云母鈦珠光顏料是一新型的非金屬裝飾性顏料。它是以云母粉為基材，其表面包覆一層高折射率的金屬氧化物透明薄膜制成。通過光的干涉或反射產生出從柔和緞面到耀眼閃爍不同斑斕色彩的珠光光澤。1963年由杜邦公司開發的這種新型珠光顏料，由于具有耐候性、無毒、耐酸、耐堿、不導電、不導磁、化學性質穩定等優良特性而得到迅速發展，廣泛應用在汽車工業、涂料、塑料、皮革、油墨印刷、陶瓷及化妝品、玩具、橡膠、裝飾品等領域。
目前，隨著云母珠光顏料應用范圍擴大，對其性能提高出更高要求，由于其遮蓋力、著色性、透明性、穩定性及耐光性都有不盡人意之處，在應用上受到一定限制，所以，改善其性能是目前珠光顏料研究的主要方向。
無機材料表面改性是近年來材料學科領域內新出現的一種高新技術，它通過物理、化學、機械等方法改變其表面性質。人們利用這些改性原理對開發高檔次云母珠光顏料進行深入研究。
2 云母鈦珠光顏料性能改善的方法
2.1 改善遮蓋性能的多覆層結構
早期開發的云母珠光顏料以單覆層結構為主，技術比較成熟，由于單覆層結構遮蓋性能較差，在某些特定場合應用上有一定的限制，因此人們研制了多覆層結構。這種多覆層結構具有多層無色透明膜，它兼有本色金屬氧化物膜和納米級金屬微粒的共同作用，既可對光線產生干涉作用得到珠光效果，又可對光線產生強散射作用得到金屬光澤，提高了遮蓋能力。其合成過程如下：
云母→云母懸浮液→包覆二氧化鈦→低溫無氧煅燒→包覆Cr（OH）3
其中低溫無氧煅燒是在200℃以下氬氣環境中進行的，云母表面TiO2膜表面的Ti被還原為低價鈦的氧化物和金屬鈦。TiO2膜上再包覆一層Cr（OH）3膜，在TiO2和Cr（OH）3膜之間還沉積一層呈斑點狀分布的低價鈦氧化物和金屬鈦。這種三覆層的云母珠光顏料具有較高的遮蓋力和著色能力，但珠光效果與雙覆層云母珠光顏料相比有所下降。為解決這個問題，目前采用的方法是，增加金屬氧化物膜的透明度或覆蓋兩層較厚的無色透明金屬氧化物膜。另外還有關于四覆層及多覆層珠光顏料的報道。
2.2 改進珠光顏料的穩定性
珠光顏料易受紫外線照射和濕氣的雙重作用而遭到破壞，美國專利報道了經改進的珠光顏料光澤穩定性好，顏色純正。該顏料的制法如下：
以金屬氧化物TiO2包覆的云母片為基礎，將其分散在水中制得料漿，然后慢慢加入一種或多種含有溶解的金屬鹽或混合物溶液（如氯化甲基丙烯酸鉻和Na2HPO4·2H20），調節PH值為4-7，在沉淀劑（FeS04·7H20）作用下將金屬鹽沉淀在顏料表面，經過濾洗滌，130℃干燥，所得顏料純凈無附聚物，包膜致密，其穩定性明顯優于原始的珠光顏料。
2.3 改進透明性和著色力
對經包膜的云母片珠光顏料來說，沉淀在云母片上金屬氧化物的質量，尤其是沉淀物的晶體大小對光散射程度起著關鍵作用。如果晶體太小，則珍珠光澤和干擾色就會消失，珠光顏料透明性和著色力就會下降，根據光學理論，當顆粒大小降到可見光波長的一半后，光就穿透顆粒而不被折射，這樣的顆粒將是透明的。Al203顆粒遠小于此值，所以包覆層基本透明。美國專利報道的改進透明性和著色性能的方法如下：
其方法是通過TiO2與AL203和Si02共同沉淀在云母片上制成。將云母片（粒徑10-70μm，厚度0.1-5μm）懸浮在水中制得漿液，用適當的酸（如鹽酸）將PH值調至1.5-2.5，然后加熱至70℃-80℃，同時計量加入TiCL4溶液、ALCL3·6H20溶液（含鹽酸）和堿性Na2Si03溶液（含NaOH），加入的速度和數量應保持恒定PH值為2.2，通過水解形成相應的氫氧化物或水合氧化物，使之完全沉淀于云母片表面，達到要求藍干涉色厚度后，停止包覆，經過濾洗滌，120℃干燥，700℃-1000℃煅燒30min，金屬氫氧化物或水合氧化物轉變成相應的氧化物，該云母具有極佳的透明性和珠光性能。
2.4 改進珠光顏料的耐光性
珠光顏料長久放置或將其應用于漆膜、涂料時，會出現珠光效應減弱、變色、粉化、剝落等現象。原因是表面包覆的Ti02具有較強的光化活性，當其吸收小于405nm波長光時，就會由電子從價帶躍遷至導價帶，從而形成電子空穴，引發周圍介質發生化學變化。為防止此現象發生，可在云母鈦表面包覆一層均勻保護膜，將原有的Ti02的光活性點封閉起來，從而提高其耐光性。
一種改善珠光顏料耐光性的方法為：取4g銀白色的云母鈦珠光顏料放入250ml四口瓶中，加入100ml去離子水，用2mol/L NaOH調節PH值為7-8，然后將其置于恒溫水浴中，攪拌升溫至80℃，再適當加入質量分數為0.5%ALCL3溶液，為保持溶液的PH值，同時加入2mol/L的NaOH溶液，加料結束，繼續保溫攪拌1h，過濾，洗滌至無CL-存在為止，將濾餅在110℃烘干，在馬弗爐中500℃煅燒1h，即可制得耐光性得到極大改善的云母珠光顏料。
2.5 用晶型轉換劑提高珠光顏料的折射率
制備云母鈦珠光顏料時，鈦鹽水解沉積于云母片上的TiO2，在高溫煅燒中可形成銳鈦礦型和金紅石型兩種晶體結構，由于后者折射率高于前者，因此金紅石型的云母鈦顏料珠光效果好。但云母鈦在結晶過程中，僅靠控制溫度和時間很難確保二氧化鈦完全轉變為金紅石型，因此制備過程中可加入金紅石促進劑。目前主要采用二價錫鹽和過氧化氫的混合劑，錫鹽最佳用量為鈦鹽量的20%為宜。
2.6 用有機著色劑提高云母珠光顏料的著色能力
有機顏料具有鮮艷的顏色，可通過化學吸附方法將其包覆在云母表面。目前有機顏料包覆的主要方法是化學吸附法、其方法按處理劑不同有兩種：
（1）無機色沉淀包膜法
歐洲專利報道的制備工藝過程如下：
云母珠光顏料→有機顏料或染料→色淀劑包膜→過濾→干燥→產品
其在加入有機顏料或染料的同時加入色淀劑來固定吸附。所用色淀劑一般為AL、Zr、Ca、Ba、Sr等化合物。這種工藝優點是可在較高質量分數和較低溫度下進行。
（2）有機偶聯劑包覆法
偶聯劑具有兩性結構，其分子中的一部分基團或與無機材料表面的各官能團反應，形成強有力的化學鍵，另一部分基團可與有機物發生某些化學或物理反應，使無機材料和有機顏料分子之間產生具有特殊功能的“分子橋”。例如使用有機鉻酸酯類偶聯劑，可使偶聯劑先與云母作用，再和有機顏料反應，也可直接將云母珠光顏料與偶聯劑、有機顏料充分混合進行反應。一般偶聯劑用量為云母質量分數的0.01%-2.0%。
3 云母珠光顏料研究方向的預測
云母鈦珠光顏料的發展歷史雖短，但由于它具有獨特的裝飾效果和無毒、耐酸、耐堿、不導電、不導磁、化學性質穩定等優良特性，應用前景十分廣闊。
（1）隨著人們對物品外觀質量要求的不斷提高，云母鈦珠光顏料應用領域日益擴展，因而對其性能會提出更高的要求，目前對珠光顏料表面改性所做的工作還很少，今后將會著重對主要使用的表面處理劑如氧化硅、氧化鋁等性能及其對顏料的影響進行更深入的研究；
（2）多覆層著色類云母珠光顏料因其結構改善具有比單覆層顏料更優越的性能，能滿足某些特殊場合的使用，這將是今后另一個研究的重點；
（3）由于金紅石型的高珠光色彩，開發金紅石化促進劑對制備高質量的珠光云母有著重要意義。
目前，隨著云母珠光顏料應用范圍擴大，對其性能提高出更高要求，由于其遮蓋力、著色性、透明性、穩定性及耐光性都有不盡人意之處，在應用上受到一定限制，所以，改善其性能是目前珠光顏料研究的主要方向。
無機材料表面改性是近年來材料學科領域內新出現的一種高新技術，它通過物理、化學、機械等方法改變其表面性質。人們利用這些改性原理對開發高檔次云母珠光顏料進行深入研究。
2 云母鈦珠光顏料性能改善的方法
2.1 改善遮蓋性能的多覆層結構
早期開發的云母珠光顏料以單覆層結構為主，技術比較成熟，由于單覆層結構遮蓋性能較差，在某些特定場合應用上有一定的限制，因此人們研制了多覆層結構。這種多覆層結構具有多層無色透明膜，它兼有本色金屬氧化物膜和納米級金屬微粒的共同作用，既可對光線產生干涉作用得到珠光效果，又可對光線產生強散射作用得到金屬光澤，提高了遮蓋能力。其合成過程如下：
云母→云母懸浮液→包覆二氧化鈦→低溫無氧煅燒→包覆Cr（OH）3
其中低溫無氧煅燒是在200℃以下氬氣環境中進行的，云母表面TiO2膜表面的Ti被還原為低價鈦的氧化物和金屬鈦。TiO2膜上再包覆一層Cr（OH）3膜，在TiO2和Cr（OH）3膜之間還沉積一層呈斑點狀分布的低價鈦氧化物和金屬鈦。這種三覆層的云母珠光顏料具有較高的遮蓋力和著色能力，但珠光效果與雙覆層云母珠光顏料相比有所下降。為解決這個問題，目前采用的方法是，增加金屬氧化物膜的透明度或覆蓋兩層較厚的無色透明金屬氧化物膜。另外還有關于四覆層及多覆層珠光顏料的報道。
2.2 改進珠光顏料的穩定性
珠光顏料易受紫外線照射和濕氣的雙重作用而遭到破壞，美國專利報道了經改進的珠光顏料光澤穩定性好，顏色純正。該顏料的制法如下：
以金屬氧化物TiO2包覆的云母片為基礎，將其分散在水中制得料漿，然后慢慢加入一種或多種含有溶解的金屬鹽或混合物溶液（如氯化甲基丙烯酸鉻和Na2HPO4·2H20），調節PH值為4-7，在沉淀劑（FeS04·7H20）作用下將金屬鹽沉淀在顏料表面，經過濾洗滌，130℃干燥，所得顏料純凈無附聚物，包膜致密，其穩定性明顯優于原始的珠光顏料。
2.3 改進透明性和著色力
對經包膜的云母片珠光顏料來說，沉淀在云母片上金屬氧化物的質量，尤其是沉淀物的晶體大小對光散射程度起著關鍵作用。如果晶體太小，則珍珠光澤和干擾色就會消失，珠光顏料透明性和著色力就會下降，根據光學理論，當顆粒大小降到可見光波長的一半后，光就穿透顆粒而不被折射，這樣的顆粒將是透明的。Al203顆粒遠小于此值，所以包覆層基本透明。美國專利報道的改進透明性和著色性能的方法如下：
其方法是通過TiO2與AL203和Si02共同沉淀在云母片上制成。將云母片（粒徑10-70μm，厚度0.1-5μm）懸浮在水中制得漿液，用適當的酸（如鹽酸）將PH值調至1.5-2.5，然后加熱至70℃-80℃，同時計量加入TiCL4溶液、ALCL3·6H20溶液（含鹽酸）和堿性Na2Si03溶液（含NaOH），加入的速度和數量應保持恒定PH值為2.2，通過水解形成相應的氫氧化物或水合氧化物，使之完全沉淀于云母片表面，達到要求藍干涉色厚度后，停止包覆，經過濾洗滌，120℃干燥，700℃-1000℃煅燒30min，金屬氫氧化物或水合氧化物轉變成相應的氧化物，該云母具有極佳的透明性和珠光性能。
2.4 改進珠光顏料的耐光性
珠光顏料長久放置或將其應用于漆膜、涂料時，會出現珠光效應減弱、變色、粉化、剝落等現象。原因是表面包覆的Ti02具有較強的光化活性，當其吸收小于405nm波長光時，就會由電子從價帶躍遷至導價帶，從而形成電子空穴，引發周圍介質發生化學變化。為防止此現象發生，可在云母鈦表面包覆一層均勻保護膜，將原有的Ti02的光活性點封閉起來，從而提高其耐光性。
一種改善珠光顏料耐光性的方法為：取4g銀白色的云母鈦珠光顏料放入250ml四口瓶中，加入100ml去離子水，用2mol/L NaOH調節PH值為7-8，然后將其置于恒溫水浴中，攪拌升溫至80℃，再適當加入質量分數為0.5%ALCL3溶液，為保持溶液的PH值，同時加入2mol/L的NaOH溶液，加料結束，繼續保溫攪拌1h，過濾，洗滌至無CL-存在為止，將濾餅在110℃烘干，在馬弗爐中500℃煅燒1h，即可制得耐光性得到極大改善的云母珠光顏料。
2.5 用晶型轉換劑提高珠光顏料的折射率
制備云母鈦珠光顏料時，鈦鹽水解沉積于云母片上的TiO2，在高溫煅燒中可形成銳鈦礦型和金紅石型兩種晶體結構，由于后者折射率高于前者，因此金紅石型的云母鈦顏料珠光效果好。但云母鈦在結晶過程中，僅靠控制溫度和時間很難確保二氧化鈦完全轉變為金紅石型，因此制備過程中可加入金紅石促進劑。目前主要采用二價錫鹽和過氧化氫的混合劑，錫鹽最佳用量為鈦鹽量的20%為宜。
2.6 用有機著色劑提高云母珠光顏料的著色能力
有機顏料具有鮮艷的顏色，可通過化學吸附方法將其包覆在云母表面。目前有機顏料包覆的主要方法是化學吸附法、其方法按處理劑不同有兩種：
（1）無機色沉淀包膜法
歐洲專利報道的制備工藝過程如下：
云母珠光顏料→有機顏料或染料→色淀劑包膜→過濾→干燥→產品
其在加入有機顏料或染料的同時加入色淀劑來固定吸附。所用色淀劑一般為AL、Zr、Ca、Ba、Sr等化合物。這種工藝優點是可在較高質量分數和較低溫度下進行。
（2）有機偶聯劑包覆法
偶聯劑具有兩性結構，其分子中的一部分基團或與無機材料表面的各官能團反應，形成強有力的化學鍵，另一部分基團可與有機物發生某些化學或物理反應，使無機材料和有機顏料分子之間產生具有特殊功能的“分子橋”。例如使用有機鉻酸酯類偶聯劑，可使偶聯劑先與云母作用，再和有機顏料反應，也可直接將云母珠光顏料與偶聯劑、有機顏料充分混合進行反應。一般偶聯劑用量為云母質量分數的0.01%-2.0%。
3 云母珠光顏料研究方向的預測
云母鈦珠光顏料的發展歷史雖短，但由于它具有獨特的裝飾效果和無毒、耐酸、耐堿、不導電、不導磁、化學性質穩定等優良特性，應用前景十分廣闊。
（1）隨著人們對物品外觀質量要求的不斷提高，云母鈦珠光顏料應用領域日益擴展，因而對其性能會提出更高的要求，目前對珠光顏料表面改性所做的工作還很少，今后將會著重對主要使用的表面處理劑如氧化硅、氧化鋁等性能及其對顏料的影響進行更深入的研究；
（2）多覆層著色類云母珠光顏料因其結構改善具有比單覆層顏料更優越的性能，能滿足某些特殊場合的使用，這將是今后另一個研究的重點；
（3）由于金紅石型的高珠光色彩，開發金紅石化促進劑對制備高質量的珠光云母有著重要意義。
