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CN105051117A - Uv反射颜料及其制备和使用方法 - Google Patents

Uv反射颜料及其制备和使用方法 Download PDF

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CN105051117A
CN105051117A CN201480014738.1A CN201480014738A CN105051117A CN 105051117 A CN105051117 A CN 105051117A CN 201480014738 A CN201480014738 A CN 201480014738A CN 105051117 A CN105051117 A CN 105051117A
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M·鲁克尔
T·瑟尔维
S·达门
G·约翰逊
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BASF SE
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Abstract

本发明公开了一种颜料，其中颜料含有片状底材或均匀片状底材，其被多个高或低反射指数材料交替层的奇数层涂覆，其中每层具有与相邻层之间相差至少0.2的反射指数；并且所述颜料对于波长为280-400nm的光具有约40-100％的反射率。本发明还公开了制备和使用所述颜料的方法。这些颜料可以应用于油漆、塑料、化妆品、玻璃、印刷油墨和釉料中。

Description

UV反射颜料及其制备和使用方法
本申请要求分别于2013年3月15日和2013年11月12日递交的美国临时申请No.61/793,518和No.61/902,992的权益，将它们的全部内容都引入本文供参考。
发明领域
本申请的公开内容涉及能选择性反射UV光的颜料以及其制备和使用方法。
背景
干扰颜料通常是已经被多层金属氧化物涂覆的薄片状底材。干扰颜料能显示基于在具有不同反射指数的层的界面上光反射的角度干扰颜色。由人眼观察到的干扰颜料的颜色(即在可见光谱中)是基于具有不同反射指数的层、具有不同反射指数的各层的厚度以及辐照颜料的光的波长和角度的组合。干扰颜料用于油漆、涂料、塑料、印刷油墨和化妆品配制剂中。
已经开发了许多产品，例如晒黑液，其例如使用有机分子或无机纳米粒子，从而吸收或散射UV且同时允许可见光穿过此产品。但是，有机分子不适合用于要求长期保护的应用。无机纳米粒子会对涂层产生不需要的雾度。所以，当在应用中需要长期持久的透明涂层时，例如外部木材涂料或保护油漆，需要另一种方式来选择性地反射或吸收UV光。
本发明通过提供能选择性反射UV光的颜料解决此问题。本发明的颜料例如适合用于长期涂层。
发明概述
以下实施方案并不是穷尽性综述。以下实施方案既不意欲确认各个实施方案的关键因素，也不限制它们的范围。其它变化将对于本领域技术人员而言是显然的。
在一个实施方案中，公开了一种颜料，其包含片状底材，其中片状底材是透明的，具有低反射指数，并且被3-23个高或低反射指数材料交替层的奇数层涂覆，其中每层具有与相邻层之间相差至少0.2的反射指数；其中每层高反射指数材料层具有10-40nm的厚度；其中每层接连地包封片状底材以及所有在先层，使得每层被相同地施用到片状底材的两侧上；每层低反射指数材料层具有20-80nm的厚度；和所述颜料对于波长为280-400nm的光具有约40-100％的反射率，并且对于波长为450-900nm的光具有约0-20％的反射率。在颜料的一个实施方案中，片状底材含有玻璃、氧化铝、天然云母、合成云母、滑石、氧氯化铋、硅石、天然珍珠、氮化硼、二氧化硅、氧化锌、天然硅酸盐、合成硅酸盐、硅酸铝或它们的混合物。在颜料的一个实施方案中，高反射指数材料含有TiO2、钛酸锶、立方氧化锆或氧化锌中的至少一种；和低反射指数材料含有SiO2、Al2O3或MgF2中的至少一种。在颜料的一个实施方案中，高反射指数材料含有TiO2，并且每层高反射指数材料层具有15-30nm的厚度，低反射指数材料含有SiO2，并且每层低反射指数材料层具有20-60nm的厚度，并且所述颜料对于波长为280-350nm的光具有约70-100％的反射率。在一个实施方案中，所述颜料具有与片状底材直接接触的高反射指数层，以及作为高和低反射材料交替层中的最外层的高反射指数层。在一个实施方案中，所述颜料具有3、5、7、9、11、13、15、17、19、21或23个被涂覆到片状底材上的高和低反射材料的交替层。
在一个实施方案中，公开了一种颜料，其包含：均匀的片状底材，其中均匀片状底材具有低反射指数，并且被1-11个高和低反射指数材料交替层的奇数光学层涂覆，其中每层光学层具有与相邻层之间相差至少0.2的反射指数；其中每层接连地包封所述均匀片状底材以及所有在先层，使得每层被相同地施用到片状底材的两侧上；其中均匀片状底材的厚度具有约30-90nm的平均值，使得均匀片状底材起到颜料的中心光学层的作用；其中所述颜料具有总共2n+1个光学层；n是被涂覆到均匀片状底材上的高和低反射指数材料的光学层的总数目；高反射指数材料的每层光学层具有10-40nm的厚度；低反射指数材料的每层光学层具有20-80nm的厚度；和所述颜料对于波长为280-400nm的光具有约40-100％的反射率，并且对于波长为450-900nm的光具有约0-20％的反射率。在颜料的一个实施方案中，均匀片状底材是硅酸盐。在颜料的一个实施方案中，高反射指数材料含有TiO2、钛酸锶、立方氧化锆或氧化锌中的至少一种；并且低反射指数材料含有SiO2、Al2O3或MgF2中的至少一种。在颜料的一个实施方案中，高反射指数材料含有TiO2，并且每层高反射指数材料层具有15-30nm的厚度，低反射指数材料含有SiO2，并且每层低反射指数材料层具有20-60nm的厚度，并且所述颜料对于波长为280-350nm的光具有约70-100％的反射率。在一个实施方案中，所述颜料具有与均匀片状底材直接接触的高反射指数层，以及作为高和低反射材料交替层中的最外层的高反射指数层。在一个实施方案中，所述颜料具有1、3、5、7、9或11个被涂覆到均匀片状底材上的高和低反射材料的交替层；并且均匀片状底材的厚度具有约50-70nm的平均值。
在一个实施方案中，公开了一种制备颜料的方法，包括：
第一沉积步骤，其中将第一高反射指数材料层沉积到片状底材上以形成被涂覆的底材，其中片状底材是透明的并具有低反射指数；
第二沉积步骤，其中将低反射指数材料层沉积到第一高反射指数材料层上、然后将第二高反射指数材料层沉积到所述低反射指数材料层上以形成颜料，
其中每层具有与相邻层之间相差至少0.2的反射指数；每层高反射指数材料层具有10-40nm的厚度；每层低反射指数材料层具有20-80nm的厚度；并且所述颜料对于波长为280-400nm的光具有约40-100％的反射率，并且对于波长为450-900nm的光具有约0-20％的反射率。在所述方法的一个实施方案中，第一或第二沉积步骤中的至少一个步骤包括化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)或湿化学工艺；高反射指数材料含有TiO2，并且每层高反射指数材料层具有10-40nm的厚度；并且低反射指数材料含有SiO2、Al2O3或MgF2中的至少一种，并且每层低反射指数材料层具有20-80nm的厚度。在所述方法的一个实施方案中，每个沉积步骤是湿化学沉积，并且片状底材在沉积每层高反射指数层之前用SnCl4处理。在所述方法的一个实施方案中，所述颜料对于波长为280-350nm的光具有约70-100％的反射率，高反射指数材料含有TiO2，并且每层高反射指数材料层具有15-30nm的厚度；并且低反射指数材料含有SiO2，并且每层低反射指数材料层具有20-60nm的厚度。
在一个实施方案中，公开了一种制备颜料的方法，包括：
第一沉积步骤，其中将第一高反射指数材料层沉积到均匀片状底材上以形成第一颜料，其中均匀片状底材具有低反射指数；和
任选地，第二沉积步骤，其中将低反射指数材料层沉积到第一高反射指数材料层上、然后将第二高反射指数材料层沉积到所述低反射指数材料层上以形成第二颜料；其中每层具有与相邻层之间相差至少0.2的反射指数；均匀片状底材的厚度具有约30-90nm的平均值，使得均匀片状底材起到光学体系的中心光学层的作用；其中所述光学体系具有总共2n+1个光学层；n是高和低反射指数材料的交替层的数目；每层高反射指数材料层具有10-40nm的厚度；每层低反射指数材料层具有20-80nm的厚度；并且其中所述颜料对于波长为280-400nm的光具有约40-100％的反射率，并且对于波长为450-900nm的光具有约0-20％的反射率。在所述方法的一个实施方案中，第一和第二沉积步骤中的至少一个步骤包括化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)或湿化学工艺；高反射指数材料含有TiO2，并且每层高反射指数材料层具有10-40nm的厚度；并且低反射指数材料含有SiO2、Al2O3或MgF2中的至少一种，并且每层低反射指数材料层具有20-80nm的厚度。在所述方法的一个实施方案中，每个沉积步骤是湿化学沉积，并且均匀片状底材在沉积每层高反射指数层之前用SnCl4处理。在所述方法的一个实施方案中，所述颜料对于波长为280-350nm的光具有约70-100％的反射率，高反射指数材料含有TiO2，并且每层高反射指数材料层具有15-30nm的厚度；并且低反射指数材料含有SiO2，并且每层低反射指数材料层具有20-60nm的厚度。在一个实施方案中，公开了一种含有上述颜料的产品。
因此，本申请包括至少以下权利要求：
1.一种颜料，其含有：
片状底材，其中片状底材是透明的，具有低反射指数，并且被3-23个高或低反射指数材料交替层的奇数层涂覆，其中每层具有与相邻层之间相差至少0.2的反射指数；
其中每层高反射指数材料层具有10-40nm的厚度；
其中每层接连地包封片状底材以及所有在先层，使得每层被相同地施用到片状底材的两侧上；
每层低反射指数材料层具有20-80nm的厚度；和
所述颜料对于波长为280-400nm的光具有约40-100％的反射率，并且对于波长为450-900nm的光具有约0-20％的反射率。
2.权利要求1的颜料，其中片状底材含有玻璃、氧化铝、天然云母、合成云母、滑石、氧氯化铋、硅石、天然珍珠、氮化硼、二氧化硅、氧化锌、天然硅酸盐、合成硅酸盐、硅酸铝或它们的混合物。
3.权利要求1或2的颜料，其中高反射指数材料含有TiO2、钛酸锶、立方氧化锆或氧化锌中的至少一种；和
低反射指数材料含有SiO2、Al2O3或MgF2中的至少一种。
4.权利要求1-3中任一项的颜料，其中高反射指数材料含有TiO2，并且每层高反射指数层具有15-30nm的厚度，
低反射指数材料含有SiO2，并且每层低反射指数层具有20-60nm的厚度，和
所述颜料对于波长为280-350nm的光具有约70-100％的反射率。
5.权利要求1-4中任一项的颜料，其中所述颜料具有与片状底材直接接触的高反射指数层，以及作为高和低反射材料交替层中的最外层的高反射指数层。
6.权利要求1-5中任一项的颜料，其中所述颜料具有3、5、7、9、11、13、15、17、19、21或23个被涂覆到片状底材上的高和低反射材料交替层。
7.一种颜料，其含有：
均匀的片状底材，其中均匀片状底材具有低反射指数，并且被1-11个高和低反射指数材料交替层的奇数光学层涂覆，
其中每层光学层具有与相邻层之间相差至少0.2的反射指数；
其中每层高反射指数材料层具有10-40nm的厚度；
其中每层接连地包封所述均匀片状底材以及所有在先层，使得每层被相同地施用到片状底材的两侧上；
其中均匀片状底材的厚度具有约30-90nm的平均值，使得均匀片状底材起到颜料的中心光学层的作用；
其中所述颜料具有总共2n+1个光学层；
n是被涂覆到均匀片状底材上的高和低反射指数材料的光学层的总数目；
高反射指数材料的每层光学层具有10-40nm的厚度；
低反射指数材料的每层光学层具有20-80nm的厚度；和
所述颜料对于波长为280-400nm的光具有约40-100％的反射率，并且对于波长为450-900nm的光具有约0-20％的反射率。
8.权利要求7的颜料，其中均匀片状底材是硅酸盐。
9.权利要求7或8的颜料，其中高反射指数材料含有TiO2、钛酸锶、立方氧化锆或氧化锌中的至少一种；和
低反射指数材料含有SiO2、Al2O3或MgF2中的至少一种。
10.权利要求7-9中任一项的颜料，其中高反射指数材料含有TiO2，并且每层高反射指数层具有15-30nm的厚度，低反射指数材料含有SiO2，并且每层低反射指数层具有20-60nm的厚度，和所述颜料对于波长为280-350nm的光具有约70-100％的反射率。
11.权利要求7-10中任一项的颜料，其中所述颜料具有与均匀片状底材直接接触的高反射指数层，以及作为高和低反射材料交替层中的最外层的高反射指数层。
12.权利要求7-11中任一项的颜料，其中所述颜料具有1、3、5、7、9、11个被涂覆到均匀片状底材上的高和低反射材料层的交替层；并且均匀片状底材的厚度具有约50-70nm的平均值。
13.一种制备颜料的方法，包括：
第一沉积步骤，其中将第一高反射指数材料层沉积到片状底材上以形成被涂覆的底材，其中片状底材是透明的并具有低反射指数；
第二沉积步骤，其中将低反射指数材料层沉积到第一高反射指数材料层上、然后将第二高反射指数材料层沉积到所述低反射指数材料层上以形成颜料，
其中每层具有与相邻层之间相差至少0.2的反射指数；
每层高反射指数材料层具有10-40nm的厚度；
每层低反射指数材料层具有20-80nm的厚度；和
所述颜料对于波长为280-400nm的光具有约40-100％的反射率，并且对于波长为450-900nm的光具有约0-20％的反射率。
14.权利要求13的方法，其中第一或第二沉积步骤中的至少一个步骤包括化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)或湿化学工艺；
高反射指数材料含有TiO2，并且每层高反射指数材料层具有10-40nm的厚度；和低反射指数材料含有SiO2、Al2O3或MgF2中的至少一种，并且每层低反射指数材料层具有20-80nm的厚度。
15.权利要求13或14的方法，其中每个沉积步骤是湿化学沉积，并且片状底材在沉积每层高反射指数层之前用SnCl4处理。
16.权利要求13-15中任一项的方法，其中所述颜料对于波长为280-350nm的光具有约70-100％的反射率，
高反射指数材料含有TiO2，并且每层高反射指数材料层具有15-30nm的厚度；和
低反射指数材料含有SiO2，并且每层低反射指数材料层具有20-60nm的厚度。
17.一种制备颜料的方法，包括：
第一沉积步骤，其中将第一高反射指数材料层沉积到均匀片状底材上以形成第一颜料，其中均匀片状底材具有低反射指数；和
任选地，第二沉积步骤，其中将低反射指数材料层沉积到第一高反射指数材料层上、然后将第二高反射指数材料层沉积到所述低反射指数材料层上以形成第二颜料；
其中每层具有与相邻层之间相差至少0.2的反射指数；
均匀片状底材的厚度具有约30-90nm的平均值，使得均匀片状底材起到光学体系的中心光学层的作用；
其中所述光学体系具有总共2n+1个光学层；
n是高和低反射指数材料的交替层的数目；
每层高反射指数材料层具有10-40nm的厚度；
每层低反射指数材料层具有20-80nm的厚度；和
其中所述颜料对于波长为280-400nm的光具有约40-100％的反射率，并且对于波长为450-900nm的光具有约0-20％的反射率。
18.权利要求17的方法，其中第一和第二沉积步骤中的至少一个步骤包括化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)或湿化学工艺；
高反射指数材料含有TiO2，并且每层高反射指数材料层具有10-40nm的厚度；和
低反射指数材料含有SiO2、Al2O3或MgF2中的至少一种，并且每层低反射指数材料层具有20-80nm的厚度。
19.权利要求17或18的方法，其中每个沉积步骤是湿化学沉积，并且均匀片状底材在沉积每层高反射指数层之前用SnCl4处理。
20.权利要求17-19中任一项的方法，其中所述颜料对于波长为280-350nm的光具有约70-100％的反射率，
高反射指数材料含有TiO2，并且每层高反射指数材料层具有15-30nm的厚度；和低反射指数材料含有SiO2，并且每层低反射指数材料层具有20-60nm的厚度。
21.一种含有权利要求1或7的颜料的产品。
22.根据权利要求21的产品，其中产品选自油漆、塑料、化妆品、玻璃、印刷油墨和釉料。
应当理解的是，上文的一般描述和下文的详细描述都是示例性和解释性的，并意欲提供对所公开的化合物、组合物和方法的进一步解释。
附图简述
为了说明上述实施方案，在附图中描述了颜料的特定实施方案或颜料实施方案的计算机产生的光谱。但是，这些产品和相关方法并不限于附图中所示实施方案的精确排布和装置。
图1是本发明颜料的一个实施方案的表面的示意图。
图2是本发明颜料的一个实施方案的横截面的示意图。
图3是一种本发明代表性颜料的光谱的计算机生成模型。
图4是一种本发明代表性颜料的光谱的计算机生成模型。
图5是一种本发明代表性颜料的光谱的计算机生成模型。
图6是一种本发明代表性颜料的光谱的计算机生成模型。
图7是来自实施例5的颜料的光谱。
图8是来自实施例6的颜料的光谱。
图9是来自实施例7的颜料的光谱。
图10是来自实施例8的颜料的光谱。
图11是来自实施例9的颜料的光谱。
图12是来自实施例10的颜料的光谱。
图13是来自实施例11的颜料的光谱。
图14是来自实施例12的颜料的光谱。
发明详述
在这里讨论的实施方案涉及颜料、其制备方法及其用途。本发明的颜料能选择性地反射UV光，同时传输可见光。这些颜料可以用于产品例如油漆、塑料、化妆品、玻璃、印刷油墨和釉料中。此外，这些颜料可以用于木材涂料中以提供能反射UV光的涂层，且同时允许可见光穿过所述涂层。这种应用在防止UV光的有害影响且同时保持正常外观方面是有利的。例如，含有本发明颜料的木材涂料将能阻断UV光的有害影响且同时传输可见光，从而允许看到下层木材的美丽外观且同时防止来自日光的UV损害。因此，这些颜料可以用于涂料领域中，例如用作户外家具的涂料。
定义
这里使用的以下每个属于具有与此段相关的含义，除非另有说明。
冠词“一个”和“一种”在这里用于表示一个或多于一个的物品目标。例如，“一种元素”表示一种或多于一种元素。
术语“约”将由本领域技术人员根据应用内容来理解。当用于数字内容时，术语“约”表示包括此数字的±5％变化。当用于范围内容时，术语“约”表示包括从下限的-5％到上限的+5％的变化。
术语“透明”表示材料或物品可以传输85-100％的可见光。
除非另有说明，术语“低反射指数”表示材料具有低于或小于1.8的反射指数。
除非另有说明，术语“高反射指数”表示材料具有2.0-4.0、包括2.0-3.0的反射指数。
术语“UV光”表示紫外光，并且除非另有说明，表示电磁辐射波长为280-400nm。
除非另有说明，“可见光”表示在约450-780nm范围内的任何电磁辐射波长。
对于易于调节的检测，例如温度、压力和厚度，应当理解的是包括任何所规定范围之间的任何和全部的整数或分数。
作为本发明所公开的物质和方法的组成方面，在一个方面，本发明的实施方案包括这里公开的组分和/或步骤。在另一个方面，本发明基本上由这里公开的组分和/或步骤组成。在另一个方面，本发明的实施方案由这里公开的组分和/或步骤组成。
颜料的第一种实施方案
在颜料的一个实施方案中，颜料包括片状底材，其中片状底材具有低反射指数，并且被3-23个高或低反射指数材料交替层的奇数层涂覆，其中每层具有与相邻层之间相差至少0.2的反射指数。在一个实施方案中，所述颜料对于波长为280-400nm的光具有约40-100％的反射率，并且对于波长为450-900nm的光具有约0-20％的反射率。在一个实施方案中，所述颜料对于波长为280-350nm的光具有约70-100％的反射率。
“片状底材”表示具有薄片状或小片形状的粒子，使得粒子具有两个表面，它们通常是足够平滑以反射可见光，并且可以、但非必要地是彼此平行的。除非另有说明，片状底材是透明的。片状底材的尺寸通常不受限制。片状底材的“厚度”表示底材粒子的最小尺寸。片状底材的“长度”表示粒子的最长尺寸，也可以称为粒子的“直径”。粒子的“宽度”表示粒子的第二最长尺寸，与粒子的厚度和长度之间的角度无关。两个基本平行的表面是由粒子的长度和宽度定义的。由于底材的薄片形状，片状底材的厚度可以垂直于片状底材的长度和宽度。也由于底材的薄片形状，片状底材的厚度小于片状底材的长度和宽度。
片状底材的长度和宽度一般不受限制。在颜料的一些实施方案中，片状底材的长度可以在平均约5-500μm、约60-200μm或约80-150μm的范围内。如果片状底材的长度延伸超过约500μm，则颜料在涂料中的有效覆盖会减少。如果片状底材的长度低于约5μm，则颜料的光学效果会降低。
片状底材的平均厚度可以是约50nm至约5μm，约50-500nm，或约50-200nm。如果片状底材的平均厚度延伸超过约5μm，则颜料在涂料中的效果会降低。这种性质的片状底材将一般具有小片到小片厚度的宽分布，使得片状底材的光学贡献被“抵消”，并且仅仅被涂覆到片状底材上的光学层提供UV反射。
底材的材料不受特别限制，只要此材料具有约60-100％的透明度并且足够坚固以用作金属氧化层的稳定支撑即可。在一个实施方案中，适合用于片状底材的材料包括玻璃、氧化铝、天然云母、合成云母、滑石、氧氯化铋、硅石、天然珍珠、氮化硼、二氧化硅、氧化锌、天然硅酸盐、合成硅酸盐、硅酸铝或它们的混合物。云母作为片状底材的一个优点可以是：云母是天然薄片状的、便宜的，并且具有平滑表面。玻璃作为片状底材的一个优点可以是：玻璃是透明、便宜的，并且形成用于涂层的光滑表面。
在一个实施方案中，片状底材可以被金属氧化层直接涂覆，例如TiO2。在另一个实施方案中，片状底材可以用金红石定向剂预先处理，例如SnCl4，其沉积在底材表面上并引起TiO2形成金红石代替锐钛矿。为了本发明的目的，金红石定向剂及其产物不视为阻止在经过金红石定向化合物预处理的片状底材与沉积层之间的直接接触。例如，片状底材可以在TiO2沉积到底材上之前用SnCl4预先处理。在这种情况下，TiO2层定义为与片状底材“直接接触”，这是因为金红石定向化合物或其产物不视为在片状底材和TiO2层之间形成整体连续层。同样，通过预处理工艺沉积的锡化合物被视为不具有本身的光学效果。
在一个实施方案中，片状底材被2-23个高和低反射指数材料交替层的奇数层涂覆，其中每层具有与相邻层之间相差至少0.2的反射指数。在一个实施方案中，每层接连地包封片状底材以及所有在先层，使得每层被相同地施用到片状底材的两侧上。
在一个实施方案中，高反射指数材料层具有2.0-4.0、2.0-3.0或2.2-2.50的反射指数。在一个实施方案中，高反射指数材料层各自具有10-40nm或15-30nm的厚度。在一个实施方案中，适合用于高反射指数材料的材料包括TiO2、钛酸锶、立方氧化锆和氧化锌。使用TiO2作为高反射指数材料的一个优点可以是TiO2具有非常高的反射指数(对于锐钛矿形式是约2.49)、高透明性并且易于加工成稳定层。使用金红石型TiO2的优点可以是与锐钛矿TiO2相比更高的反射指数(约2.55)。除非另有说明，在所有情况下的“TiO2”表示TiO2的金红石或锐钛矿形式。
在一个实施方案中，低反射指数材料层具有比与低反射指数材料邻近的高反射指数材料低至少0.2的反射指数。例如，低反射指数材料层可以具有1.3-1.8或1.3-1.6的反射指数。在一个实施方案中，低反射指数材料层各自具有20-80nm或20-60nm的厚度。在一个实施方案中，适合用于低反射指数材料的材料包括SiO2、Al2O3或MgF2。使用SiO2作为低反射指数材料的优点可以是SiO2具有低反射指数(约1.4-1.5)、高透明性和易于加工成稳定层。
高和低反射指数材料的交替层的厚度贡献了颜料的光学性能。如果高和低反射指数材料的交替层的厚度大于上述上限或低于上述下限，则颜料的干扰效果可能不能选择性地过滤UV光和/或可以阻断可见光的传输。应当理解的是高和低反射指数材料交替层中的每层在能选择性反射UV光和传输可见光的光学体系中起到光学层的作用。在一个实施方案中，片状底材不用作光学中心或光学层，而是用作作为光学层的高和低反射指数材料层的支撑。
在一个实施方案中，颜料具有与片状基片直接接触的高反射指数层，以及作为高和低反射材料交替层中的最外层的高反射指数层。尽管可以形成具有与片状底材接触和/或作为最外层的低反射层的颜料，但是使用与片状底材接触和作为最外层的高反射层材料可以是有利的，这是因为这允许比外层是低反射指数材料的情况更高的反射指数。
参见图1，在一个实施方案中，颜料100可以包括片状底材102。第一高反射指数材料层104可以被涂覆到两侧上，并且与片状底材102直接接触。低反射指数材料层106可以被涂覆到两侧上，并且与第一高反射指数材料层104直接接触。第二高反射指数材料层108可以被涂覆到两侧上，并且与低反射指数材料层106直接接触。低反射指数材料层106具有比第一高反射指数材料层104和第二高反射指数材料层108低至少0.2的反射指数。在此实施方案中，第一高反射指数材料层104与片状底材直接接触，并且第二高反射指数材料层108是高(104,108)和低(106)反射指数材料的交替层中的最外层。
颜料的第二种实施方案
在另一个实施方案中，颜料包括均匀的片状底材，其中均匀片状底材具有低反射指数，并且被1-11个高和低反射指数材料交替层的奇数光学层涂覆，其中每层具有与相邻层之间相差至少0.2的反射指数。在这是使用的“均匀片状底材”表示具有均匀厚度分布的片状底材，如在其它地方限定的那样。均匀片状底材的基本平行平面通常是足够平滑以传输可见光。除非另有说明，均匀片状底材是透明的。
在一个实施方案中，均匀片状底材的厚度是约30-90nm或约50-70nm，使得均匀片状底材在颜料中用作中心光学层。根据此实施方案，颜料具有总共2n+1个光学层，其中n表示高和低反射指数材料的光学层的总数目。以此方式，均匀片状底材同时用作对于额外层涂层的支撑和用作作为颜料光学中心(光学体系)的低反射指数层。
在一个实施方案中，片状底材的平均厚度可以是约50nm至约5μm，约50-500nm，或约50-200nm。
在其它地方讨论的片状底材的尺寸也适用于均匀片状底材。因此，除了厚度，均匀片状底材的其它尺寸一般不受限制。均匀片状底材的“厚度”表示底材粒子的最小尺寸。均匀片状底材的“长度”表示粒子的最长尺寸，也可以称为粒子的“直径”。粒子的“宽度”表示粒子的第二最长尺寸，与粒子的厚度和长度之间的角度无关。由于均匀片状底材的薄片形状，其厚度通常垂直于均匀片状底材的长度和宽度。
均匀片状底材的长度和宽度一般不受限制。在颜料的一些实施方案中，均匀片状底材的长度可以在平均约5-500μm、约60-200μm或约80-150μm的范围内。如果均匀片状底材的长度延伸超过约500μm，则涂料的透明性会降低。如果均匀片状底材的长度低于约5μm，则颜料的光学效果会降低。
当用作光学中心时，均匀片状底材具有平均约30-90nm或约50-70nm的厚度。在考虑均匀分布时，透明片状底材的厚度可以相差例如大于±5nm。如果均匀片状底材的厚度超过约90nm，则颜料的透明性会降低。如果均匀片状底材的厚度低于约30nm，则颜料具有降低的光学效果。如果分布均匀性超过平均值的±5nm，则均匀片状底材不能用作颜料的光学中心(光学体系)。
均匀片状底材的材料不受特别限制，只要此材料具有约60-100％的透明度并且足够坚固以用作金属氧化层的稳定支撑即可。在一个实施方案中，适合用于片状底材的材料包括硅酸盐，例如二氧化硅、玻璃、页硅酸盐等。二氧化硅的优点是透明、便宜的，并且形成用于涂层的光滑表面，并且在必要时可以掺杂以增加或降低反射指数。
在一个实施方案中，均匀片状底材可以被金属氧化层直接涂覆，例如TiO2或SiO2。在另一个实施方案中，均匀片状底材可以用金红石定向化合物预先处理，例如SnCl4，其沉积在底材表面上并引起TiO2形成金红石相代替锐钛矿。为了本发明的目的，金红石定向化合物或其产物不视为阻止在经过金红石定向化合物预处理的均匀片状底材与沉积层之间的直接接触。例如，均匀片状底材可以在TiO2沉积到底材上之前用SnCl4预先处理。在这种情况下，TiO2层定义为与均匀片状底材“直接接触”，这是因为金红石定向化合物并不视为在均匀片状底材和TiO2层之间形成整体连续层。同样，通过预处理工艺沉积的锡化合物被视为不具有光学效果。
在一个实施方案中，均匀片状底材被1-11个高和低反射指数材料交替层涂覆，其中每个光学层具有与相邻层之间相差至少0.2的反射指数。在一个实施方案中，每层接连地包封均匀片状底材以及所有在先层，使得每个光学层被相同地施用到均匀片状底材的两侧上，并且均匀片状底材起到颜料的光学中心(光学体系)的作用。
在一个实施方案中，高反射指数材料层具有2.0-4.0、2.0-3.0或2.2-2.5的反射指数。在一个实施方案中，高反射指数材料层各自具有10-40nm或15-30nm的厚度。在一个实施方案中，适合用于高反射指数材料的材料包括TiO2、钛酸锶、立方氧化锆和氧化锌。使用TiO2作为高反射指数材料的一个优点可以是TiO2具有非常高的反射指数(对于锐钛矿形式是约2.49)、高透明性并且易于加工成稳定层。使用金红石型TiO2的优点可以是与锐钛矿TiO2相比更高的反射指数(约2.55)。除非另有说明，在所有情况下的“TiO2”表示TiO2的金红石或锐钛矿形式。
在一个实施方案中，低反射指数材料层具有比与低反射指数材料邻近的高反射指数材料低至少0.2的反射指数。例如，低反射指数材料层可以具有1.3-1.8或1.3-1.6的反射指数。在一个实施方案中，低反射指数材料层各自具有20-80nm或20-60nm的厚度。在一个实施方案中，适合用于低反射指数材料的材料包括SiO2、Al2O3或MgF2。使用SiO2作为低反射指数材料的优点可以是SiO2具有低反射指数(约1.4-1.5)、高透明性和易于加工成稳定层。
高和低反射指数材料的交替层的厚度贡献了颜料的光学性能。如果高和/或低反射指数材料的交替层的厚度大于上述上限或低于上述下限，则颜料的干扰效果可能不能选择性地过滤UV光和/或可以阻断可见光的传输。应当理解的是高和低反射指数材料交替层中的每层在能选择性反射UV光和传输可见光的光学体系中起到光学层的作用。
在一个实施方案中，颜料具有与透明片状基片直接接触的高反射指数层，以及作为高和低反射材料交替层中的最外层的高反射指数层。尽管可以形成具有与片状底材接触和/或作为最外层的低反射层的颜料，但是使用高反射层材料可以是有利的，这是因为这允许比外层是低反射指数材料的情况更高的反射指数。
参见图2，在一个实施方案中，颜料200可以包括均匀片状底材202，其用作中心光学层。第一高反射指数材料层204可以被直接涂覆到均匀片状底材202的两侧上以形成颜料。在其它实施方案中，低和高反射指数材料层的交替层可以被直接涂覆到高反射指数材料层204上以形成具有对于总共2n+1个光学层而言n为2-11的实施方案。
在一个实施方案中，颜料可以进行表面处理以改进颜料的气候和光稳定性。有用的表面处理例如参见DE-A-2215191、DE-A-3151354、DE-A-3235017、DE-A-3334598、DE-A-4030727、EP-A-649886、WO97/29059、WO99/57204和美国专利No.5,759,255。
颜料的制备
在一个实施方案中，本发明制备颜料的方法包括：第一沉积步骤，其中将第一高反射指数材料层沉积到片状底材上以形成被涂覆的底材，其中片状底材是透明的并具有低反射指数；第二沉积步骤，其中将低反射指数材料层沉积到第一高反射指数材料层上、然后将第二高反射指数材料层沉积到所述低反射指数材料层上以形成颜料。
在一个实施方案中，本领域公知的化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)和/或湿化学工艺可以用于沉积第一高反射指数材料层、低反射指数材料层、和/或第二高反射指数材料层。使用物理或化学气相沉积步骤的一个优点是能精确控制沉积层的厚度和纯度。湿化学法的一个优点可以是较低成本和较高的生产体积。
在一个实施方案中，片状底材在添加TiO2之前用金红石定向剂进行预处理，例如SnCl4，因为这引起TiO2形成金红石TiO2代替锐钛矿TiO2。如在本文其它地方讨论的那样，使用金红石定向剂的一个益处可以是金红石TiO2具有比锐钛矿TiO2更高的反射指数。
在一个实施方案中，制备颜料的方法包括：第一沉积步骤，其中将第一高反射指数材料层沉积到均匀片状底材上以形成一种颜料，其中均匀片状底材具有低反射指数；和任选地，第二沉积步骤，其中将低反射指数材料层沉积到第一高反射指数材料层上、然后将第二高反射指数材料层沉积到所述低反射指数材料层上以形成第二颜料。
在一个实施方案中，本领域公知的化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)和/或湿化学工艺可以用于沉积第一高反射指数材料层、低反射指数材料层、和/或第二高反射指数材料层。如上所述，使用物理或化学气相沉积步骤的一个优点是能精确控制沉积层的厚度和纯度。湿化学法的一个优点可以是较低成本和较高的生产体积。
在一个实施方案中，均匀片状底材在添加TiO2之前用金红石定向剂进行预处理，例如SnCl4，因为这引起TiO2形成金红石TiO2代替锐钛矿TiO2。如在本文其它地方讨论的那样，使用金红石定向剂的一个益处可以是金红石TiO2具有比锐钛矿TiO2更高的反射指数。
实验
以下实施例用于进一步说明本发明，但是不限制本发明的范围。在此说明书和权利要求中，所有份数和百分比是按照重量计，并且所有温度和度数是摄氏度，除非另有说明。
实施例1
UV反射干涉效果材料是使用薄膜光学模型化程序设计的。底材被设计成具有物理厚度的宽分布的光活性云母型底材。三层光学涂层设计成包封底材，并且从底材到最外层是TiO2到SiO2到TiO2。光学层的物理厚度设计成使得UV区域中的反射最大，并且在可见光区域中的反射最小。最后的光学层是：从底材到最外层是16.55nm的TiO2、59.34nm的SiO2和22.5nm的TiO2。所得反射光谱的分布进行平均以提供最终模型化的UV反射光谱。相应的模型化光谱显示在图3中。
实施例2
按照与实施例1相同的方式设计5层UV反射剂，不同的是有5个光学层。最后的光学层是15.88nm的TiO2、55.56nm的SiO2、36.26nm的TiO2、59.56nm的SiO2和16.88nm的TiO2。相应的模型化光谱显示在图4中。
实施例3
按照与实施例1相同的方式设计7层UV反射剂，不同的是有7个光学层。最后的光学层是12.61nm的TiO2、63.69nm的SiO2、40.52nm的TiO2、29.59nm的SiO2、40.52nm的TiO2、71.62nm的SiO2和16.88nm的TiO2。相应的模型化光谱显示在图5中。
实施例4(光学底材)
三层UV反射剂设计成不含典型的不均匀片状底材。因此，SiO2底材同时用作那些包封SiO2底材的TiO2层的支撑，以及用作在颜料中心的光学层(例如光学中心)。穿过此UV反射剂的光将遇到TiO2和SiO2(光学中心)和TiO2的交替光学层。在此实施例中，最后的光学层是20nm的TiO2、60nm的SiO2和20nm的TiO2。相应的模型化光谱显示在图6中。
实施例5
将130g云母(平均粒径为20微米)在2000毫升蒸馏水中的浆液加热到82℃，并且用HCl将pH调节到1.5。然后，将15g的20％SnCl4·5H2O以1.0g/min的速率加入，并且同时用NaOH将pH保持为1.5。在搅拌1小时之后，以2.0g/min的速率加入60g的40％TiCl4，并且同时用NaOH将pH保持为1.5。在添加完成之后，用NaOH将pH调节到7.80，然后以2.0g/min的速率加入550g的20％Na2SiO3·5H2O，同时用HCl将pH控制为7.80。接着通过加入HCl将pH降低到1.50，然后以1.5g/min的速率加入28g的20％SnCl4，并且同时用NaOH将pH控制为1.50。将此浆液再搅拌30分钟，然后以2.0g/min的速率加入90g的40％TiCl4，同时用NaOH将pH保持为1.50。将50mL的浆液样品过滤、洗涤并且在850℃下煅烧20分钟。
所得的颜料具有在372nm反射处的λmax。实施例5的光谱显示在图7中。
实施例6
用HCl将130g合成云母(平均粒径为20微米)在2000毫升蒸馏水中的浆液的pH调节到1.4。然后，将7.3g的20％SnCl4·5H2O以1.0g/min的速率加入，并且同时用NaOH将pH保持为1.40。在搅拌30分钟之后，将浆液加热到74℃，并以2.0g/min的速率加入67g的40％TiCl4，并且同时用NaOH将pH保持为1.40。在添加完成时，将浆液加热到82℃，并用NaOH将pH调节到7.80。然后以2.0g/min的速率加入605g的20％Na2SiO3·5H2O，同时用HCl将pH控制为7.80。接着通过加入HCl将pH降低到1.50，然后以1.5g/min的速率加入28g的20％SnCl4，并且同时用NaOH将pH控制为1.50。将此浆液搅拌30分钟，然后以2.0g/min的速率加入90g的40％TiCl4，同时用NaOH将pH保持为1.50。将50mL的浆液样品过滤、洗涤并且在850℃下煅烧20分钟。
所得的颜料具有在332nm反射处的λmax。实施例6的光谱显示在图8中。
实施例7
将130g云母(平均粒径为45微米)在2000毫升蒸馏水中的浆液加热到82℃，并且用HCl将pH调节到1.5。然后，将30g的20％SnCl4·5H2O以0.6g/min的速率加入并且同时用NaOH将pH保持为1.40。在搅拌1小时之后，以1.9g/min的速率加入27g的40％TiCl4，并且同时用NaOH将pH保持为1.40。在添加完成时，将温度降低到73℃，并且用NaOH将pH调节到7.80，然后以2.0g/min的速率加入248g的20％Na2SiO3·5H2O，同时用HCl将pH控制为7.80。接着，将浆液加热到82℃，并且用HCl将pH降低到1.80，然后快速加入10g的20％SnCl4并且没有进行pH控制。将此浆液再搅拌30分钟，然后以0.7g/min的速率加入75g的40％TiCl4，同时用NaOH将pH保持为1.40。将50mL的浆液样品过滤、洗涤并且在850℃下煅烧20分钟。
所得的颜料具有在350nm反射处的λmax。实施例7的光谱显示在图9中。
实施例8
将130g合成云母(平均粒径为30微米)在2000毫升蒸馏水中的浆液加热到40℃，并且用HCl将pH调节到1.4。然后，将5.6g的20％SnCl4·5H2O以0.5g/min的速率加入并且同时用NaOH将pH保持为1.40。在搅拌1小时之后，将浆液加热到70℃，然后以1.0g/min的速率加入42g的40％TiCl4，并且同时用NaOH将pH保持为1.40。在添加完成时，用NaOH将pH调节到7.80，然后以2.0g/min的速率加入405g的20％Na2SiO3·5H2O，同时用HCl将pH控制为7.80。接着，用HCl将pH降低到1.50，然后以1.5g/min的速率加入28g的20％SnCl4，同时用NaOH将pH保持为1.50。将此浆液搅拌30分钟，然后以2.0g/min的速率加入67g的40％TiCl4水溶液，同时用NaOH将pH保持为1.50。将50mL的浆液样品过滤、洗涤并且在850℃下煅烧20分钟。
所得的颜料具有在332nm反射处的λmax。实施例8的光谱显示在图10中。
实施例9
将130g云母(平均粒径为5微米)在2000毫升蒸馏水中的浆液加热到74℃，并且用HCl将pH调节到1.6。然后，将18.2g的20％SnCl4·5H2O以0.9g/min的速率加入并且同时用NaOH将pH保持为1.60。在搅拌30分钟之后，以1.1g/min的速率加入94g的40％TiCl4，并且同时用NaOH将pH保持为1.60。然后用NaOH将pH调节到7.80，并且以1.0g/min的速率加入1081g的20％Na2SiO3·5H2O，同时用HCl将pH控制为7.80。接着，用HCl将pH降低到1.60，然后以0.9g/min的速率加入20g的20％SnCl4，同时用NaOH将pH保持为1.60。将此浆液搅拌30分钟，然后以1.1g/min的速率加入80g的40％TiCl4水溶液，同时用NaOH将pH保持为1.60。将50mL的浆液样品过滤、洗涤并且在850℃下煅烧20分钟。
所得的颜料具有在336nm反射处的λmax。实施例9的光谱显示在图11中。
实施例10
用HCl将130g合成云母(平均粒径为12微米)在2000毫升蒸馏水中的浆液的pH调节到1.6。然后，将26.4g的20％SnCl4·5H2O以1.1g/min的速率加入，并且同时用NaOH将pH保持为1.60。在搅拌1小时之后，将浆液加热到74℃，并且以1.35g/min的速率加入91.2g的40％TiCl4，同时用NaOH将pH保持为1.60。然后用NaOH将pH调节到7.80，并且以2.0g/min的速率加入824g的20％Na2SiO3·5H2O，同时用HCl将pH控制为7.80。接着，用HCl将pH降低到1.60，然后以0.5g/min的速率加入52g的20％SnCl4，同时用NaOH将pH保持为1.60。将此浆液搅拌45分钟，然后以1.35g/min的速率加入90g的40％TiCl4水溶液，同时用NaOH将pH保持为1.60。将50mL的浆液样品过滤、洗涤并且在850℃下煅烧20分钟。
所得的颜料具有在330nm反射处的λmax。实施例10的光谱显示在图12中。
实施例11
用HCl将130g合成云母(平均粒径为20微米)在2000毫升蒸馏水中的浆液的pH调节到1.4。然后，将7.3g的20％SnCl4·5H2O以1.0g/min的速率加入并且同时用NaOH将pH保持为1.40。在搅拌30分钟之后，将浆液加热到74℃，并以2.0g/min的速率加入64g的40％TiCl4，并且同时用NaOH将pH保持为1.40。在添加完成时，将浆液加热到82℃，并用NaOH将pH调节到7.80，然后以2.0g/min的速率加入588g的20％Na2SiO3·5H2O，同时用HCl将pH控制为7.80。接着通过加入HCl将pH降低到1.50，然后以1.5g/min的速率加入28g的20％SnCl4，并且同时用NaOH将pH控制为1.50。将此浆液搅拌30分钟，然后以2.0g/min的速率加入130g的40％TiCl4水溶液，同时用NaOH将pH保持为1.50。接着，用NaOH将pH调节到7.80，并且以2.0g/min的速率加入605g的20％Na2SiO3·5H2O，同时用HCl将pH控制为7.80。接着通过加入HCl将pH降低到1.50，然后以1.5g/min的速率加入28g的20％SnCl4，并且同时用NaOH将pH控制为1.50。将此浆液搅拌30分钟，然后以2.0g/min的速率加入40g的40％TiCl4水溶液，同时用NaOH将pH保持为1.50。将50mL的浆液样品过滤、洗涤并且在850℃下煅烧20分钟。
所得的颜料具有在350nm反射处的λmax。实施例11的光谱显示在图13中。
实施例12
将130g云母(平均粒径为5微米)在2000毫升蒸馏水中的浆液加热到74℃，并用HCl将pH调节到1.6。然后，将18.2g的20％SnCl4·5H2O以0.9g/min的速率加入并且同时用NaOH将pH保持为1.60。在搅拌30分钟之后，以1.1g/min的速率加入94g的40％TiCl4，并且同时用NaOH将pH保持为1.60。然后，用NaOH将pH调节到7.80，并且以1.0g/min的速率加入861.5g的20％Na2SiO3·5H2O，同时用HCl将pH控制为7.80。接着通过加入HCl将pH降低到1.60，然后以0.9g/min的速率加入20g的20％SnCl4，并且同时用NaOH将pH控制为1.60。在搅拌30分钟后，以1.1g/min的速率加入190g的40％TiCl4水溶液，同时用NaOH将pH保持为1.60。然后用NaOH将pH调节到7.80，并且以1.0g/min的速率加入886.4g的20％Na2SiO3·5H2O，同时用HCl将pH控制为7.80。接着通过加入HCl将pH降低到1.60，然后以0.9g/min的速率加入20g的20％SnCl4，并且同时用NaOH将pH控制为1.60。将此浆液搅拌30分钟，然后以1.1g/min的速率加入40g的40％TiCl4水溶液，同时用NaOH将pH保持为1.60。将50mL的浆液样品过滤、洗涤并且在850℃下煅烧20分钟。
所得的颜料具有在362nm反射处的λmax。实施例12的光谱显示在图14中。
将所引用的每个和每种专利、专利申请和出版物的公开内容全部引入本文供参考。
本领域技术人员将能认识到本发明很好地适合用于实施所述目标和实现所述目的和优点，以及其中固有的那些目标。虽然已经参考具体实施方案描述了本发明，但是显然在不偏离本发明实践的精神和范围的情况下，本领域技术人员显然可以设计本发明的其它实施方案和变体。所附的权利要求意欲涵盖所有这些实施方案和等同变体。

Claims (22)

1.一种颜料，其含有：
片状底材，其中片状底材是透明的，具有低反射指数，并且被3-23个高或低反射指数材料交替层的奇数层涂覆，其中每层具有与相邻层之间相差至少0.2的反射指数；
其中每层高反射指数材料层具有10-40nm的厚度；
其中每层接连地包封片状底材以及所有在先层，使得每层被相同地施用到片状底材的两侧上；
每层低反射指数材料层具有20-80nm的厚度；和
所述颜料对于波长为280-400nm的光具有约40-100％的反射率，并且对于波长为450-900nm的光具有约0-20％的反射率。
2.权利要求1的颜料，其中片状底材含有玻璃、氧化铝、天然云母、合成云母、滑石、氧氯化铋、硅石、天然珍珠、氮化硼、二氧化硅、氧化锌、天然硅酸盐、合成硅酸盐、硅酸铝或它们的混合物。
3.权利要求1或2的颜料，其中高反射指数材料含有TiO2、钛酸锶、立方氧化锆或氧化锌中的至少一种；和
低反射指数材料含有SiO2、Al2O3或MgF2中的至少一种。
4.权利要求1-3中任一项的颜料，其中高反射指数材料含有TiO2，并且每层高反射指数材料层具有15-30nm的厚度，
低反射指数材料含有SiO2，并且每层低反射指数材料层具有20-60nm的厚度，和
所述颜料对于波长为280-350nm的光具有约70-100％的反射率。
5.权利要求1-4中任一项的颜料，其中所述颜料具有与片状底材直接接触的高反射指数层，以及作为高和低反射材料交替层中的最外层的高反射指数层。
6.权利要求1-5中任一项的颜料，其中所述颜料具有3、5、7、9、11、13、15、17、19、21或23个被涂覆到片状底材上的高和低反射材料的交替层。
7.一种颜料，其含有：
均匀的片状底材，其中均匀片状底材具有低反射指数，并且被1-11个高和低反射指数材料交替层的奇数光学层涂覆，
其中每层光学层具有与相邻层之间相差至少0.2的反射指数；
其中每层接连地包封所述均匀片状底材以及所有在先层，使得每层被相同地施用到片状底材的两侧上；
其中均匀片状底材的厚度具有约30-90nm的平均值，使得均匀片状底材起到颜料的中心光学层的作用；
其中所述颜料具有总共2n+1个光学层；
n是被涂覆到均匀片状底材上的高和低反射指数材料的光学层的总数目；
高反射指数材料的每层光学层具有10-40nm的厚度；
低反射指数材料的每层光学层具有20-80nm的厚度；和
所述颜料对于波长为280-400nm的光具有约40-100％的反射率，并且对于波长为450-900nm的光具有约0-20％的反射率。
8.权利要求7的颜料，其中均匀片状底材是硅酸盐。
9.权利要求7或8的颜料，其中高反射指数材料含有TiO2、钛酸锶、立方氧化锆或氧化锌中的至少一种；和
低反射指数材料含有SiO2、Al2O3或MgF2中的至少一种。
10.权利要求7-9中任一项的颜料，其中高反射指数材料含有TiO2，并且每层高反射指数层具有15-30nm的厚度，
低反射指数材料含有SiO2，并且每层低反射指数层具有20-60nm的厚度，和
所述颜料对于波长为280-350nm的光具有约70-100％的反射率。
11.权利要求7-10中任一项的颜料，其中所述颜料具有与均匀片状底材直接接触的高反射指数层，以及作为高和低反射材料交替层中的最外层的高反射指数层。
12.权利要求7-11中任一项的颜料，其中所述颜料具有1、3、5、7、9、11个被涂覆到均匀片状底材上的高和低反射材料交替层；和
均匀片状底材的厚度具有约50-70nm的平均值。
13.一种制备颜料的方法，包括：
第一沉积步骤，其中将第一高反射指数材料层沉积到片状底材上以形成被涂覆的底材，其中片状底材具有低反射指数；
第二沉积步骤，其中将低反射指数材料层沉积到第一高反射指数材料层上、然后将第二高反射指数材料层沉积到所述低反射指数材料层上以形成颜料，
其中每层具有与相邻层之间相差至少0.2的反射指数；
每层高反射指数材料层具有10-40nm的厚度；
每层低反射指数材料层具有20-80nm的厚度；和
所述颜料对于波长为280-400nm的光具有约40-100％的反射率，并且对于波长为450-900nm的光具有约0-20％的反射率。
14.权利要求13的方法，其中第一或第二沉积步骤中的至少一个步骤包括化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)或湿化学工艺；
高反射指数材料含有TiO2，并且每层高反射指数材料层具有10-40nm的厚度；和
低反射指数材料含有SiO2、Al2O3或MgF2中的至少一种，并且每层低反射指数材料层具有20-80nm的厚度。
15.权利要求13或14的方法，其中每个沉积步骤是湿化学沉积，并且片状底材在沉积每层高反射指数层之前用SnCl4处理。
16.权利要求13-15中任一项的方法，其中所述颜料对于波长为280-350nm的光具有约70-100％的反射率，
高反射指数材料含有TiO2，并且每层高反射指数材料层具有15-30nm的厚度；和
低反射指数材料含有SiO2，并且每层低反射指数材料层具有20-60nm的厚度。
17.一种制备颜料的方法，包括：
第一沉积步骤，其中将第一高反射指数材料层沉积到均匀片状底材上以形成第一颜料，其中均匀片状底材具有低反射指数；和
任选地，第二沉积步骤，其中将低反射指数材料层沉积到第一高反射指数材料层上、然后将第二高反射指数材料层沉积到所述低反射指数材料层上以形成第二颜料，
其中每层具有与相邻层之间相差至少0.2的反射指数；
均匀片状底材的厚度具有约30-90nm的平均值，使得均匀片状底材起到光学体系的中心光学层的作用；
其中所述光学体系具有总共2n+1个光学层；
n是高和低反射指数材料的交替层的数目；
每层高反射指数材料层具有10-40nm的厚度；
每层低反射指数材料层具有20-80nm的厚度；和
其中所述颜料对于波长为280-400nm的光具有约40-100％的反射率，并且对于波长为450-900nm的光具有约0-20％的反射率。
18.权利要求17的方法，其中第一和第二沉积步骤中的至少一个步骤包括化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)或湿化学工艺；
高反射指数材料含有TiO2，并且每层高反射指数材料层具有10-40nm的厚度；和
低反射指数材料含有SiO2、Al2O3或MgF2中的至少一种，并且每层低反射指数材料层具有20-80nm的厚度。
19.权利要求17或18的方法，其中每个沉积步骤是湿化学沉积，并且均匀片状底材在沉积每层高反射指数层之前用SnCl4处理。
20.权利要求17-19中任一项的方法，其中所述颜料对于波长为280-350nm的光具有约70-100％的反射率，
高反射指数材料含有TiO2，并且每层高反射指数材料层具有15-30nm的厚度；和
低反射指数材料含有SiO2，并且每层低反射指数材料层具有20-60nm的厚度。
21.一种含有权利要求1或7的颜料的产品。
22.根据权利要求21的产品，其中产品选自油漆、塑料、化妆品、玻璃、印刷油墨和釉料。
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