[发明专利]具有金属性质的非金属颜料

说明书

本发明涉及非金属干涉颜料，特别是薄片状干涉颜料，其包含薄的高折射率层和含有石墨和/或石墨烯形式的结晶碳的最外层，本发明还涉及制备这样的颜料的方法，以及由此制备的颜料的用途。

技术领域

本发明涉及具有金属性质的非金属干涉颜料，特别是薄片状干涉颜料，其具有在载体上的薄的高折射率层和包含石墨和/或石墨烯形式的结晶碳的最外层，本发明还涉及制备这样的颜料的方法，和涉及以此方式制备的颜料的用途。

背景技术

为了产生金属效应，多年来已经将金属效应颜料用在涂料中，例如在印刷墨中或在机动车用金属漆中。经典的金属效应颜料由薄片状金属粒子组成，所述薄片状金属粒子的光学效应基于在所述金属粒子的以理想方式形成为平面的和平坦的表面处定向反射入射光，所述金属粒子在各自应用介质中平行于表面对齐存在。

涂层的金属效应的必要特征是高金属光泽、亮度随角变化性(Helligkeitsflop)、遮盖力和图像清晰度(DOI)。所述亮度随角变化性代表在所述涂层着色未改变的情况下，所述涂层在各种照射和/或观察角度下留下各种亮度印象的能力，而所述DOI描述了在所述涂层中反射的图像清晰度。借助于这些参数，还评价了金属效应颜料的品质。

用于表征金属效应颜料的重要参数是所述薄片的薄片形状、形状因子(平均粒子直径对平均粒子厚度的比例)、粒子尺寸和表面平滑度的品质。

全世界最经常使用的的金属效应颜料的类型由如下物质组成：铝，此外还使用铜和铜/锌颜料或者还有锌颜料。所述金属颜料的形状、厚度、大小和表面品质由制备方法确定。

被称为银元的相对高品质的铝颜料通过机械方法由铝丸(Grieβ)制备，并具有圆形薄片形状和相对平滑的表面。这样的颜料例如以名称Metallux 2000由EckartGmbH公司提供。

公开出版物US 3 949 139和US 4 321 087公开了特别薄的铝颜料，其具有小于100nm的厚度。这些金属颜料通过复杂的PVD方法制备。借助这样的颜料可形成与常规铝颜料相比具有高光泽、遮盖力和高图像清晰度的更高品质涂层。这种类型的颜料可例如以名称得自Eckart GmbH公司。然而，它们的应用需要非常特别的应用技术诀窍以实现可再现的效果，因为所述颜料具有低的机械稳定性并且在加工过程中仅可经受低剪切力。它们在水基应用体系中的应用由于大的反应性表面也是成问题的。另外，对于某些应用，例如粉末涂料，它们也根本不是合适的。

通常，使用金属效应颜料，特别是使用铝颜料，由于它们的可燃性，在防火和爆炸防护方面需要特别高的花费。由于非贵金属的高反应能力，在加工之前和之后，包含铝颜料的涂层组合物的稳定化也是困难的。

因此在过去已经进行许多尝试来提供如下效应颜料，其不由金属组成，而是具有在适当载体材料上的金属氧化物和/或金属的层，采用这样的层可产生金属光泽。然而，相应的颜料，特别是如果它们不含有金属层，在良好的光泽值下经常仅具有低的遮盖力，因为它们通常由透明载体粒子和/或施加到所述载体粒子上的透明层组成。

US 3,053,683公开了玻璃颜料，其具有在它们表面上的包含铬、铝或镍的涂层。DE101 53 197描述了具有金属光泽的颜料，其具有在薄片状非金属基底的表面上包封所述基底的金属层，所述薄片状非金属基底具有小于200nm的厚度。然而，在它们表面上具有金属层的颜料经常必须用随后的非常薄的氧化物层稳定化或者在所述应用介质中或在储存过程中发生金属的自发氧化，由此导致所述颜料的金属性质的弱化。

特别地，在涂层或印刷品的情况下，除了所希望的装饰性质外，越来越多地还需要抗静电性，抗电磁辐射的屏蔽特性，或者导电性。

在相应应用介质中总是仍常见使用炭黑或石墨作为导电填料。然而，使用炭黑或石墨导致其所添加到的材料着深色，这经常被发觉是不利的。