專利名稱：彩色石英砂組成物及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于彩砂尤其是彩色石英砂著色技術(shù)，屬顏料及涂料范圍。
彩砂是近十年來(lái)國(guó)際上發(fā)展起來(lái)的裝飾骨料，與天然彩石砂相比，具有色彩鮮艷，不易風(fēng)化，粒徑與色彩可以任意選擇等優(yōu)點(diǎn)，可作為砂壁狀涂料的著色骨料及粉末繪畫(huà)顏料。
日本特開(kāi)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液性高分子溶液或醋酸乙烯酯等合成樹(shù)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(wú)機(jī)顏料或有機(jī)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(wú)機(jī)顏料與其混合攪拌，在400℃左右燒結(jié)而得彩色砂。
我國(guó)研制的彩色砂又稱彩釉砂。它主要采用陶瓷釉上彩工藝，以石英砂為原料，加適量釉上彩顏料及水混合，然后在1200℃～1350℃高溫范圍燒結(jié)而成。后來(lái)，在此高溫?zé)Y(jié)的基礎(chǔ)上添加微量礦化劑(即溶劑)，降低了燒成溫度，在700～950℃左右燒結(jié)而成，這也就是中溫法。
作為第一種彩砂制造方法，這種有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合的材料耐熱性，耐酸堿性等均較差。
對(duì)于第二種彩砂制造方法，由于采用了黑色玄武巖作為基料，彩砂的質(zhì)地較差，無(wú)晶瑩感，且只能得到深色的彩砂。
而作為第三種彩砂制造方法，由于采用了中高溫?zé)Y(jié)的方法，設(shè)備投資大、能耗高，同時(shí)影響了彩砂骨料-石英砂的強(qiáng)度，及造成色料揮發(fā)，著色深淺不一致的現(xiàn)象。加之，又采用了價(jià)貴，著色能力較差的釉上彩顏料，使得彩砂的色彩品種有限，成本高。
本發(fā)明的目的在于研制出一種質(zhì)地晶瑩、性能優(yōu)良，色譜范圍寬，能耗低，成本低的彩砂。
本發(fā)明的具體實(shí)施是將含二氧化硅量不低于50%的砂，最好是質(zhì)地晶瑩，色澤潔白的石英砂作為基料，與磷酸鋁或磷酸鈣、磷酸鎂溶液的反應(yīng)劑混合，攪拌反應(yīng)。這是一個(gè)放熱反應(yīng)，并拌有氣體發(fā)生。然后加入由過(guò)渡族金屬氧化物組成的無(wú)機(jī)顏料，再進(jìn)行攪拌，在200℃～350℃下燒成，形成表面為彩色的復(fù)鹽化合物的彩色砂。
一般來(lái)說(shuō)，比重為1.4左右的反應(yīng)劑溶液加量為砂或石英砂重量的0.5～3%，最好為0.8～1.19%，反應(yīng)劑如磷酸鋁溶液，P2O5∶Al2O3＝1～5∶5～1(克分子比)最好為3～4∶1。過(guò)渡族金屬氧化物無(wú)機(jī)顏料加量為砂或石英砂重量的萬(wàn)分之一到百分之二。在操作過(guò)程中，先將反應(yīng)劑與砂混合反應(yīng)1～3分鐘，然后將無(wú)機(jī)顏料加入，混合攪拌2～5分鐘，再將混合后的反應(yīng)物予先在80～100℃溫度下干燥2～5分鐘，升溫至200～350℃，恒溫2～10分鐘，即得本彩砂恒溫的溫度視所加顏料不同而異，時(shí)間隨砂量不同而異。
例淺紅色彩砂的制法將100克40～60目石英砂與1.0克比重為1.435的磷酸鋁溶液(P2O5∶Al2O3＝3～4～1克分子比)混合攪拌后，再加入0.01克氧化鐵紅粉末顏料，混合攪拌均勻，放入烘箱烘箱或馬弗爐，在100℃左右予燒2～5分鐘，然后升溫至300℃恒溫2～10分鐘即得。
淺綠色彩砂的制法將100克40～60目石英砂與1.0克比重為1.435磷酸鋁溶液(P2O5Al2O3＝3～4∶1)混合攪拌后，加入0.02克鉻綠粉末，攪拌均勻后放入烘箱或馬沸爐里，在100℃左右予燒2～5分鐘，然后升溫至300℃，恒溫2～10分鐘即得。
深蘭色彩砂的制法將100克40～60目石英砂與1.0克比重為1.435磷酸鋁溶液(P2O5∶Al2O3＝3～4∶1)混合攪拌后，加入蘭色素0.7克(由氧化鉻、氧化鈷、氧化鋁按一定比例混合而成)攪拌均勻后，再加入0.1克磷酸鋁溶液，再次攪拌均勻，放在烘箱或馬沸爐里，在100℃左右予燒2分鐘然后升溫至300℃，恒溫2～10分鐘即得。
黑色彩砂的制法將100克40～60目石英砂與比重1.435磷酸鋁溶液(P2O5∶Al2O3＝3～4∶1)混合攪拌后，加入氧化鐵里粉末顏料1克，攪拌均勻后，再加入0.2克反應(yīng)劑，攪拌至均勻放入烘箱或馬沸爐里，在100℃左右予燒2～5分鐘，升溫至260℃恒溫2～10分鐘，即得。
采用本發(fā)明制得的彩砂有以下特點(diǎn)一質(zhì)地晶瑩、色彩可有七個(gè)系列，六十種以上。
二能耗低、成本低，均約為彩釉砂中高溫?zé)Y(jié)法的1/2～1/10三性能優(yōu)良(1)耐水性水中連續(xù)煮沸5小時(shí)不褪色，水中浸泡2000小時(shí)不褪色。
(2)耐堿性飽和水泥溶液及飽和Ca(OH)2溶液中浸泡2000小時(shí)不褪色。
(3)耐酸性3%HCe H2SO4及HNO3溶液中浸泡700小時(shí)以上不褪色。
(5)抗凍性-15℃200小時(shí)不褪色。
(6)抗凍融性-15℃凍2小時(shí)，+15℃融2小時(shí)不褪色。
(7)耐紫外光性紫外光近距離照射500小時(shí)不褪色。
(8)耐搓捻性用力搓捻彩砂，反復(fù)十次、不褪色不開(kāi)裂。
權(quán)利要求
1.以石英砂或含二氧化硅量不低于50%的海砂黃砂為基料，過(guò)渡族金屬無(wú)構(gòu)氧化物顏料為反應(yīng)物，采用磷酸鹽系列作為反應(yīng)劑，經(jīng)低溫反應(yīng)即得彩色石英砂。
2.反應(yīng)劑磷酸鹽最好為磷酸鋁，P2O5∶Al2O3＝1～5∶5～1(克分子比)最好為3～4∶1。
3.該反應(yīng)為無(wú)機(jī)反應(yīng)，反應(yīng)溫度為200～350℃，反應(yīng)時(shí)間為5～30分鐘。反應(yīng)應(yīng)先經(jīng)80～100℃干燥，然后升溫反應(yīng)。
4.反應(yīng)劑加量一般為砂量的0.8～1.1%，無(wú)機(jī)氧化物加量為0.01%～1%。
全文摘要
以石英砂或含二氧化硅50％以上的海砂，黃砂等為基料，磷酸鹽為反應(yīng)劑，過(guò)渡族金屬氧化物為顏料，經(jīng)200～350℃溫度反應(yīng)5～30分鐘，得本彩色石英砂。
文檔編號(hào)C09C1/28GK1030087SQ87104330
公開(kāi)日1989年1月4日 申請(qǐng)日期1987年6月15日 優(yōu)先權(quán)日1987年6月15日
發(fā)明者沈璐 申請(qǐng)人:江蘇省建筑科學(xué)研究所