楊育兵，覃海萍，劉 洋，李 科

（廣西科技大學(xué)鹿山學(xué)院食品與化學(xué)工程系，廣西 柳州 545000）

珠光顏料是一種具有廣泛用途的顏料，由于它具有跟天然珍珠類(lèi)似的獨(dú)特光澤而得名。天然珍珠的形成是通過(guò)蚌類(lèi)無(wú)節(jié)肢軟體動(dòng)物在代謝過(guò)程中，產(chǎn)生了一些對(duì)固體異物的物質(zhì)，其形成條件相當(dāng)苛刻，來(lái)源和數(shù)量上非常少，因此天然珍珠的價(jià)格相對(duì)比較昂貴。

隨著珠光行業(yè)的向前發(fā)展，客戶對(duì)珠光顏料的質(zhì)量和色澤度等指標(biāo)的要求也是越來(lái)越高，目前已經(jīng)出現(xiàn)了除云母鈦珠光顏料以外的珠光顏料，比如金屬氧化物包覆片層基質(zhì)材料三氧化二鋁基材型珠光顏料，各種珠光顏料基質(zhì)材料的研究也成為我國(guó)的科研工作者的關(guān)注熱點(diǎn)［1-2］，相繼出現(xiàn)了一些新型基材的珠光顏料，比如近些年來(lái)有科研工作者提出用玻璃鱗片、鋁片、氧化物薄片等為基質(zhì)材料，這些新基質(zhì)的材料研究為推動(dòng)珠光顏料的發(fā)展和大范圍的使用，起到非常重要的意義。

1 珠光顏料的分類(lèi)概述

1.1 無(wú)機(jī)化合物基材型

無(wú)機(jī)基化合物基材型珠光顏料主要包括鉛類(lèi)化合物，如砷酸鉛、碳酸鉛、磷酸鉛等。由于含鉛型的化合物自身具有一定的毒性，并且在化學(xué)穩(wěn)定性方面也較差，這些不足限制了其使用范圍，因此對(duì)于無(wú)機(jī)化合物類(lèi)型的化合物，一般在珠光顏料的應(yīng)用中不受待見(jiàn)。

1.2 天然云母基材型

天然云母作是一種優(yōu)良的珠光顏料基材，因其具有資源豐富、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域中。云母基材通過(guò)云母礦原料加工后，呈現(xiàn)出片狀結(jié)構(gòu)，在具有優(yōu)良的耐水性、電絕緣性、抗化學(xué)性［3］等方面表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。通過(guò)結(jié)構(gòu)分析，天然云母呈現(xiàn)平板片狀結(jié)構(gòu)，其化學(xué)成分是一種鉀鋁硅酸鹽礦物，立體結(jié)構(gòu)是由硅氧四面體和鋁氧八面體構(gòu)成。當(dāng)然，自然界中天然云母的種類(lèi)非常多，最常見(jiàn)的分類(lèi)包括金云母、白云母、絹云母和鋰云母等。

1.3 鋁薄片基材型

鋁薄片是一種具有金屬光澤的金屬薄片，由于它表面光滑，研究發(fā)現(xiàn)，可以通過(guò)在其表面進(jìn)行包覆處理，包覆后的鋁材表明會(huì)呈現(xiàn)出迷人的光澤度，常見(jiàn)的包覆層為金屬或非金屬化合物，因此有科研工作者提出用鋁基材來(lái)取代云母基材的觀點(diǎn)。

Zhang Yingchao等［4］通過(guò)溶膠凝膠法制備珠光顏料，其過(guò)程是先在鋁表面包覆SiO2，再通過(guò)蠕動(dòng)泵將FeCl3溶液緩慢加入，溶液的pH值采用自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，等沉淀完全后，可以制備出一種藍(lán)色型珠光顏料。

同時(shí)，Zhang Yingchao［5］也嘗試用濕化學(xué)法制備彩色珠光顏料。過(guò)程是在片狀鋁粉表面包覆SiO2和Fe2O3雙層薄膜，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)中的影響因素涂層比例、涂層效率和動(dòng)態(tài)閃光指數(shù)，研究出其制備的最佳工藝條件；產(chǎn)物并通過(guò)SEM和原子力顯微鏡進(jìn)行表征，得出其包覆產(chǎn)物的表面形貌。研究表明，包覆產(chǎn)物的表面存在一層納米結(jié)構(gòu)層，測(cè)得其平均粒徑約為34.8nm，使用五角度分光光度計(jì)對(duì)其顏色進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)Al／SiO2／Fe2O3珠光顏料具有三種不同的顏色，從五個(gè)角度表現(xiàn)出隨角異性。

2 片狀A(yù)l2 O3的制備概述

2.1 高溫固相法

高溫固相法在煅燒前的粉料中摻雜適量添加劑，通過(guò)降低煅燒溫度，促進(jìn)Al2O3晶體能朝著各向異性方向生長(zhǎng)。該方法使用的Al2O3煅燒溫度的添加劑類(lèi)型較多，如：氧化鐵、氧化硅、氧化鈦以及氧化鉻等［6］。這些氧化物相同的特點(diǎn)主要是由于其晶格常數(shù)與Al2O3非常接近，在燒結(jié)過(guò)程中易于形成新相，降低形核及晶體生長(zhǎng)的臨界溫度［7］。

2.2 熱壓燒結(jié)法

熱壓燒結(jié)法是通過(guò)加壓成型，同時(shí)采用加熱燒結(jié)，在高溫高壓的條件下，使得晶粒相互間的接觸面積及擴(kuò)散效率增大，燒結(jié)完畢后，再通過(guò)降低燒結(jié)溫度，減少燒結(jié)時(shí)間來(lái)制備。學(xué)者陳培架通過(guò)真空熱壓燒結(jié)法與壓力浸滲法成功制備出了金剛石／Al高熔點(diǎn)復(fù)合材料，并對(duì)該過(guò)程中的傳熱模型，對(duì)該方法所制備得到材料的導(dǎo)熱機(jī)理進(jìn)行了相關(guān)探討［8］。由于該方法在制備過(guò)程中需要用到的設(shè)備比較昂貴，反應(yīng)條件比較苛刻，并不能廣泛應(yīng)用在工業(yè)化生產(chǎn)中。

2.3 水熱法

水熱法是一種制備晶體的經(jīng)典方法，又被稱(chēng)為熱液法。該方法是以水或醇作為溶劑，采用加熱加壓，在密封的高壓容器內(nèi)進(jìn)行物理化學(xué)反應(yīng)［9］。高溫高壓作用下溶劑電離常數(shù)增加，從而加快了前驅(qū)體在放映過(guò)程中充分溶解，促進(jìn)了離子的再分配結(jié)晶作用。目前科研工作者采用該方法制備二氧化鋯、二氧化鈦以及三氧化二鋁等氧化物。

周振君等學(xué)者采用沉淀法硝酸鋁與氨水反應(yīng)后得到γ-Al（OH）3，再將水熱法反應(yīng)中得到的產(chǎn)物作為前驅(qū)體，加入納米Al2O3晶種，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間反應(yīng)后制備出α-Al2O3粉體，通過(guò)平均粒徑統(tǒng)計(jì)分析，得出α-Al2O3微粒在反應(yīng)中過(guò)程中其晶核逐漸增大，在該方法中通過(guò)控制溫度以及保溫時(shí)間，對(duì)α-Al2O3晶粒的生長(zhǎng)進(jìn)行了工藝條件研究［10］。

3 Al2 O3珠光顏料的應(yīng)用

片狀型Al2O3自身具備優(yōu)良的光學(xué)性能，在穩(wěn)定性方面也變現(xiàn)優(yōu)異，被廣泛應(yīng)用于涂料領(lǐng)域，發(fā)揮著巨大的作用，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。同時(shí)，Al2O3基顏料對(duì)被包覆物也具備良好的保護(hù)作用。此外，在光澤度方面也非常優(yōu)異。當(dāng)前，尤其是在高級(jí)珠光顏料的應(yīng)用領(lǐng)域中，已經(jīng)出現(xiàn)了人工合成的無(wú)機(jī)片狀基材，與傳統(tǒng)的云母云母鈦珠光顏料相比，具有更好的表面光滑性、均勻性以及粒徑可操控性，傳統(tǒng)的云母云母鈦珠光顏料正逐漸被取代。片狀A(yù)l2O3粉體作為其中之一，是目前最被看好的取代材料，歐美國(guó)家對(duì)Al2O3基珠光顏料的研究處于領(lǐng)先地位，相關(guān)技術(shù)也被國(guó)外所壟斷，而我國(guó)對(duì)該材料的研發(fā)尚處于起步階段。

4 結(jié)語(yǔ)

目前，隨著科研工作者的研究，第二代珠光效應(yīng)的顏料在化工實(shí)踐應(yīng)用中陸續(xù)取代云母鈦珠光顏料。在這一領(lǐng)域中片狀A(yù)l2O3基材珠光顏料是作為第二代珠光效應(yīng)顏料的關(guān)鍵元素之一，在目前的研究進(jìn)展中，我國(guó)學(xué)術(shù)界和化工界對(duì)于第二代珠光效應(yīng)顏料的分析、研發(fā)和轉(zhuǎn)化應(yīng)用研究甚少，有關(guān)第二代珠光效應(yīng)顏料的報(bào)道甚少，我國(guó)尚還是起步階段，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家。為了改變這一領(lǐng)域的空白，筆者認(rèn)為科研工作者需要在珠光顏料領(lǐng)域中開(kāi)展更多的研究，在片狀A(yù)l2O3基材珠光顏料的研究領(lǐng)域中奮起直追，努力填補(bǔ)第二代珠光顏料領(lǐng)域的技術(shù)空白。