一種具有環境清淨力的珠光顏料的製作方法
2023-11-30 02:22:56 1
一種具有環境清淨力的珠光顏料的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種具有環境清淨力的珠光塗料。此珠光塗料的特徵是:此珠光塗料包括一片狀基材及一成膜樹脂，以及有多個間隔排列的二氧化鈦奈米棒形成在片狀基材上，使得本發明可以藉由在珠光顏料上的二氧化鈦奈米棒形成具有粗糙度的奈米結構表面，進而在每一個二氧化鈦奈米棒及片狀基材上皆沉積多個金屬粒子。
【專利說明】一種具有環境清淨力的珠光顏料
【技術領域】
[0001]本發明屬於珠光顏料領域，涉及一種金屬包覆的粉末顏料，尤其涉及一種具有環境清淨力的金屬包覆珠光顏料。
【背景技術】
[0002]珠光顏料具有賦予製品珍珠般光澤的顏料，它是以透明的或半透明的薄片為核心，採用特殊的化學工藝在其表面包覆一層或多層二氧化鈦及其它金屬氧化物形成的膜，當光線照射到珠光顏料界面時，會產生反射光和折射光，部分光透射後再反射，它們之間相互幹涉產生一種有立體感的珠光色彩。目前大多以雲母薄片做基材，外面包覆高折射的二氧化鈦塗層，當白色光照射到此類型的顏料上時被二氧化鈦層部分反射，剩下的光線則穿過(折射)二氧化鈦層抵達雲母表面，接著部分光線又被反射，平行於第一道反射光線離開顏料表面。第二道光線的光波相對與第一道光線會有部分偏移，根據所經過路線的長短不同，偏移大小不同。如果波峰和波峰疊加，波谷和波谷疊加，將強化光波。通過在雲母上塗覆不同厚度的二氧化鈦，可以得到從銀白，經過黃色，紅色，藍色，直到綠色(膜厚從低到高)。珠光顏料被廣泛應用於油漆、油墨、塗料、塑料、印刷油墨、人造革、建築材料、化妝品、紙張、包裝材料、紡織印花印染、航海等方面。
[0003]但是，天然雲母作為珠光顏料的基體材料有其缺陷:(I)通過溼磨法研磨和分級得到的雲母片雖然可以獲得較小的厚度和較大的徑厚比(一般要求大於50)，但通常有較寬的厚度分布範圍(0.2-1微米)，這樣很容易影響鍍膜的穩定性，不易製得均一色相的珠光顏料；(2)當用金屬氧化物包覆雲母片後，由於雲母剝離形成的層面階層與邊緣梯度厚度而使光線發生散射現象，降低了珠光效應；(3)天然雲母含有鐵離子等有色的雜質離子，需要採用非常繁雜而費時的操作步驟去除這些雜質離子。
[0004]因應環境的改變及人們生活質量的需求，珠光顏料再也不能只是適用在一般用途上作為裝飾性顏料，而是需具有多功能的珠光顏料，隨著環保意識漲起及愈來愈多人類文明病的不斷產生，因此產品除了具有顏色的表現性，也因應須具備抗汙抗菌等功能。
[0005]因此珠光顏料進一步可製備成塗料並增加其功能性，使其具有環境清潔力，也就是具有降解有機汙染物、分解有害氣體的功能。利用二氧化鈦光催化劑進行環境淨化已經引起了廣泛的重視，在二氧化鈦光催化劑的製備、光催化活性的提高、光催化劑的固定方面也已經開展了大量的研究工作，因為二氧化鈦是一種大帶隙半導體，激發二氧化鈦粒子需要較高的能量。因此，要表現出高的光催化效率和抗菌效率，對激發二氧化鈦粒子的紫外光強度要求較高。然而，自然界中來自太陽光的紫外線強度是很小的。即使在戶外，紫外光強度也只能達到I毫瓦/平方釐米左右，室內的紫外光強度就更小了，其數量儀為微瓦/平方釐米。因此，使二氧化鈦光催化劑在珠光塗料中，在較低的紫外光強度下，具有抗菌、防黴、除臭、降解有機汙染物、分解有害氣體等自清潔功能將具有市場的應用價值。
[0006]以珠光顏料製備的塗料進一步也可具有抗菌抗汙的功效，以增加產品應用的領域及市場潛力，如牆上的油漆即具有防塵抗汙的功能，長效保持牆面的整潔；或是應用在紙張的油墨時，不易因灰塵的沾染使得顏色的表現性不佳；亦或是可應用於包裝材料，包裝食物時，食物不易因微生物滋生而導致腐壞的情況發生。
[0007]以往珠光顏料製備成塗料而要具有其他功效時，往往會以外添加其他抗菌劑或抗汙劑等具有功效的試劑以增加塗料的功能，但添加物加入愈多，則添加物之間互相影響的因素則愈大，因此功效的呈現則愈不能顯現出來，此種摻混的方式會造成珠光顏料無法表現其特性且不易維持珠光塗料的顏色質量。
[0008]另外，珠光顏料最廣泛使用的市場就是化妝品，應用在皮膚上的化妝品，除了須具備顏色表現性，更重要的是不能對皮膚造成刺激及感染，因此具有抗菌效果且溫和的化妝品，同時又具有珠光的顏色表現性，是化妝品所應具備的優點。
【發明內容】
[0009]為解決上述技術問題，本發明的目的在於提供一種具有環境清淨力的珠光塗料，其珠光塗料具有高效抗菌、抗汙及環境清潔力的功能。
[0010]為達到上述目的，本發明首先提供了一種具有環境清淨力的珠光塗料，其珠光塗料包括一片狀基材及一成膜樹脂，其片狀基材表面上布滿多個間隔排列且具有光催化效果的二氧化鈦奈米棒，形成多個二氧化鈦奈米棒的奈米結構而具有蓮花效應，產生抗汙及防塵的效果。
[0011]其中，所述的片狀基材可為天然雲母片、合成雲母片、玻璃片、片狀鋁粉、片狀膨脹珍珠巖、三氧化二鋁、二氧化矽等，片狀基材的粒徑為2-800微米，厚度為0.1-10微米。
[0012]其中，所述的珠光顏料進一步可加入金屬鹽，進行氧化還原反應，使三氧化二鈦被氧化成二氧化鈦，使每一二`氧化鈦奈米棒及所述片狀基材上皆沉積多個金屬粒子，金屬粒子可為金、鑰、釕、銠、鐵、銀、銅或鈀等。
[0013]其中，所述的成膜樹脂可為環氧樹脂、丙烯酸類樹脂、聚氨酯樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚矽氧烷樹脂、乙烯基聚合物樹脂、聚醚樹脂、氨基塑料樹脂或聚酯樹脂等。
[0014]其中，所述的片狀基材具有全粗糙度Rz(DIN)介於5~500。
[0015]其中，所述的二氧化鈦奈米棒可為具有光催化效果的銳鈦礦型結構。
[0016]其中，所述片狀基材可為市售珠光顏料，包括YB103、YB205、YB219、YB300及YB504等，且所述市售珠光顏料是以雲母片、玻璃片、片狀鋁粉、片狀膨脹珍珠巖、三氧化二鋁及二氧化矽中的任一種為基材，其中，所述任一種市售珠光顏料的基材表面包覆有二氧化鈦、三氧化二鐵及二氧化矽中的一種氧化物。
[0017]本發明的有益效果:本發明多個奈米棒形成的奈米結構具有抗汙、防塵的功效，且形成的二氧化鈦奈米棒亦具有光催化效果，特別是當銀粒子沉積在二氧化鈦奈米棒上時，還可以進一步具有提高光催化活性及抗菌的功效。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖一三氧化二鈦奈米棒包覆珠光顏料的示意圖
[0019]圖二金屬包覆珠光顏料的示意圖
[0020]圖三片狀基材分布情形的500倍SEM上視放大圖
[0021]圖四片狀基材表面微觀結構的50000倍SEM上視放大圖[0022]圖五片狀基材表面微觀結構的TEM截面放大圖【具體實施方式】
[0023]本發明在於提供一種珠光顏料，其中珠光顏料中所使用的是片狀基材，此片狀基材可為天然雲母片、合成雲母片、玻璃片、片狀鋁粉、片狀膨脹珍珠巖、三氧化二鋁、二氧化矽等，而此片狀基材的粒徑為2-800微米，厚度為0.1-10微米。此外，要強調的是，本發明並非如先前技術以塗覆一層或多層二氧化鈦及其它金屬氧化物以使能在基材上形成膜；而本發明是利用在基材上生長多個彼此間隔的柱狀三氧化二鈦(Ti2O3)奈米棒，使得柱狀三氧化二鈦(Ti2O3)奈米棒排列在基材上，並再利用反應速率、反應時間及酸鹼值(pH)等製備方法來控制三氧化二鈦奈米棒的成長高度，藉以決定珠光顏料的色彩效果；其中，本發明所形成三氧化二鈦奈米棒的形狀是接近圓錐體與圓柱體之間的晶型，但本發明並不加以限制奈米棒的晶型；接著，依據製備方法來控制奈米棒形成的數量及每個奈米棒的成長高度，使基材上的奈米棒具有一全粗糙度Rz (DIN)，此全粗糙度Rz (DIN)的計算方式為:在片狀基材上取五個樣本的奈米棒長度的平均全粗糙高度，也就是取五個柱狀TiO2奈米棒的高度並取平均值，而得到數個平均值會產生一範圍的值，此種製備方式使珠光顏料色彩控制的再現性提高及不會因如【背景技術】所述的基材有缺陷而影響珠光顏料的特性，且使此顏料的應用領域更廣泛。
[0024]接著，本發明進一步提供一種金屬包覆的珠光顏料，利用前述製備方法生長多個三氧化二鈦奈米棒於珠光顏料的基材後，再加入金屬鹽，以產生氧化還原反應，使三氧化二鈦氧化成二氧化鈦，而金屬則還原並沉積在彼此間隔排列的二氧化鈦(TiO2)奈米棒及二氧化鈦(TiO2)奈米棒間隔間的基材上，此時珠光顏料則形成另一種色相的顏色，利用不同金屬的沉積結果來變化珠光顏料的色彩 ，利用金屬的光線幹涉效果，使得珠光顏料的色彩增添另一種金屬的閃光效果。
[0025]要進一步說明的是，當Ti2O3氧化還原成TiO2及金屬粒子沉積於TiO2奈米棒表面後，其Ti2O3奈米棒的高度會因金屬粒子大小而有些微差距，在本發明中此些微差距忽略不計，因此，Ti2O3奈米棒成長後的高度會被視為與TiO2奈米棒的高度相同，且所得到的全粗糙度Rz (DIN)數值，將以Ti2O3奈米棒成長後的高度而定，因此Ti2O3奈米棒與TiO2奈米棒所得到的全粗糙度Rz (DIN)數值會被視為相同。
[0026]在本發明的一較佳實施例中，當還原在二氧化鈦奈米棒及基材上的金屬為銀時，此珠光顏料則具有抗菌效果，而具有抗菌效果的主要原因是，因為奈米棒形成的奈米結構具有全粗糙度，故可以藉由奈米棒的全粗糙度所增加的面積，使得本發明的珠光顏料具有高面積的金屬銀沉積效果，也因此提高了珠光顏料的抗菌效果。而具有高抗菌效果的珠光顏料則可應用在化妝品上。此外，除了抗菌效果外，以整體基材來看時，成長在基材上的奈米棒形成的奈米結構具有蓮花效應，使珠光顏料具有防塵抗汙作用，可以避免灰塵沾附在顏料上，導致身體的皮膚會因為灰塵造成過敏或感染，且也可避免顏料過度附著在皮膚上，導致卸妝困難的情況發生。具有殺菌力的珠光化妝品組合物可廣泛應用在指甲上光劑、口紅、唇彩、睫毛膏、眼影或腮紅的配製品上。
[0027]在本發明的另一較佳實施例中，也可進一步將具有抗菌及防塵抗汙效果的珠光顏料製備成塗料，提供一種具有殺菌及防塵抗汙能力的珠光塗料。[0028]而因為三氧化二鈦可藉由氧化形成二氧化鈦，故可利用控制實驗條件中的反應速率、反應時間及酸鹼值(PH)來使三氧化二鈦氧化形成具有光催化活性的二氧化鈦奈米棒晶型，如銳鈦礦型二氧化鈦，形成在顏料的基材上，使得珠光顏料可以具有光催化效果，使顏料具有環境清潔力，也就是具有降解有機汙染物、分解有害氣體的功能，且當金屬銀還原在二氧化欽奈米棒及基材上後，由於銀的存在，可進一步提聞光催化活性。
[0029]光催化的機制主要是當二氧化鈦(TiO2)光觸媒受到大於二氧化鈦能隙寬度的光線照射後，其物理結構中價電帶的電子會被激發至導電帶，形成自由電子，價電帶的電子受激發脫離後，將形成電洞，因而產生電子-電洞對。其中電子具有還原性，電洞具有氧化性，電洞會和二氧化鈦表面上的氫氧根離子反應生成氧化性很高的氫氧根離子自由基，電子會和氧分子結合形成超氧離子，活潑的氫氧根離子自由基與超氧離子會把有機物分解變為二氧化碳與水，以及分解有害氣體，藉以有效達到環境清潔的效果。
[0030]另外,二氧化鈦奈米棒所形成的奈米結構表面,其中奈米棒之間的結構空間，使得進入這種奈米結構的光並不會產生幹涉及繞射，因而降低了入射光由於折射率差異而造成的反射，而具有抗反射能力，進一步提升了光催化效果。
[0031]因此也可進一步將具有光催化效果的珠光顏料製備成塗料，提供一種具有環境清淨力的珠光塗料。
[0032]此外，本發明也可利用市售的珠光顏料(YB 103、YB205、YB219、YB300、YB504等)直接成長三氧化二鈦奈米棒於市售顏料上，得到不同色相顏色的顏料，其中市售珠光顏料可以是雲母片、玻璃片、片狀鋁粉、片狀膨脹珍珠巖、三氧化二鋁及二氧化矽中的任一種為基材，且任一種市售珠光顏料的基材表面包覆有二氧化鈦、三氧化二鐵及二氧化娃中的一種氧化物。
[0033]為具體披露並證實本發明的珠光顏料的技術特徵與效用，提出下述實施例加以對照說明本發明的優點特質。以下各實施例(1-8)是說明不同結構的珠光顏料及其生產方法，以及珠光塗料的製備和應用。
[0034]實施例1:本實施例提供了一種珠光顏料，其結構為:
[0035](I)如圖一所示，在片狀基材I表面形成多個柱狀間隔排列的Ti2O3奈米棒2，片狀基材I可為天然雲母片、合成雲母片、玻璃片、片狀鋁粉、片狀膨脹珍珠巖、三氧化二鋁、二氧化矽等，片狀基材I的粒徑可為2-800微米，厚度可為0.1-10微米，本發明是利用三氯化鈦鹽酸水溶液緩慢滴加至含有片狀基材I的溶液中，使三氯化鈦水解成三氧化二鈦並吸附在片狀基材I上，形成一 Ti2O3奈米棒2，其中Ti2O3奈米棒2可依據反應速率、反應時間及酸鹼值(pH值)控制Ti2O3奈米棒2的高度，以形成不同顏色的珠光顏料，也就是利用Ti2O3奈米棒2在片狀基材表面上成長的高度不同，使得片狀基材表面所產生的幹涉顏色也就不同，此時珠光顏料呈現的色相顏色也就不同。在本實施例中，當三氯化鈦溶液滴加8-12小時，反應過程中的pH值控制在1.5-2.5，Ti2O3奈米棒2成長高度為60-80奈米，而Ti2O3奈米棒2成長的長度及寬度皆為30-60奈米，使得多個間隔排列的柱狀Ti2O3奈米棒2，會在片狀基材I表面上形成一粗糙表面，而具有全粗糙度Rz (DIN)介於60-80，且可得到一淡藍色珠光顏料；根據Ti2O3奈米棒2不同的成長高度，其顏色變化如下:當成長至5-80奈米時，都是淡藍色；80-100奈米時，幹涉的顏色為金色；成長至110奈米時，幹涉的顏色為紅色；成長至125奈米時，幹涉的顏色為藍色；成長至140奈米時，幹涉的顏色為綠色；以此類推，之後Ti2O3奈米棒2又繼續成長，以每隔15奈米成長高度持續成長至500奈米，則會以金色，紅色，藍色，綠色的循環順序，產生不同幹涉顏色的變化。較佳的情況，Ti2O3奈米棒2的成長高度可為5~500奈米，因此具有全粗糙度Rz (DIN)介於5~500。且珠光顏料因表面形成多個Ti2O3奈米棒2的奈米結構而具有蓮花效應，產生抗汙及防塵的效果。
[0036]實施例2:本實施例提供了一種金屬包覆的珠光顏料,其結構為:
[0037](I)如圖二所示，接續實施例1的後續步驟，進一步提供另一種珠光顏料。(2)利用實施例1的珠光顏料上的Ti2O3的還原性，與金屬鹽進行氧化還原反應後，使Ti2O3被氧化成TiO2，金屬粒子4則被還原並沉積在TiO2奈米棒3及片狀基材上I ;其中，金屬鹽可為氯金酸、氯鑰酸、氯化釕、氯化鈀、氯化銠、氯化鐵、硝酸銅和乙酸鈀等金屬鹽的任一種或兩種以上的組合。接著，根據使用不同金屬粒子4沉積在TiO2奈米棒3及片狀基材I上，則可得到不同金屬包覆的珠光顏料，例如以氯金酸水溶液，進行氧化還原反應後，則可得一藍色的金包覆的珠光顏料，另外，當進一步使Ti2O3氧化成TiO2,多個金屬粒子沉積於每一二氧化鈦奈米棒及片狀基材上時，則不同成長高度的TiO2的顏色變化如下:當成長高度為5-80奈米時，則由淡藍色變成藍色；80-100奈米時，幹涉的顏色則由金色變成深金色；成長高度為110奈米時，幹涉的顏色為則由紅色變成深紅色；成長至125奈米時，幹涉的顏色為則由藍色變成深藍色；成長至140奈米時，幹涉的顏色則由綠色變成深綠色；以此類推，之後TiO2奈米棒的不同成長高度，以每隔15奈米成長高度持續成長至500奈米，則會以深金色，深紅色，深藍色，深綠色的循環順序，產生不同幹涉顏色的變化。同樣地，本實施例的珠光顏料因表面形成多個Ti2O3奈米棒2或TiO2奈米棒3的奈米結構而具有蓮花效應，產生抗汙及防塵的效果。
[0038]實施例3:本實施例提供了一種珠光顏料，其結構為: [0039](I)以市售珠光顏料(YB103、YB205、YB219、YB300、YB504等)在其表面上進行Ti2O3奈米棒反應成長，依據三氯化鈦溶液的滴加時間來控制Ti2O3奈米棒的成長高度，進行反應8至12小時後，pH值控制在1.5-2.5，Ti2O3奈米棒成長高度為60-80奈米，且具有長為30-60奈米，寬為30-60奈米，而多個柱狀間隔排列的Ti2O3奈米棒，會在其表面上形成一粗糙表面，而具有全粗糙度Rz (DIN)介於60-80，且可得到Ti2O3包覆的珠光顏料，且珠光顏料因表面形成多個Ti2O3奈米棒的奈米結構而具有蓮花效應，產生抗汙及防塵的效果。
[0040]接著，(2)利用市售珠光顏料上的Ti2O3的還原性，與金屬鹽進行氧化還原反應，其中金屬鹽可為氯金酸、氯鑰酸、氯化釕、氯化鈀、氯化銠、氯化鐵、硝酸銅和乙酸鈀等金屬鹽的任一種或兩種以上的組合，Ti2O3則氧化成TiO2,金屬粒子則被還原並沉積在TiO2奈米棒及基材上，利用不同金屬的沉積結果來變化珠光顏料的色彩，利用金屬的光線幹涉效果，使得珠光顏料的色彩增添另一種金屬的閃光效果，例如以珠光顏料YB103在其表面上進行Ti2O3奈米棒反應成長後，可得到一淡藍色珠光顏料，之後以氯金酸溶液進行氧化還原反應後，可得到一藍色的金包覆的珠光顏料，同樣的，以上述的其他金屬鹽進行氧化還原反應後，也可得到一藍色的但不同金屬包覆的珠光顏料；或者，以珠光顏料YB205在其表面上進行Ti2O3奈米棒反應成長後，可得到一金色珠光顏料，之後以氯金酸溶液進行氧化還原反應後，可得到一深金色的金包覆的珠光顏料，同樣的，以上述的其他金屬鹽進行氧化還原反應後，也可得到一深金色的但不同金屬包覆的珠光顏料；又，以珠光顏料YB219在其表面上進行Ti2O3奈米棒反應成長後，可得到一紫色珠光顏料，之後以氯金酸溶液進行氧化還原反應後，可得到一紫色的金包覆的珠光顏料，同樣的，以上述的其他金屬鹽進行氧化還原反應後，也可得到一紫色的但不同金屬包覆的珠光顏料；再者，以珠光顏料YB300在其表面上進行Ti2O3奈米棒反應成長後，可得到一金色珠光顏料，之後以氯金酸溶液進行氧化還原反應後，可得到一金色的金包覆的珠光顏料，同樣的，以上述的其他金屬鹽進行氧化還原反應後，也可得到一金色的但不同金屬包覆的珠光顏料；另外，以珠光顏料YB504在其表面上進行Ti2O3奈米棒反應成長後，可得到一棕色珠光顏料，之後以氯金酸溶液進行氧化還原反應後，可得到一紅棕色的金包覆的珠光顏料，同樣的，以上述的其他金屬鹽進行氧化還原反應後，也可得到一紅棕色的但不同金屬包覆的珠光顏料。實施例3所舉例的不同幹涉顏色的變化，皆為基於Ti2O3奈米棒成長高度為60-80奈米的情況下，若進一步再增加Ti2O3奈米棒成長高度，則會產生另一幹涉顏色的變化。另外，珠光顏料因表面形成多個TiO2奈米棒的奈米結構而具有蓮花效應，產生抗汙及防塵的效果。
[0041]實施例4:本實施例提供了一種銀包覆的珠光顏料，其結構為:
[0042](1)接續實施例1的後續步驟，進一步提供另一種珠光顏料。(2)利用實施例1的珠光顏料上的Ti2O3的還原性，與金屬鹽進行氧化還原反應，其中金屬鹽為硝酸銀，Ti2O3則氧化成TiO2,金屬銀則被還原並沉積在TiO2奈米棒及片狀基材上，此時珠光顏料則形成另一種色相的顏色，得到一藍色的銀包覆的珠光顏料，且珠光顏料因表面形成多個Ti2O3奈米棒或TiO2奈米棒的奈米結構而具有蓮花效應，產生抗汙及防塵的效果，並具有全粗糙度Rz (DIN)值，以及多個奈米棒上又形成多個銀粒子的粗糙表面，導致銀粒子的表面積增加，造成抗菌的效果提升。
[0043]如圖三所示，其為片狀基材分布的情形，每一片基材的厚度約為700奈米至I微米之間；如圖四所示，為圖三中的每個片狀基材表面上的微觀結構的SEM上視圖；由圖四可以看出Ti2O3奈米棒經氧化還原成TiO2奈米棒後的分布情形,形成多個柱狀TiO2奈米棒彼此間隔排列在片狀基材上的結構，使得片狀基材表面上形成一粗糖表面，而具有全粗糖度Rz (DIN)介於60-80，且TiO2奈米棒具有長為30-60奈米，寬為30-60奈米，其中每個柱狀TiO2奈米棒表面也沉積多個金屬粒子，其金屬粒子為銀粒子，使得片狀基材及每個柱狀TiO2奈米棒表面上覆蓋了金屬粒子。
[0044]如圖五所示，TiO2奈米棒成長高度LI為60-80奈米，且可由每個柱狀TiO2奈米棒表面看出具有沉積多個金屬粒子，其金屬粒子為銀粒子。
[0045]一較佳情形下，全粗糙度Rz(DIN)介於60_80，Ti02奈米棒為圓柱體，因此，在單面片狀基材的單位面積下銀表面積可增加80~91%，使得抗菌效果可以大伏幅度增加。
[0046]除了增加銀表面積可增加抗菌效果外，抗菌表面的結構形態(如二氧化鈦奈米棒形成粗糙的奈米結構表面)也是增加抗菌效果的因素之一，利用TiO2奈米棒之間的結構空間，形成一通道，使通道中的銀粒子游離出銀離子時，可藉由通道釋放出來，使其產生一局部高濃度的銀離子範圍，具有減少抗菌所需時間的效果。
[0047]實施例5:本實施例提供了一種金屬銀包覆珠光顏料的製備方法，其生產方法包括以下步驟:(1)60克雲母(粒徑為10-60微米，水含量33%)在500毫升水中攪拌進行懸浮並在氮氣環境下加熱至50-80度，及調節水溶液pH值等於1.5-2.5 ；(2)以每秒4_10滴的速度加入10-20%三氯化鈦鹽酸水溶液，並同時以氫氧化鈉水溶液調節pH值並維持pH介於1.5-2.5，反應進行8至12小時，滴加完畢後，在50-80度下繼續攪拌30分鐘，三氯化鈦水解成三氧化二鈦並吸附在雲母的片狀結構上，形成多個間隔排列的三氧化二鈦的奈米棒在片狀結構上，Ti2O3奈米棒成長高度為60-80奈米，且具有長為30-60奈米，寬為30-60奈米，而多個柱狀間隔排列的Ti2O3奈米棒，會在其表面上形成一粗糙表面，而具有全粗糙度Rz (DIN)介於60-80，且可得到Ti2O3包覆的淡藍色珠光顏料，進一步若繼續反應使Ti2O3奈米棒的成長高度增加，就會產生如同實施例1所述的以金色，紅色，藍色，綠色的循環順序，產生幹涉顏色的變化。較佳的情況，Ti2O3奈米棒2的成長高度可為5~500奈米，因此具有全粗糙度Rz (DIN)介於5~500。且珠光顏料因表面形成多個Ti2O3奈米棒或TiO2奈米棒的奈米結構而具有蓮花效應，產生抗汙及防塵的效果；(3)進行過濾及水洗；(4)重新分散過濾物至水中，在氮氣環境下加熱至50-80度，緩慢加入5-10%(g/ml) 20毫升硝酸銀水溶液並攪拌1-3小時，三氧化二鈦奈米棒與硝酸銀水溶液進行氧化還原反應，使Ti2O3氧化成TiO2，得到每一二氧化鈦奈米棒及片狀基材上皆沉積多個銀粒子，則不同成長高度的TiO2的顏色變化如下:當成長高度為5-80奈米時，則由淡藍色變成藍色；80-100奈米時，幹涉的顏色則由金色變成深金色；成長高度為110奈米時，幹涉的顏色為則由紅色變成深紅色；成長至125奈米時，幹涉的顏色為則由藍色變成深藍色；成長至140奈米時，幹涉的顏色則由綠色變成深綠色；以此類推，之後TiO2奈米棒的不同成長高度，以每隔15奈米成長高度持續成長至500奈米，則會以深金色，深紅色，深藍色，深綠色的循環順序，產生不同幹涉顏色的變化；(5)進行過濾、水洗及乾燥。
[0048]實施例6:本實施例提供了一種具有環境清淨力的珠光塗料，其生產方法包括以下步驟:(I)接續實施例1、實施例2或實施例4的後續步驟,在形成多個TiO2奈米棒的奈米結構的珠光顏料後，奈米結構及TiO2的光催化效果使得製備後的珠光塗料具有自清潔效果，且珠光顏料因表面形成多個TiO2奈米棒的奈米結構而具有蓮花效應，產生抗汙及防塵的效果，且因在基材上形成多個奈米棒，使得表面積增加，即使在較低的紫外光強度，仍可表現出高的光催化效果，而當TiO2奈米棒上沉積布滿銀粒子後，銀粒子的存在則具有增進光催化活性的效果，使得在可 見光下，仍可具光催化效果，進一步更提升環境的清淨力。(2)加入成膜樹脂及添加劑調製成塗料，如表2配比所示的樣品I及樣品2，成膜樹脂可為環氧樹脂、丙烯酸類樹脂、聚氨酯樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚矽氧烷樹脂、乙烯基聚合物樹脂、聚醚樹脂、氨基塑料樹脂或聚酯樹脂，添加劑可為成膜助劑、消泡劑、增稠劑、分散劑、防沉劑、流平劑及溼潤劑等任一種或兩種以上的組合，分散劑包括聚丙烯醯胺、聚羧酸鹽、聚醚類醇胺鹽等；成膜助劑包括 Texanol 酯醇、LusolvanFBH、Coasol、DBE-1B、DPNB、Dowanol pph 等；消泡劑包括有機矽消泡劑、聚醚消泡劑等；增稠劑為纖維素醚及其衍生物等。重要的是珠光顏料在製備成具有環境清淨力的塗料後，塗料的顏色變差小，且整體上存在均勻的光均勻色。
[0049]而在應用方面，可以廣泛利用在建築材料的室內結構塗料、亭臺、室內裝飾用等，室內用光催化塗料可用於各種室內場所，直接塗覆於石膏板、木材、木質纖維板、塑料、油漆、複合材料、金屬、瓷磚等內牆基材表面，也可塗覆於地板磚、燈具、窗簾、衛生瓷潔具等家具表面，產生殺菌、抑菌及去除有機汙染物等淨化空氣功能；另外，也可在戶外使用，如汽車、公交車等交通工具及室外的路面、隔離墩、路邊沿、欄杆等，可以有效吸收分解汽車尾氣或是戶外環境造成的汙染，因此，將是治理越來越多汽車排放的尾氣造成的汙染的應用方向。
[0050]實施例7:本實施例提供了一種具有殺菌力的珠光塗料，其生產方法包括以下步驟:(I)接續實施例4的後續步驟，將具有銀包覆TiO2奈米棒的珠光顏料製備成塗料。(2)加入成膜樹脂、添加劑及溶劑調製成塗料，如表2配比所示的樣品2，成膜樹脂可為環氧樹月旨、丙烯酸類樹脂、聚氨酯樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚矽氧烷樹脂、乙烯基聚合物樹脂、聚醚樹月旨、氨基塑料樹脂或聚酯樹脂，添加劑可為成膜助劑、消泡劑、增稠劑、分散劑、防沉劑、流平劑及溼潤劑等任一種或兩種以上的組合，分散劑包括聚丙烯醯胺、聚羧酸鹽、聚醚類醇胺鹽等；成膜助劑包括 Texanol 酯醇、LusolvanFBH、Coasol> DBE-1B、DPNB> Dowanol pph 等；消泡劑包括有機矽消泡劑、聚醚消泡劑等；增稠劑為纖維素醚及其衍生物等。重要的是珠光顏料在製備成具有殺菌力的珠光塗料後，塗料的顏色變差小，且整體上存在均勻的光均勻色，且抗菌的功能仍具有其效果。
[0051]實施例8:本實施例提供了一種具有殺菌力的珠光化妝品組合物，其生產方法包括以下步驟:(I)根據實施例4的實驗步驟，並依據反應速率、反應時間及pH值控制TiO2奈米棒的高度，使珠光顏料包覆不同成長高度的二氧化鈦奈米棒以形成不同顏色的珠光化妝品組合物，並在TiO2奈米棒及片狀基材上沉積金屬銀使其具抗菌效果，其中二氧化鈦奈米棒的成長高度可為5~500奈米,而不同成長高度的TiO2奈米棒的顏色變化如下:當成長高度為5-80奈米時，則為藍色；80-100奈米時，則為深金色；成長高度為110奈米時，則為深紅色；成長至125奈米時，則為深藍色；成長至140奈米時，則為深綠色；以此類推，之後TiO2奈米棒的不同成長高度，以每隔15奈米成長高度持續成長至500奈米，則所述珠光化妝品組合物的顏色會以深金色，深紅色，深藍色，深綠色的循環順序，產生不同幹涉顏色的變化，得到具有殺菌力的珠光化妝品組合物，可應用在指甲上光劑、口紅、唇彩、睫毛膏、眼影或腮紅的配製品。
[0052]表1抑菌測試表
[0053]
【權利要求】
1.一種具有環境清淨力的珠光塗料，是由一片狀基材及一成膜樹脂所形成，其特徵在於，所述片狀基材表面上布滿多個間隔排列且具有光催化效果的二氧化鈦奈米棒，其中所述的片狀基材具有一全粗糙度Rz (DIN)介於5-500，且所述每一二氧化鈦奈米棒及所述片狀基材上皆沉積多個金屬粒子。
2.根據權利要求1所述的具有環境清淨力的珠光塗料，所述片狀基材為雲母片、玻璃片、三氧化二鋁、片狀鋁粉、片狀膨脹珍珠巖及二氧化矽中的任一種基材。
3.根據權利要求2所述的具有環境清淨力的珠光塗料，所述片狀基材的粒徑為2-800微米，厚度為0.1-10微米。
4.根據權利要求4所述的具有環境清淨力的珠光塗料，所述金屬粒子為金、鑰、釕、銠、鐵、銀、銅及鈀中的任一種金屬。
5.根據權利要求1所述的具有環境清淨力的珠光塗料，所述成膜樹脂為環氧樹脂、丙烯酸類樹脂、聚氨酯樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚矽氧烷樹脂、乙烯基聚合物樹脂、聚醚樹脂、氨基塑料樹脂及聚酯樹脂中的任一種樹脂。
6.根據權利要求1所述的具有環境清淨力的珠光塗料，所述二氧化鈦奈米棒為銳鈦礦型結構。
7.根據權利要求1所述的具有環境清淨力的珠光塗料，所述片狀基材為一市售珠光顏料，所述市售珠光顏料是以雲母片、玻璃片、片狀鋁粉、片狀膨脹珍珠巖、三氧化二鋁及二氧化矽中的任一種為基材，其中，所述任一種市售珠光顏料的基材表面包覆有二氧化鈦、三氧化二鐵及二氧化矽中的一種氧化物。
【文檔編號】C09C3/06GK103804976SQ201410053465
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年2月17日 優先權日:2014年2月17日
【發明者】張海濱, 郭永城, 李善雲, 黃兆忠, 徐步方, 穆彬, 郭秋容, 吳興偉 申請人:浙江瑞成珠光顏料有限公司, 上海亦柏化工有限公司