專利名稱:彩色砂組成物及制造方法
本發(fā)明是關于彩色砂組成物及制造方法，屬于顏料及涂料范圍。
彩色砂是近十年來發(fā)展起來的新型裝飾材料。與天然彩石相比，具有色彩鮮艷，不易風化，耐候性好，不褪色，粒徑及色彩任意選擇等優(yōu)點?？捎米骼L畫粉末顏料及砂壁狀涂料的骨料。
日本特開昭53-8628“砂繪用著色粉末”是將大理石及硅粉等礦物粉末中添加淀粉、酪素、CMC、PVA等天然及合成的水溶性高分子溶液或醋酸乙烯酯等合成樹脂乳液為粘合劑，用非離子或陰離子界面活性劑與酞、鐵丹、聯(lián)苯胺黃等無機顏料或有機染料水分散液混合干燥，制得彩色砂。
日本特許昭59-24109“彩色砂的制造方法”是將黑色玄武巖與磷酸系列粘結(jié)劑攪拌混合，然后將無機顏料與其混合攪拌，在400℃左右燒結(jié)而得彩色砂。
我國研制的彩色砂又稱彩釉砂。主要采用陶瓷釉上彩的工藝，以石英砂為基料，加陶瓷釉上彩顏料在1200℃高溫下燒結(jié)而成，后來，在此高溫法的基礎上添加微量礦化劑，降低了燒成溫度，在700℃～900℃左右燒成，這也就是中溫法。
綜觀上述三大類彩色砂制造方法，采用無機顏料，有機染料，有機樹脂固化方法(日特開昭53-8628)的彩色砂耐酸性，耐鹼性，耐水溶性較差，耐候性差，易產(chǎn)生褪色及脫層現(xiàn)象。日特許昭59-24109采用磷酸系粘結(jié)劑與無機顏料與玄武巖反應著色的方法，工藝簡單，能耗較低，成本較低，制得的彩色砂除耐酸性較差些外，其它物化性能較好。采用陶瓷釉上彩的方法，使金屬氧化物無機顏料在高溫下與石英砂表層燒熔成一體，形成穩(wěn)定的磷酸鹽礦物，而具有較好的物化性能。但由于高溫燒成，石英晶體受到破壞、發(fā)生風化，強度降低，加之生產(chǎn)的彩砂由于配方及燒成溫度控制不當，往往造成無機顏料無法燒熔在石英砂表層，產(chǎn)生嚴重褪色及脫層現(xiàn)象。同時，這種方法設備投資高，耗能高，彩色砂成本高。
本發(fā)明研究了彩色砂的微觀表面結(jié)構(gòu)與著色機理，另辟蹊徑，采用了反應與燒結(jié)相結(jié)合的原理，研制出一種工藝簡單，耗能很低，成本低廉的彩色砂制造方法。利用本發(fā)明制造出來的彩色砂耐酸性，耐鹼性，耐水溶性、抗凍融性，低溫穩(wěn)定性，耐速冷速熱性好，成本僅為陶瓷釉上彩工藝生產(chǎn)的彩色砂成本的 1/3 ～ 1/10 ，能耗為 1/8 ～ 1/30 。比磷酸系粘結(jié)劑生產(chǎn)的彩色砂成本與耗能相應要低，性能要好。
本發(fā)明以含二氧化硅不低于60%的礦物粒子為基料，水溶性鹼金屬硅酸鹽溶液或硅溶膠作為反應劑與過渡族金屬氧化物無機顏料混合攪拌1～10分鐘，在60℃～300℃溫度下反應4～30分鐘燒成，彩砂粒徑可以是2目～200目及更細。
本發(fā)明認為水溶性鹼金屬硅酸鹽溶液或硅溶膠在加熱狀態(tài)下與氧化硅發(fā)生硬化反應生成化學性能穩(wěn)定的硅酸鹽，同時，未反應的水溶性鹼金屬硅酸鹽又與過渡族金屬氧化物顏料在加熱條件下反應形成不溶于水的、化學性能穩(wěn)定的色彩各異的硅酸鹽及其錯鹽在這種情況下礦物粒子與無機顏料在水溶性鹼金屬硅酸鹽作用下通過加熱反應，形成一體。作為過渡族金屬氧化物的顏料可以是氧化鉻、氧化鐵、氧化錳、氧化銅、氧化釩等一種或多種混合物，這樣一來，制得的彩色砂可以依色彩的不同及加量的多少形成數(shù)十種彩色砂。
按本發(fā)明制得的彩色砂，水溶性鹼金屬硅酸鹽含量為礦物粒子重量的0.5～10%，過渡族金屬氧化物顏料為0.01%～10%，予燒時間1～5分鐘、予燒溫度60℃～100℃，燒結(jié)溫度100℃～300℃，時間4～30分鐘。
按本發(fā)明制得的彩色砂理化性能如下耐水溶性在水中煮沸6小時不褪色。耐酸性10%HCl、10%H2SO4、10%HNO3溶液中浸泡200小時不褪色。耐鹼性飽和Ca(OH)2溶液中浸泡200小時不褪色?？箖鋈谛?25℃±2℃凍1小時，+25℃±2℃融1小時，不褪色?？箖鲂?25℃±2℃下凍200小時不褪色。耐速冷速熱性200℃急速放入室溫水中不褪色。熱穩(wěn)定性400℃1小時不褪色。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明是利用低溫反應燒結(jié)原理，利用廉價的水溶性鹼金屬硅酸鹽(或硅溶膠)作為反應劑，使過渡族金屬氧化物無機顏料與含二氧化硅不低于60%的礦物粒子形成色彩鮮艷化學性能穩(wěn)定的硅酸鹽及錯鹽。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1，這種礦物粒子最好是質(zhì)地晶瑩，強度好的石英砂，也可以是其它含有二氧化硅的礦物粒子。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1，水溶性鹼金屬硅酸鹽可以是鉀水玻璃，鈉水玻璃，也可以是鋰水玻璃及硅溶膠，用量為礦物粒子的0.6～10%(重量比)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1，過渡族金屬氧化物可以是一種或多種的混合物，用量為礦物粒子的0.01%～10%(重量比)。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1，礦物粒子可以予先與無機顏料相混合，再與水溶性鹼金屬硅酸鹽或硅溶膠混合，也可先與水溶性鹼金屬硅酸鹽或硅溶膠混合，再與無機顏料相混合，攪拌時間分別為1～10分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1，反應溫度為60°～300℃，最好為80℃～200℃，反應時間為4～30分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6，反應時，升溫在60℃～100℃范圍應保持數(shù)分鐘，然后再繼續(xù)升至所需溫度，以免產(chǎn)生跑色現(xiàn)象。
專利摘要
本發(fā)明是關于彩色砂組合物及制造方法。
文檔編號C09C3/06GK86104258SQ86104258
公開日1988年3月16日 申請日期1986年9月8日
發(fā)明者沈璐, 盧欽民 申請人:盧欽民導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan