颜料制造技术

本发明专利技术涉及基于颗粒的颜料，所述颗粒涂覆有至少一层由无定形碳(a‑C)和纳米晶石墨(nc‑石墨)的混合物组成的层，并且涉及这些颜料在油漆，塑料，工业涂料，汽车涂料，印刷油墨和化妆品制剂中的用途。

【技术实现步骤摘要】
颜料
本专利技术涉及颜料，所述颜料基于由至少一层涂覆的颗粒，所述层由无定形碳和纳米晶石墨的混合物组成，并且涉及这些颜料在油漆、塑料、工业涂料、汽车涂料、印刷油墨和化妆品制剂中的用途。
技术介绍
目前，深蓝色/深绿色/深灰色至黑色的色调是通过使用无机吸收性颜料实现的，例如：普鲁士蓝(如果是深蓝色色调)，氧化铬(如果是深绿色色调)，尖晶石或赤铁矿型黑色氧化铁或氧化钴，铜锰铁氧化物，铜铬氧化物和锰铁氧化物。此外，石墨或类石墨颜料和炭黑颜料是可商购的，并且也可以以物理共混物/混合物的形式应用以帮助形成深色色调。深蓝色/深绿色/深灰色至黑色效果的颜料是可商购的，并且通常是通过在片状基材，例如天然或合成云母、玻璃薄片或Al2O3薄片上沉淀深色的铜氧化物或铁氧化物，例如Fe3O4，Co3O4或FeTiO3制备的。可商购的黑色或深灰色颜料是通过沉淀法生产的。但是，深灰色/深蓝色/深绿色至黑色效果/珠光颜料显示出明显的缺点，这限制了它们在某些应用中的使用：·由于已知的重金属和钴离子的致敏特性，普鲁士蓝和氧化铬以及含钴的珠光颜料不允许用于化妆品应用；·黑色氧化铁涂覆的珠光颜料可能会显示出磁效应，这在某些涂料应用中是不利的；·含钛铁矿的珠光颜料通常会显示出固有的褐色吸收色，因此在以中性灰色调为目标的应用中，需要进行进一步的颜色调整。此外，化妆品制剂中不允许含有钛铁矿的珠光颜料。当涉及产生黑色珠光效果时，可以使用炭黑或含graphitan的颜料代替重金属氧化物颜料。含炭黑的颜料是现有技术中，例如DE-AS1165182，DE2557796A1，DE4125134A1中已知，并且其通过使用表面活性助剂从水溶液施加碳或通过有机化合物的热解来制备。然而，与纯炭黑或graphitan混合的颗粒或效果颜料显示出不吸引人的光泽。如果要通过炭黑或graphitan来模仿深色珠光效果，则必须将干涉颜料与炭黑颗粒或graphitan颗粒物理共混。但是，这些物理共混物在某些(例如化妆品)应用中可能分离，这可通过添加分散剂和流变添加剂来防止。基于涂覆有包含类石墨和/或石墨烯形式的结晶碳层的层的片状形式的非金属载体的非金属干涉颜料从US2017/0321057A1中已知。这些干涉颜料的缺点是它们是导电颜料，并且它们没有非常足够的高化学稳定性和耐候性。另外，现有技术的颜料显示出差的遮盖力并且没有或较少的金属色效应和/或低色的金属闪耀或光泽。干涉颜料本身显示出较差的遮盖力。为了提高遮盖力，加入吸收颜料例如炭黑以补偿遮盖力。在某些应用，尤其是化妆品制剂(粉饼，口红等)中，颜料和炭黑的共混物可能在压力/剪切应力下分离。结果，光学/化妆品颜色应用可能看起来暗淡无光，甚至黑/脏。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供颜料，其不显示现有技术颜料的缺点，而是显示具有高光泽度和增加的遮盖力的深灰色至黑色的珠光效果或金属深蓝色/深绿色珠光效果。同时，颜料应至少满足以下要求之一：·纯中性的深灰色/深蓝色/深绿色/深色金属色调至黑色吸收性色调·无磁性(由碳层添加)·无分离/无需添加剂即可防止分离·颜料的暗度或遮盖力可调·导电率较低·没有被认为对化妆品制剂至关重要的成分，例如普鲁士蓝、氧化铬、铝·流动性提高。令人惊讶地，现已发现，涂覆有至少一层无定形碳(a-C)和纳米晶石墨(nc-石墨)混合物的颗粒表现出深色金属外观，更好的流动性以及同时的提高的遮盖力和提高的紫外线稳定性。通过改变a-C/nc-石墨层的厚度可以影响涂覆颗粒的光学性能。本专利技术涉及基于颗粒的颜料，其包含至少一层，该层由无定形碳(a-C)和纳米晶体石墨(nc-石墨)的混合物组成。根据本专利技术的涂覆的颗粒显示出改进的取向，这导致了金属外观、(液态)金属效果和增加的遮盖力。本专利技术还涉及本专利技术的颜料在油漆，涂料，优选在工业涂料和汽车涂料，印刷油墨，安全印刷油墨，塑料，陶瓷材料，玻璃，作为示踪剂，作为填充剂，并且尤其是在化妆品制剂和应用以及汽车涂料中的用途。此外，根据本专利技术的颜料也适用于颜料制剂的制备和干制剂的制备，例如颗粒，小珠，薄片，小丸，香肠，团块等。干制剂特别是用于印刷油墨和化妆品制剂中。根据本专利技术的深色颜料显示深色金属或(液态)金属或有色金属外观，这在最终应用中例如在汽车涂料和化妆品制剂中非常有吸引力。由于通常通过使用黑色氧化铁颜料产生具有足够遮盖力的涂层，因此根据本专利技术的颜料可以用作有吸引力的替代品，因为这些颜料颗粒固有地具有非磁性并且具有较少的(重)金属特性。另外，根据本专利技术的颜料显示出改进的流动性，这对于加工和计量非常有益。此外，颜料显示出优异的分散性并且没有聚集。优选在颜料表面顶部的共形且均质的a-C和nc-石墨层由无定形碳(a-C)和纳米晶石墨(nc-石墨)的混合物组成，其中a-C：nc-石墨的重量比优选在60:40至80:20的范围内，特别是50:50至95：5，并且最特别是80:20至90:10。在一个优选的实施方案中，相比于在a-C/nc-石墨层中的纳米晶石墨，a-C/nc-石墨层包含更高比例的无定形碳。在另一个优选的实施方案中，a-C/nc-石墨层作为最终层沉淀在颜料上。但是，a-C/nc-石墨层也可以是中间层，即沉积在两层之间，优选沉积在两个金属氧化物层之间。a-C/nc-石墨层的数量没有限制。基材表面上的层排列可包含多于一个的a-C/nc-石墨层，即1、2、3、4、5或甚至更多，但优选仅1或2层。a-C/nc-石墨层优选通过化学气相沉积(CVD)制备。a-C/nc-石墨层必须光滑，并用均匀和共形的层完全覆盖颗粒。与现有技术相比，a-C/nc-石墨层不由沉积在颗粒表面的单晶碳畴组成，而是由无定形碳和纳米晶石墨的混合物的层组成并且已经以获得无孔且共形和均质的层的方式直接在颗粒上生长。a-C/nc-石墨层是由颗粒表面上的异质生长引起的。由于在所述相界处的跃迁电阻率增加，因此，a-C和nc-石墨之间的相界导致电导率降低。较高的无定形相导致大量的边界，这降低了电导率。另外，a-C本质上具有较低的电导率。因此，本专利技术的a-C/nc-石墨层显示出低的导电性能。在一个优选的实施方案中，各a-C/nc-石墨层的厚度为0.5-10nm，特别是1-5nm，并且特别优选为0.5-3nm。基于颗粒的纳米晶石墨的含量非常低，这意味着根据本专利技术的颜料显示出没有或较小的导电性。所有已知优选具有0.5-500μm的粒度(particlesize)或1-150μm的粒径(particlediameter)的颗粒都适合作为本专利技术颜料的基材。颗粒的形状不是至关重要的。颗粒可以是小板状，针状，球形，不规则形状。在一个优选的实施方案中，颗粒是小板状或球形的。小板状或薄片状颗粒的大小本身并不重要，可以与各自的应用相匹配。薄片状颗粒的厚度优选为0.05至1μm，特别是0.1至1μm，并且非常特别优选为200至500nm。其他两个(横向)方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于颗粒的颜料，其特征在于所述颗粒涂覆有至少一层，所述层由无定形碳(a-C)和纳米晶石墨(nc-石墨)的混合物组成。/n

【技术特征摘要】
20190920 EP 19198681.91.基于颗粒的颜料，其特征在于所述颗粒涂覆有至少一层，所述层由无定形碳(a-C)和纳米晶石墨(nc-石墨)的混合物组成。


2.根据权利要求1的颜料，其特征在于a-C/nc-石墨的比例在60:40至80:20的范围内。


3.根据权利要求1或2的颜料，其特征在于a-C/nc-石墨层的厚度为1-10nm。


4.根据权利要求1至3中一项或多项的颜料，其特征在于所述颗粒选自以下基材的组：天然或合成云母，滑石，高岭土，Fe2O3薄片，Fe3O4薄片，Al2O3薄片，BiOCl薄片，玻璃薄片，SiO2薄片，TiO2薄片，BN薄片，铝薄片，Si-氧氮化物薄片，Si-/Ti-氮化物薄片和石墨薄片，珍珠精华，合成的无载体薄片，玻璃珠，填料颜料，干涉颜料，多层颜料，随角异色颜料，视角闪色颜料，金属效果颜料，硅颗粒或其混合物。


5.根据权利要求1至4中一项或多项的颜料，其特征在于所述基材是球形或小板状的。


6.根据权利要求1至5中一项或多项的颜料，其特征在于所述基材涂覆有至少一种金属氧化物和/或金属。


7.根据权利要求1至6中一项或多项的颜料，其特征在于所述颗粒选自以下的组：
基材+a-C/nc-石墨层
基材+a-C/nc-石墨层+TiO2
基材+a-C/nc-石墨层+Fe2O3
基材+a-C/nc-石墨层+Fe3O4
基材+a-C/nc-石墨层+Cr2O3
基材+a-C/nc-石墨层+SiO2
基材+a-C/nc-石墨层+ZrO2
基材+a-C/nc石墨层+SnO2
基材+a-C/nc-石墨层+ZnO
基材+a-C/nc-石墨层+Al
基材+a-C/nc-石墨层+Fe
基材+a-C/nc-石墨层+Cr
基材+TiO2+a-C/nc-石墨层
基材+TiO2/Fe2O3+a-C/nc-石墨层
基材+Fe2O3+a-C/nc-石墨层
基材+Fe3O4+a-C/nc-石墨层
基材+TiO2+Fe2O3+a-C/nc-石墨层
基材+TiO2+Fe3O4+a-C/nc-石墨层
基材+TiO2+SiO2+TiO2+a-C/nc-石墨层
基材+TiO2+Al2O3+TiO2+a-C/nc-石墨层
基材+TiO2+MgO*SiO2+TiO2+a-C/nc-石墨层
基材+TiO2+CaO*SiO2+TiO2+a-C/nc-石墨层
基材+TiO2+Al2O3*SiO2+TiO2+a-C/nc-石墨层
基材+TiO2+B2O3*SiO2+TiO2+a-C/nc-石墨层
基材+Fe2O3+SiO2+TiO2+a-C/nc-石墨层
基材+Fe2O3+Al2O3+TiO2+a-C/nc-石墨层
基材+Fe2O3+MgO*SiO2+TiO2+a-C/nc-石墨层
基材+Fe2O3+CaO*SiO2+TiO2+a-C/nc-石墨层
基材+Fe2O3+Al2O3*SiO2+TiO2+a-C/nc-石墨层
基材+Fe2O3+B2O3*SiO2+TiO2+a-C/nc-石墨层
基材+TiO2/Fe2O3+SiO2+TiO2+a-C/nc-石墨层
基材+TiO2/Fe2O3+Al2O3+TiO2+a-C/nc-石墨层
基材+TiO2/Fe2O3+MgO*SiO2+TiO2+a-C/nc石墨层
基材+TiO2/Fe2O3+CaO*SiO2+TiO2+a-C/nc-石墨层
基材+TiO2/Fe2O3+Al2O3*SiO2+TiO2+a-C/nc-石墨层
基材+TiO2/Fe2O3+B2O3*SiO2+TiO2+a-C/nc-石墨层
基材+TiO2+SiO2+TiO2/Fe2O3+a-C/nc-石墨层
基材+TiO2/Fe2O3+SiO2+TiO2/Fe2O3+a-C/nc石墨层
基材+TiO2/Fe2O3+MgO*SiO2+TiO2/Fe2O3+a-C/nc石墨层
基材+TiO2+Al2O3+TiO2/Fe2O3+a-C/nc-石墨层
基材+TiO2+MgO*SiO2+TiO2/Fe2O3+a-C/nc-石墨层
基材+TiO2+CaO*SiO2+TiO2/Fe...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·施米特，U·冈实莫尔，
申请(专利权)人：默克专利股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE