云母鈦珠光顏料在陶瓷中的應用

苑金生

(河北省保定市建材工業局 河北保定 071000)

云母鈦珠光顏料在陶瓷中的應用

苑金生

(河北省保定市建材工業局 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,價格昂貴;有的具有毒性,用途受到限制。因此,開發新一代的云母鈦珠光顏料受到國內外的高度重視。

云母鈦珠光顏料是由研磨細的云母粒子用二氧化鈦和(或)其它金屬氧化物包膜而成。當日光照射在這些薄片表面上時,經光線的多重反射,呈現出彩虹般鮮艷奪目的干涉色。依據二氧化鈦或金屬氧化物薄膜的厚度不同,產生不同色彩的干涉色,它能給人一種深遠的三維空間質感,并有柔軟的絲光感,能顯露出多種色彩效應,模仿自然色,創造出絢麗多彩的裝飾效果。它的性能特點是珠光好,密度較小,耐光、耐熱、耐候、耐酸、耐堿,不導電,不導磁,化學性質十分穩定。加之這些顏料完全無毒、完全適合日益嚴格的環保要求,因此,廣泛應用于涂料、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特性

1.1 珠光效應

珠光效應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入射光產生多重反射和透射的結果,即光的干涉現象所致。對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。這樣當入射光照射到其表面時,就會呈現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特性,稱之為“珠光效應”。

1.2 金屬閃光效應

平滑的金屬表面對光的鏡面反射給人眼產生的閃爍視覺稱之為“金屬閃光效應”。云母薄片通過包覆鈦或其他金屬、非金屬氧化物,或者對已制成的云母鈦珠光顏料進行表面金屬化處理,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,能產生色調深沉的鉛金屬效果;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,具有很強的黃金光澤等。

1.3 視角閃色效應

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成。當光線在折射率不同的透明層界面發生多次光的折射、反射及部分吸收、部分穿透作用時,平行的各種反射光之間必將產生光的干涉現象,因而產生珍珠般的光澤和色彩。當珠光顏料制成涂膜或塑料薄膜后進行觀察,對觀察者而言,當處于光線的反射角時,能看到最強的干涉色;當偏離反射角時,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象稱為“視角閃色效應”。

1.4 色彩轉移效應

采用干涉色云母鈦珠光顏料制成的涂膜或塑料薄膜,能同時顯示兩種不同的顏色。這種顏色的變化稱之為色彩轉移效應或雙色效應。正面看到顏料的反射色,側面能看到其透射色,且色相總是互為補色。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,其色彩會隨轎車車身的曲率而發生變化。色彩轉移效應表現為從黃變到紫;從藍變到橙;從綠變到紅,即從一種顏色變到互補色。這種特殊的光學現象稱之為“色彩轉移效應”。正是由于珠光顏料的這種光學特性,才使得配色師能根據不同的審美要求,設計和創造各種奇妙和夢幻般的裝飾效果。

1.5 附加色彩效應

云母鈦珠光顏料可以和透明、無機和有機顏料相混合,或直接用這些顏料對珠光顏料進行著色,所產生的色彩效果非常迷人。如用銅酞菁藍和銅酞菁綠對珠光顏料進行著色,其色彩不但不會削弱,反而會增強。這是珠光顏料所特有的“附加色彩效應”,也叫“增色效應”。閃光鋁粉一類常規金屬顏料的一個比較嚴重缺點是,一旦與這類顏料相混合,再對樹脂進行染色,其色彩的亮度和飽和度會發生大幅度的衰減,從而使顏料變得深沉和暗淡。這是普通金屬顏料在涂料、塑料著色時將會經常遇到的技術難題。而珠光顏料卻不然,經配色后的涂料或經施工后的涂膜色彩反而變得更加鮮艷和亮麗。這一光學特性稱之為“附加色彩效應”或“增色效應”。

1.6 三維空間效應

不論是何種類型的珠光顏料,它總是透明或半透明的薄片。當光線照射到薄片表面時,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,于是重復一次光的反射和透射,這樣反復多次,直到穿過基底材,到達顏料片背光面的二氧化鈦多晶膜上時,才被完全吸收和反射。這一光學特性使得珠光顏料在透明性的涂膜或塑料薄膜中,具有深遠的三維空間質感。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特性。這種給人的三維空間質感稱為“三維空間效應”。

由于云母鈦珠光顏料總是透明或半透明的晶片,它的遮蓋力遠不如常規二氧化鈦。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。這種光學特性稱之為“背景襯度效應”。

2 云母鈦珠光顏料的產品類型

2.1 銀白色云母鈦

二氧化鈦薄膜的光學厚度小于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。粒徑大的有較強的閃爍光澤,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厚度在200～400 nm內的干涉現象能產生色彩效應,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機物或有機物(如鐵氧化物、鐵藍、鉻綠、碳黑、有機顏料及染料等),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定的鐵氧化物或碳黑,所以不會變暗或退色。

3 云母鈦珠光顏料在陶瓷中的應用

3.1 珠光陶瓷釉的主要原材料

珠光陶瓷釉主要由基礎釉熔快、云母鈦珠光顏料、添加劑組成。基礎釉用原料:石英(釉級)、長石(釉級)、硼砂(工業純)、氧化鋁(工業純)、碳酸鍶(工業純)、碳酸鋰(工業純)、氧化鋅(工業純)、硅灰石(釉級)、滑石(釉級)、硝酸鉀(工業純)、碳酸鈣(工業純)、純堿(工業純)、氧化鎂(工業純)。

根據云母鈦珠光顏料及燒成溫度的不同,基礎釉及熔塊的化學成分(質量%)范圍:

在古典風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。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的耐高溫性,能在陶瓷釉料中廣泛應用。而普通白云母制成的珠光顏料卻無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,過篩(250目),再將過篩后的基礎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中球磨,料∶球∶水=1∶(1.6～2)∶(0.6～0.7),保證釉漿細度達到萬孔篩余≤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目絲網堆釉干粉。干燥后在快速燒成工藝的輥道窯中燒成。燒成時間為40～90min。

3)將珠光陶瓷釉料與水調和攪拌均勻后,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。燒成時間為40～90 min,即成珠光制品。

3.4 珠光陶瓷的應用效果

中溫(980～1 050℃)珠光陶瓷釉主要應用在建筑陶瓷上,適用于室內裝飾。珠光陶瓷珠光顏色多種多樣,變幻莫測,可為生活增光添彩。用于家居衛生間、廚房、客廳地面的裝修鑲嵌,美化家居,給家居房間帶來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,如墜入夢中。如果用于酒吧、咖啡廳等場所的裝飾,更加增添高雅神秘的色彩。

4 結語

伴隨著全面建設小康社會,人民的生活水平和精神面貌發生了深刻地變化,人們不僅僅滿足于對物質生活的享受,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展方向,云母鈦珠光顏料的奇特光學性能令人神往,云母鈦珠光顏料在陶瓷中的應用前景誘人而廣闊。