涉及一種復合鍍層多面體顏料，多面體微納米粉體材料的鍍層結 構見圖1，主要實施過程包括：
[0006] 多面體基體材料表面鍍附一層金屬或金屬化合物效果層。
[0007]在鍍附有金屬或金屬化合物效果層的多面體顏料表面，繼續鍍附一層功能層，實 現特殊效果及功能。
[0008] 其特征在于：
[0009] 多面體結構基材至少4個面，若低于4個面，否則該顏料各項異性差異增加，后期使 用過程中容易產生外觀瑕疵，影響美觀。
[0010]多面體基材包括人造玻璃、石英砂、搪瓷、三氧化二鋁、氮化鋁、立方氮化硼、碳化 硅、方解石等。
[0011] 多面體基材的粒徑為1~500微米，尤其選擇5~200微米粒徑的多面體顆粒。
[0012] 多面體結構基材的縱橫比介于0.2~1之間，優先0.3~0.9之間。縱橫比指多面體 顆粒立體結構中最小直徑與最大直徑之比。
[0013] 多面體基材制備多面體顏料的工藝可包括物理氣相沉積、化學氣相沉積、液相沉 積法等。其中物理氣相沉積工藝包括磁控濺射、真空蒸鍍、真空離子鍍等工藝。化學氣相沉 積包括大氣壓化學氣相沉積(APCVD)、低壓化學氣相沉積(LPCVD)、等離子體增強化學氣相 沉積（P E C V D)、金屬有機化合物化學氣相沉積（Μ 0 C V D)、激光誘導和化學氣相沉積法 (ΚICVD)、四氯化鈦氣相氧化法(T0VD)等。
[0014]多面體顏料效果鍍層材質（10nm~10um)可包括如下物質：
[0015] 金屬類:金、銀、銅、鐵、錯、鉬、絡、鎳、鋅、鈦、錯、錫、鉛、鎂、鋪、鈷、銦。
[0016] 合金型:鎳-鉻、鎳-鐵、鐵-鈷、金-銀等。
[0017] 其他鍍層:氮化鈦(金黃）、碳氮化鈦(銀色）、氮化鉻、氮化鉻鋁、氮化鋁鈦(紫黑）、 氮化鋁鈦硅、氮碳化鉻、白金鋁鈦(銀白色）、氮硅鈦化合物(青橙色）、碳化鈦、碳化鉻，碳氮 化鉻，氮化鋯。
[0018] 多面體顏料外層功能層可包含如下種類：
[0019] 透明保護層:可提高多面體顏料耐酸堿性能，抗氧化性能，同時提高多面體顏料的 耐磨性。透明保護層可包含二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋁、氮化鈦等。
[0020] 著色功能層:在多面體顏料表面鍍附一定厚度的透明鍍層。通過控制鍍層厚度，利 用光的干涉原理，實現藍色、綠色、紅色等干涉炫彩效果。著色功能層可包含二氧化硅、二氧 化鈦、氧化鋁等。
[0021] 增白功能層:多面體顏料效果層外層鍍附一層光線反射率高的金屬介質，如銀、鋁 等，可有效的提高多面體顏料粉體白度。
【附圖說明】
[0022]圖1為多面體微納米粉體材料的鍍層結構。
【具體實施方式】 [0023] 實施例1:
[0024]粒徑為20~40微米，縱橫比為0.5~0.8的石英砂，有機溶劑清洗烘干后作為多面 體顏料基材，采用真空蒸鍍的工藝，在石英砂表面包覆一層厚度為20~30nm的鍍鋁層。采用 直流磁控濺射，以鋁為靶材，通入氧氣，進行反應濺射，在鍍鋁層外側鍍附一層厚度lOnm的 氧化鋁鍍層，用于防止鋁鍍層氧化發黑。
[0025]將該復合鍍層銀色多面體顏料與單層鋁鍍層多面體顏料共同放置于相同室溫空 氣環境中，三個月后，測定兩種多面體顏料L值。測定結果見表1:
[0026]
[0027]從測定結果上看，復合鍍層對于粉體外觀亮度幾乎無影響；同時放置3個月后，單 層鍍鋁多面體顏料L值下降明顯，說明放置過程中表層鋁與空氣中其他腐蝕組分發生反應， 顏色變暗;而復合鍍層多面體顏料放置3個月后L值幾乎無變化。結果表明，復合鍍層結構可 以有效的延長多面體顏料的儲存周期。
[0028] 實施例2:
[0029]以粒徑為20~40微米，縱橫比為0.5~0.8的玻璃粉，采用磁控濺射的工藝，在玻璃 粉表面包覆一層厚度為15~30nm的鋁鍍層，同時在鋁層外側鍍附一層厚度約為10nm的銀鍍 層。測定鍍附銀前后銀色多面體顏料L值，結果表明，銀鍍層的添加使得粉體L值由63增加至 72,可以有效的提尚粉體的殼度。
[0030] 實施例3:
[0031]以為30~50微米，縱橫比為0.6~0.8的玻璃粉，采用磁控濺射的工藝，在玻璃粉表 面包覆一層厚度為15~30nm的鋁鍍層，同時在鋁層外側鍍附一層厚度約為192nm的二氧化 鈦鍍層。得到一種具有幻彩紅干涉的多面體金屬顏料。
【主權項】
1. 一種微納米粉體材料，包含： 基質層:至少包含4個面的基質材料； 顏色層:設置在前述基質層和下述功能層之間的鍍層； 功能層:設置于顏色層外部的鍍層。2. 根據權利要求1所述的微納米粉體材料，其特征在于:所述基質層的基質材料粒徑為 1~500μπι，縱橫比為0.2~1。3. 根據權利要求1所述的微納米粉體材料，其特征在于:所述顏色層的鍍層為金屬類鍍 層、合金類鍍層，鍍層的厚度1 〇nm~1 Ομπι 〇4. 根據權利要求1所述的微納米粉體材料，其特征在于:所述功能層厚度10nm~ΙΟμπι。
【專利摘要】本實用新型涉及一種復合鍍膜結構的多面體微納米粉體材料。本實用新型將復合鍍膜結構引入到多面體顏料顆粒上，該類復合鍍膜結構一方面可以有效的阻隔鍍層與氧氣或腐蝕性氣體接儲，延長儲存及使用壽命；另外，可以通過調節復合鍍層的種類，改變多面體顏料的外觀效果，如多彩，提亮等。
【IPC分類】C09C1/62, C09C3/06, C09C1/64, C09C1/36
【公開號】CN205295209
【申請號】
【發明人】唐曉峰, 逯琪, 董建廷, 李大銘
【申請人】上海朗億功能材料有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2015年6月24日