CN101736674B - 耐磨道路彩砂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种耐磨道路彩砂及其制备方法，该彩砂由基础材料、包裹色层、金刚石涂层组成，基础材料为钢渣颗粒；包裹色层的成份为无机色料、粘结剂、自来水。该种彩砂的制备方法为步骤如下：1)将基础材料经破碎，筛分、洗涤和烘干，制备成具有一定粒径级配的颗粒；2)按配比将水、无机色料和粘结剂混合、球磨，制备成包裹用色浆；3)对矿物颗粒进行色层包裹；4)烘干被色浆包裹的颗粒，放入回转窑进行煅烧，煅烧温度为500-800℃；5)在烧成的彩砂表面喷涂金刚石层。本发明所制备的彩砂具有及其优异的耐磨性能，同时可以保证呈色的稳定性等优点，可适用于道路标饰或防滑道路之用。
Description
技术领域
本发明涉及一种耐磨性能优异的道路彩砂及其制备方法，具体涉及一种可适用于道路标饰或防滑道路之用的道路彩砂及其制备方法。
背景技术
道路彩砂可应用于彩色防滑路面的表面覆盖材料。彩色防滑路面不仅可以提高道路的安全畅通水平，而且可以美化城市和道路。
目前，我国许多大城市的道路为十年前设计，随着经济的发展，交通问题日趋严重，政府的观念也在发生改变，由原来只注重道路最基本的通车功能转向如何利用道路的功能来对车辆进行合理的管理。
目前人造彩砂的制造方法主要有三种：一种是用有机颜料染色法，该法主要采用与砂石结合力强的有机粘结剂，如氯丁橡胶、环氧树脂、氯偏树脂、丙烯酸酯、聚氨酯、有机硅类等等。其中尤以丙烯酸酯类及有机硅类为优，如“苯一丙乳液彩砂涂料的制作与使用”一文中介绍以苯-丙乳液为基料加入若干功能辅料调制成制备彩砂的涂料，详见《今日科技》2000年第8期P8-9。但这一类制备的彩砂其耐老化性能差，时间一长容易褪色。第二种制备彩砂的方法是用树脂混合无机色料涂布在石英砂表层，然后在200-300℃温度下烘烤固化着色。该法制备的彩砂也存在耐老化性能差，易褪色和包裹不均匀等缺陷。第三种制备彩砂的方法是高温烧结法，如用无机色料，低熔点物和石英砂混合，再在1200-1350℃高温烧结成一体，然后经破碎、筛分成彩砂成品，详见CN1042627C，1999年3月24日。这类方法制备彩砂的缺点是能耗大，工序复杂。也有采用陶瓷彩釉烧结原理制备彩砂的方法，这种工艺的特征是提供了合适的无机氧化物颜料和碱性氧化物助熔剂。当颜料和助熔剂均匀分布在石英砂表面，置于800-900℃炉中烧结时，助熔剂的熔体与软化了的石英砂表层相互渗透，颜料也随之渗入，并发生固相反应而着色，详见CN1357580A，2002年7月10日。还有采用无机色料，乳浊熔块、黏结剂和矿物颗粒混合，再在回转窑中600-850℃中高温烧成彩砂成品，详见CN2004100614118。但上述人造彩砂不具有耐磨性能，无法应用于道路路面的铺设。
有关道路彩砂的专利ZL200610125229.3中介绍，主要是通过引入微晶玻璃的方法进行了道路彩砂的制备，但存在一个烧成温度较高，而且耐磨性有待继续提高等问题。
发明内容
本发明的目的为了克服现在技术存在的缺陷和问题，提供一种耐磨性能优异的道路彩砂及其制备方法。
本发明的目的是这样实现的，其特征包括下列步骤：
1.道路彩砂基础材料的制备：主要选用硬度较高的铁金属的冶金矿渣——钢渣。钢渣经颚式破碎机破碎后，需经圆锥式破碎机进行破碎，从而得到破碎后颗粒的外形以三方和四方棱锥为主要特征。上述物料经筛分、洗涤和烘干，制备成具有一定粒径级配的颗粒，其具体粒径级配有下列特征：中国筛目为测试标准筛目。
8-12目 30～55％
12-16目 20～45％
16-20目 5～20％
2.彩砂表面包裹用色料浆的制备。
彩砂表面包裹色层的色料浆配方组成以重量百分比计为：
无机色料 10-35％
粘结剂 25-50％
自来水 15-40％
将上述原料按配比称量后，倒入球磨机进行混合球磨，球磨时间为15-48小时，色浆细度达5-6um以下。
3.包裹表面色层工艺
称1000克烘干干净的且呈粒径级配的矿物颗粒，与20-130克色料浆进行混和，包裹好后，烘干待用。
4.彩砂的煅烧
将上述烘干的彩砂采用回转窑设备进行煅烧，煅烧温度为500-800℃，保温时间0.5-1小时。
5、金刚石涂层
在上述煅烧出的彩砂表面进行了金刚石涂层的喷涂，该覆盖材料既可以保证色料层的显色，同时可以使其耐磨性能得到极大的提高，从而制备出具有优异耐磨性能的道路彩砂。
所述表面包裹色层的粘结剂为硅酸盐或磷酸盐的无机粘结剂。
所述表面包裹色层的无机色料为铬绿和/或钴蓝。
本发明所制备的彩砂具有及其优异的耐磨性能，同时可以保证呈色的稳定性等优点，可适用于道路标饰或防滑道路之用。
具体实施方式
实例1：
1.1彩砂基础材料的制备
选取钢渣经颚式破碎机破碎后，再经圆锥式破碎机进行破碎，然后进行筛分、洗涤和烘干，制备成具有一定粒径级配的颗粒，中国筛目为测试用标准筛目。
8-12目 30～55％
12-16目 20～45％
16-20目 5～20％
1.2彩砂表面包裹用色料浆的配制
按下列彩砂表面包裹色层的色料浆配方组成配方以重量配比计，进行称量。
无机铬绿色粉 10克
多聚磷酸钠 50克
自来水 40克
将上述原料按配比称量后，倒入球磨机进行混合球磨，球磨时间为48小时，色浆细度达5-6um以下进行出料。
1.3包裹表面色层
称1000克烘干干净的1.1中制备的砂，与50克上述色料浆进行混和，快速搅拌约10分钟，通入热空气进行烘干被色浆包裹的颗粒，热风温度为200℃，直至彩砂颗粒干燥为止，此时彩砂的含水率应小于0.3％。
1.4彩砂的煅烧
将上述烘干的彩砂放入回转窑内进行煅烧，煅烧温度为600℃，保温时间0.5小时，即成彩砂。
1.5金刚石涂层制备
将上述煅烧出来的彩砂，采用磁控溅射技术进行金刚石薄膜耐磨层的镀制，最终得到耐磨性能优异的道路彩砂成品。
实例2：
除彩砂表面包裹色层的色料浆配方组成按以下配比计，
无机钴蓝色粉 35克
硅酸盐 25克
自来水 40克
别的与实例1相同。
实例3：
除彩砂表面包裹色层的色料浆配方组成按以下配比计，
无机钴蓝色粉 35克
多聚磷酸钠 50克
自来水 15克
别的与实例1相同。
实例4：
除彩砂表面包裹色层的色料浆配方组成按以下配比计，
无机铬绿色粉 25克
硅酸盐 40克
自来水 35克
别的与实例1相同。
Claims (4)
1.一种耐磨道路彩砂，该彩砂由基础材料、包裹色层、金刚石涂层组成，基础材料为钢渣颗粒；包裹色层的成份为无机色料、粘结剂、自来水，包裹色层中各成份的按重量百分比为：无机色料10-35％，粘结剂25-50％，自来水15-40％，钢渣颗粒经包裹色层的混合包裹后，经500-800℃煅烧后形成彩色砂粒，然后在彩色砂粒喷涂金刚石涂层，最终制备出道路彩砂。
2.根据权利要求1所述的耐磨道路彩砂，其特征在于：所述表面包裹色层的粘结剂为硅酸盐或磷酸盐的无机粘结剂。
3.根据权利要求1所述的耐磨道路彩砂，其特征在于：所述表面包裹色层的无机色料为铬绿和/或钴蓝。
4.根据权利要求1所述的耐磨道路彩砂的制备方法，其特征在于：按以下步骤进行：1)将基础材料经破碎，筛分、洗涤和烘干，制备成颗粒；2)按配比将水、无机色料和粘结剂混合、球磨，制备成包裹用色浆；3)对钢渣颗粒进行色浆包裹；4)烘干被色浆包裹的颗粒，放入回转窑进行煅烧，煅烧温度为500-800℃；5)对煅烧出的彩砂表面进行金刚涂层的喷涂，制得道路彩砂。
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