新型耐高温云母钛珠光颜料的制备与性能研究

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云母基珠光颜料因其具有优异的光泽度、机械强度、耐候性及无毒性等特点,受到颜料研发人员的广泛关注。对于利用率极低的云母矿业,云母基珠光颜料可以大幅提升其经济价值,因而云母基珠光颜料的研发及应用在促进我国云母矿的高附加值利用方面具有十分重要的意义。但目前云母基珠光颜料普遍存在无法耐高温的缺点,极大地限制了其在陶瓷等特殊耐高温领域的发展。因此,如何提高云母基珠光颜料的耐高温性能成为亟待解决的课题,其中基材和氧化物纳米粒子在云母表面的包覆效果是影响产品耐高温性能的重要因素。本论文选取氟金云母和金云母为基材,采用液相沉积法制备云母钛珠光颜料。通过X射线衍射分析、扫描电子显微镜分析、白度及珠光效果分析等测试表征手段,重点研究了制备工艺参数和不同钛液配制方法对云母表层钛包覆效果的影响。结果表明,制备氟金云母钛珠光颜料的最佳工艺条件是反应体系pH为2、水解温度85℃、反应时间2h、钛液浓度3mol/L、锡液与钛液摩尔比1:6、煅烧温度900℃、煅烧时间1h。预先将四氯化钛滴加于20%稀硫酸中制成硫酸氧钛,以此作为沉积剂,更有利于二氧化钛纳米粒子在云母表面的包膜,制备出的珠光颜料比以传统四氯化钛水溶液作为沉积剂的珠光颜料具有更优异的珠光光泽。同时,本论文探究了稀土元素掺杂及基材对产品耐高温性能的影响。X射线衍射、扫描电子显微镜、白度及珠光效果分析等测试结果表明,与未掺杂的氟金云母钛珠光颜料相比,La3+掺杂氟金云母钛珠光颜料具有更优异的珠光光泽和耐高温性能;而掺杂Ce3+和Nd3+会降低氟金云母钛珠光颜料的珠光指数和耐热性。另外,基材也会对珠光颜料的光泽度及耐高温性能产生重要影响。在白云母、氟金云母和金云母三种基材中,以金云母为基材的钛珠光颜料具有最好的珠光光泽,氟金云母钛珠光颜料的珠光效果略优于以白云母为基材的珠光产品,白云母钛珠光颜料的光泽度相对最低;在耐高温性能方面,氟金云母钛珠光颜料最佳,金云母钛珠光颜料次之,白云母钛珠光颜料最差。
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