苑金生

(河北省保定市建材工業(yè)局 河北保定 071000)

云母鈦珠光顏料在陶瓷中的應(yīng)用

苑金生

(河北省保定市建材工業(yè)局 河北保定 071000)

前言

珠光顏料有著悠久的歷史和廣泛的用途,傳統(tǒng)的珠光顏料有天然珍珠素和人工合成含鉛及鉍的珠光顏料。這些珠光顏料有的原料短缺,價(jià)格昂貴;有的具有毒性,用途受到限制。因此,開發(fā)新一代的云母鈦珠光顏料受到國(guó)內(nèi)外的高度重視。

云母鈦珠光顏料是由研磨細(xì)的云母粒子用二氧化鈦和(或)其它金屬氧化物包膜而成。當(dāng)日光照射在這些薄片表面上時(shí),經(jīng)光線的多重反射,呈現(xiàn)出彩虹般鮮艷奪目的干涉色。依據(jù)二氧化鈦或金屬氧化物薄膜的厚度不同,產(chǎn)生不同色彩的干涉色,它能給人一種深遠(yuǎn)的三維空間質(zhì)感,并有柔軟的絲光感,能顯露出多種色彩效應(yīng),模仿自然色,創(chuàng)造出絢麗多彩的裝飾效果。它的性能特點(diǎn)是珠光好,密度較小,耐光、耐熱、耐候、耐酸、耐堿,不導(dǎo)電,不導(dǎo)磁,化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定。加之這些顏料完全無(wú)毒、完全適合日益嚴(yán)格的環(huán)保要求,因此,廣泛應(yīng)用于涂料、塑料、橡膠、油墨、紙張、紡織品、化妝品、裝飾品、工藝品、皮革、搪瓷、陶瓷、包裝用品、印刷裝潢和建筑材料等許多部門。

1 云母鈦珠光顏料的光學(xué)特性

1.1 珠光效應(yīng)

珠光效應(yīng)是指珠光顏料具有珍珠般的柔和色澤。珠光色澤是由包覆于云母薄片上的二氧化鈦多晶膜對(duì)入射光產(chǎn)生多重反射和透射的結(jié)果,即光的干涉現(xiàn)象所致。對(duì)于粒徑小的珠光顏料,由于包覆于云母薄片表面的二氧化鈦多晶膜像天然珍珠那樣,分成許多微小層次。這樣當(dāng)入射光照射到其表面時(shí),就會(huì)呈現(xiàn)類似絲綢那樣的柔和色澤。這種光澤稱之為“珠光”。云母鈦珠光顏料的這種光學(xué)特性,稱之為“珠光效應(yīng)”。

1.2 金屬閃光效應(yīng)

平滑的金屬表面對(duì)光的鏡面反射給人眼產(chǎn)生的閃爍視覺稱之為“金屬閃光效應(yīng)”。云母薄片通過(guò)包覆鈦或其他金屬、非金屬氧化物,或者對(duì)已制成的云母鈦珠光顏料進(jìn)行表面金屬化處理,可以獲得一系列金屬色澤。例如,單純用二氧化鈦包覆的云母鈦珠光顏料能顯示醒目的銀白金屬光澤;銀白珠光顏料用碳黑或石墨包覆,能產(chǎn)生色調(diào)深沉的鉛金屬效果;用氧化銀、氧化鉍包覆的云母鈦珠光顏料呈現(xiàn)烏亮的黑色金屬光澤;以二氧化鈦和石墨混合包覆云母鈦珠光顏料能獲得深灰色珠光;用氧化鐵著色的黃干涉色珠光顏料,具有很強(qiáng)的黃金光澤等。

1.3 視角閃色效應(yīng)

云母鈦珠光顏料是由透明的云母薄片表面沉積一層透明的、其折射率較基材云母高出許多的金屬氧化物所構(gòu)成。當(dāng)光線在折射率不同的透明層界面發(fā)生多次光的折射、反射及部分吸收、部分穿透作用時(shí),平行的各種反射光之間必將產(chǎn)生光的干涉現(xiàn)象,因而產(chǎn)生珍珠般的光澤和色彩。當(dāng)珠光顏料制成涂膜或塑料薄膜后進(jìn)行觀察,對(duì)觀察者而言,當(dāng)處于光線的反射角時(shí),能看到最強(qiáng)的干涉色;當(dāng)偏離反射角時(shí),只能看到珠白色或其它顏色,這種隨觀察者觀察角度的不同而看到不同干涉色的現(xiàn)象稱為“視角閃色效應(yīng)”。

1.4 色彩轉(zhuǎn)移效應(yīng)

采用干涉色云母鈦珠光顏料制成的涂膜或塑料薄膜,能同時(shí)顯示兩種不同的顏色。這種顏色的變化稱之為色彩轉(zhuǎn)移效應(yīng)或雙色效應(yīng)。正面看到顏料的反射色,側(cè)面能看到其透射色,且色相總是互為補(bǔ)色。例如,采用干涉色幻彩珠光顏料著色的珠光汽車涂料涂裝的轎車,其色彩會(huì)隨轎車車身的曲率而發(fā)生變化。色彩轉(zhuǎn)移效應(yīng)表現(xiàn)為從黃變到紫;從藍(lán)變到橙;從綠變到紅,即從一種顏色變到互補(bǔ)色。這種特殊的光學(xué)現(xiàn)象稱之為“色彩轉(zhuǎn)移效應(yīng)”。正是由于珠光顏料的這種光學(xué)特性,才使得配色師能根據(jù)不同的審美要求,設(shè)計(jì)和創(chuàng)造各種奇妙和夢(mèng)幻般的裝飾效果。

1.5 附加色彩效應(yīng)

云母鈦珠光顏料可以和透明、無(wú)機(jī)和有機(jī)顏料相混合,或直接用這些顏料對(duì)珠光顏料進(jìn)行著色,所產(chǎn)生的色彩效果非常迷人。如用銅酞菁藍(lán)和銅酞菁綠對(duì)珠光顏料進(jìn)行著色,其色彩不但不會(huì)削弱,反而會(huì)增強(qiáng)。這是珠光顏料所特有的“附加色彩效應(yīng)”,也叫“增色效應(yīng)”。閃光鋁粉一類常規(guī)金屬顏料的一個(gè)比較嚴(yán)重缺點(diǎn)是,一旦與這類顏料相混合,再對(duì)樹脂進(jìn)行染色,其色彩的亮度和飽和度會(huì)發(fā)生大幅度的衰減,從而使顏料變得深沉和暗淡。這是普通金屬顏料在涂料、塑料著色時(shí)將會(huì)經(jīng)常遇到的技術(shù)難題。而珠光顏料卻不然,經(jīng)配色后的涂料或經(jīng)施工后的涂膜色彩反而變得更加鮮艷和亮麗。這一光學(xué)特性稱之為“附加色彩效應(yīng)”或“增色效應(yīng)”。

1.6 三維空間效應(yīng)

不論是何種類型的珠光顏料,它總是透明或半透明的薄片。當(dāng)光線照射到薄片表面時(shí),它總是反射大部分入射光,而把剩余的光透射到下一層顏料晶片上,于是重復(fù)一次光的反射和透射,這樣反復(fù)多次,直到穿過(guò)基底材,到達(dá)顏料片背光面的二氧化鈦多晶膜上時(shí),才被完全吸收和反射。這一光學(xué)特性使得珠光顏料在透明性的涂膜或塑料薄膜中,具有深遠(yuǎn)的三維空間質(zhì)感。薄膜幾何厚度雖然很薄(15～40μm),但給人的視覺感卻總是厚膜,這是珠光顏料不同于一般顏料的重要光學(xué)特性。這種給人的三維空間質(zhì)感稱為“三維空間效應(yīng)”。

由于云母鈦珠光顏料總是透明或半透明的晶片,它的遮蓋力遠(yuǎn)不如常規(guī)二氧化鈦。因此,可以在有色物體的表面覆蓋由顏料晶片組成的透明涂膜,使底層的色彩透明或半透明的珠光顏料涂層顯露出來(lái)。這種光學(xué)特性稱之為“背景襯度效應(yīng)”。

2 云母鈦珠光顏料的產(chǎn)品類型

2.1 銀白色云母鈦

二氧化鈦薄膜的光學(xué)厚度小于200 nm。其呈銀白色的反射光,相似于珍珠光澤。粒徑小的銀白色云母鈦有似綢緞狀的柔和光澤,遮蓋力較強(qiáng)。粒徑大的有較強(qiáng)的閃爍光澤,遮蓋力較差。云母鈦薄膜有銳鈦型和金紅石型,后者的耐候性較好。

2.2 虹紅云母鈦

二氧化鈦薄膜的光學(xué)厚度在200～400 nm內(nèi)的干涉現(xiàn)象能產(chǎn)生色彩效應(yīng),其反射干涉色隨著晶片厚度的增加而按金黃色、紅色、紫色、藍(lán)色和綠色的順序作周期性變化。將其用于涂料、塑料、化妝品等,都能顯示出奇特的色彩。

2.3 著色云母鈦

在云母鈦表面再包覆一層透明或較透明的有色無(wú)機(jī)物或有機(jī)物(如鐵氧化物、鐵藍(lán)、鉻綠、碳黑、有機(jī)顏料及染料等),就能形成各種色譜的著色珠光顏料。第三代仿金、銀和銅粉的表面都是穩(wěn)定的鐵氧化物或碳黑,所以不會(huì)變暗或退色。

3 云母鈦珠光顏料在陶瓷中的應(yīng)用

3.1 珠光陶瓷釉的主要原材料

珠光陶瓷釉主要由基礎(chǔ)釉熔快、云母鈦珠光顏料、添加劑組成?；A(chǔ)釉用原料:石英(釉級(jí))、長(zhǎng)石(釉級(jí))、硼砂(工業(yè)純)、氧化鋁(工業(yè)純)、碳酸鍶(工業(yè)純)、碳酸鋰(工業(yè)純)、氧化鋅(工業(yè)純)、硅灰石(釉級(jí))、滑石(釉級(jí))、硝酸鉀(工業(yè)純)、碳酸鈣(工業(yè)純)、純堿(工業(yè)純)、氧化鎂(工業(yè)純)。

根據(jù)云母鈦珠光顏料及燒成溫度的不同,基礎(chǔ)釉及熔塊的化學(xué)成分(質(zhì)量%)范圍:

在古典風(fēng)格的陶瓷制品中增添一些云母鈦珠光顏料的光澤,可以使瓷器上的圖案或花紋顯得更為生動(dòng)。以人工合成的氟金云母或水晶云母薄片為基材而制成的云母鈦珠光顏料具有很強(qiáng)的耐高溫性,能在陶瓷釉料中廣泛應(yīng)用。而普通白云母制成的珠光顏料卻無(wú)法耐受較高的燒成溫度。

3.2 珠光陶瓷釉制備工藝

按配方組成稱取各種原材料,經(jīng)球磨充分混合均勻,將混合好的物料置于熔塊爐中,在1 250～1 350℃熔制,水淬,烘干,球磨,過(guò)篩(250目),再將過(guò)篩后的基礎(chǔ)釉熔塊粉末與一定量的云母鈦珠光顏料及少量添加劑在球磨機(jī)中球磨,料∶球∶水=1∶(1.6～2)∶(0.6～0.7),保證釉漿細(xì)度達(dá)到萬(wàn)孔篩余≤0.05%即可。

3.3 珠光陶瓷釉的使用方法

珠光陶瓷釉的使用方法大致包括以下幾種:

1)將珠光陶瓷釉料與印油按1∶(0.5～0.6)比例混合攪拌均勻;用100～120目絲網(wǎng)印于未燒的面釉上,干燥后在快速燒成工藝的輥道窯中燒成,燒成時(shí)間為40～90min。

2)將珠光陶瓷釉料與印油按1∶0.4比例混合,攪拌均勻成濃稠狀,用40～60目絲網(wǎng)印于釉面磚上,徹底干燥后再套印陶瓷顏料,最后用30～40目絲網(wǎng)堆釉干粉。干燥后在快速燒成工藝的輥道窯中燒成。燒成時(shí)間為40～90min。

3)將珠光陶瓷釉料與水調(diào)和攪拌均勻后,均勻地噴施在白色釉面磚或素坯上,再在其上施一薄層透明釉,干燥后在快速燒成工藝的輥道窯中燒成。燒成時(shí)間為40～90min。

4)將珠光陶瓷釉料與印油或水共同混合攪拌均勻。通過(guò)手繪的方式繪于制品的表面,徹底干燥后在快速燒成工藝的輥道窯中燒成。燒成時(shí)間為40～90 min,即成珠光制品。

3.4 珠光陶瓷的應(yīng)用效果

中溫(980～1 050℃)珠光陶瓷釉主要應(yīng)用在建筑陶瓷上,適用于室內(nèi)裝飾。珠光陶瓷珠光顏色多種多樣,變幻莫測(cè),可為生活增光添彩。用于家居衛(wèi)生間、廚房、客廳地面的裝修鑲嵌,美化家居,給家居房間帶來(lái)美麗神奇的珠光效果。珠光陶瓷的珠光干涉色效果讓人耳目一新,如墜入夢(mèng)中。如果用于酒吧、咖啡廳等場(chǎng)所的裝飾,更加增添高雅神秘的色彩。

4 結(jié)語(yǔ)

伴隨著全面建設(shè)小康社會(huì),人民的生活水平和精神面貌發(fā)生了深刻地變化,人們不僅僅滿足于對(duì)物質(zhì)生活的享受,而且追求高層次的審美愿望和精神享受。云母鈦珠光顏料是陶瓷色釉料的發(fā)展方向,云母鈦珠光顏料的奇特光學(xué)性能令人神往,云母鈦珠光顏料在陶瓷中的應(yīng)用前景誘人而廣闊。