CN104386933B - 一种着色釉化石英彩砂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种着色釉化石英彩砂及其制备方法，所述釉化石英彩砂，由以下重量份计的原料混合制成：石英砂1000份，无机颜料10‑20份，中低温釉料10‑20份，耐高温粘合剂5‑10份，纳米硫酸钡粉5‑8份，纳米银粉1‑3份，分散剂2‑5份，水20‑40份。本发明生产的石英彩砂具有色彩丰富、逼真、不褪色、耐候性好等优点。

Description

一种着色釉化石英彩砂及其制备方法

技术领域

本发明涉及彩砂生产技术领域，特别涉及一种着色釉化石英彩砂及其制备方法。

背景技术

在建筑行业上，由于我国强制实施建筑节能，由于外墙保温面层粘贴面砖或装饰性石材所受到掉落又易伤人等不安全因素影响，应用高装饰性涂料-砂壁状建筑涂料取代各种粘贴面砖或装饰性石材已成为最理想的建筑材料的选择，砂壁状建筑涂料是由合成树脂乳液为基料，石英彩砂为骨料，骨料占涂料80%左右，可见制作这种涂料需要大量的石英彩砂。石英彩砂通常分为天然和加工两类，天然彩砂由于色彩品种较少且不耐老化因而大规模使用受到制约，且天然彩砂颜色品种单调，颜色偏暗；加工彩砂产品种类繁多、性能好、使用面广，各国都大量发展。加工彩砂多数是用有机染料染色、低温烘干或虽用无机颜料，但只低温烧结，因此，彩砂容易褪色、耐候性差。

真石漆涂料是一种采用天然花岗岩碎粒为着色料，特殊合成树脂为粘结剂和加入各种特殊助剂的豪华仿花岗岩石材的厚质涂料，具有优良的耐候性，可长时间保护建筑物的美观，能在任何形状的建筑曲面上施工，可喷涂成多色的既豪华又经济的大理石效果，实现如同花岗岩般的装饰效果，能够充分展现天然石材的独特造型和丰富质感，深受人们的喜爱。随着建筑质量要求提高，高层建筑比例增大，真石漆的需求量也越来越大，而目前生产真石漆所用原材料均为天然彩砂，天然彩砂因其较为稳定的矿源供应形势趋紧，色彩比较单调，色相不稳定诸多因素而越来越制约着真石漆的发展，而且大量使用天然彩砂也不符合人们逐渐增强的环保要求。因此，急需一种天然彩砂的替代品，不仅能够满足真石漆涂料基本的要求，而且色彩丰富，色相稳定，经济环保。

发明内容

本发明的目的在于提供一种着色釉化石英彩砂，所生产的石英彩砂具有色彩丰富、逼真、不褪色、耐候性好等优点。

本发明还提供了着色釉化石英彩砂的制备方法，简单易行，适合工业化生产。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种着色釉化石英彩砂，由以下重量份计的原料混合制成：

石英砂 1000份

无机颜料 10-20份

中低温釉料 10-20份

耐高温粘合剂 5-10份

纳米硫酸钡粉 5-8份

纳米银粉 1-3份

分散剂 2-5份

水 20-40份。

本发明采用对石英砂进行釉化的方法，将无机颜料混入釉料中均匀包裹石英砂，颜料与石英砂结合牢固，不易褪色，耐候性好。采用中低温釉料，煅烧釉化时更节能，采用耐高温粘合剂，防止煅烧时粘合剂失效。

石英彩砂作为外墙涂料的骨料，常受到日晒、雨淋，导致石英彩砂褪色及耐侯性不佳的主要因素便是紫外线。本发明应用物理原理，创新性的首次在石英彩砂原料中添加了纳米硫酸钡粉，原料中添加的纳米硫酸钡，有较强的抵抗紫外线作用，可以反射电磁波，起到防辐射的作用，适量的纳米硫酸钡可以控制射线波的反弹和色浆的粘稠度，使产品稳定性好，着色力高，不易褪色，耐候性好。同时本发明原料中还加入了纳米银粉，纳米银粉是能将热量迅速散出，从而提高产品的耐候性。

作为优选，所述石英砂的细度为10-120目。

作为优选，所述无机颜料各组分的重量百分比配比为：云母70-90%，氧化铁红、氧化铁绿、氧化铁黄、钴黑、钴蓝、钛白粉中的一种或几种10-30%。

作为优选，所述云母为白云母、金云母、黑云母、锂云母、绢云母中的一种。

本发明对无机颜料的选择也进行了突破性的的改变，本发明的无机颜料以云母为主，其它常见颜料辅助调色的方案，云母为天然矿石，其色彩丰富，天然，使得产品色彩丰富、逼真，且云母性能稳定，耐候性好，这样不易褪色。本发明的云母原料为云母碎片，从云母原矿加工成片云母制品,其间的云母利用率仅在3%~10%左右, 多年积累了大量云母碎片矿渣，因此原料来源易得，成本也较低。氧化铁红、氧化铁绿、氧化铁黄、钴黑、钴蓝、钛白粉等颜料用以辅助调色，更丰富产品的色彩品种，弥补单独云母着色的缺陷。

作为优选，所述云母经过前处理后再使用，前处理包括如下步骤：

（1）煅烧：将云母碎片在650-900℃下煅烧45-75min得熟云母料，然后过15-20目筛；煅烧用以脱去云母结构中的部分结晶水，使云母碎片沿垂直于解理面的方向膨胀、分层，质地变软；煅烧还可让存在于云母碎片中的结晶石、泥沙等杂质变成灰分，便于除杂。

（2）浸渍：将过筛后的熟云母料在质量浓度70-85%碳酸氢钠溶液中浸渍1-2小时；浸渍碳酸氢钠后，可在下步裂解反应时，分解产生大量二氧化碳，从内到外作用于云母碎片，促使云母碎裂。

（3）裂解：将浸渍后的熟云母料与质量浓度为30-40%的氨水按照1:2-4的重量比混合，搅拌条件下加热至350-450℃保持3-5小时，粉碎，过100-200目筛。将浸渍后的熟云母料与氨水混合，首先氨水与碳酸氢钠发生反应，可以促使云母碎裂，其次，反应的同时及反应后的产物在加热搅拌下能产生大量的二氧化碳和氨气，从内到外作用于云母碎片，促使云母碎裂，使得云母充分分离获得较小的鳞片，适用于作为无机颜料使用。

不经处理的生云母是很那作为颜料使用，且色彩也不稳定，本发明对云母进行特定的熟化处理后，使得云母适于作为颜料使用，且色彩稳定。

作为优选，所述中低温釉料选自氧化钙、碳酸钠、长石、氧化锌、硼砂、高岭土中的3种以上。这样釉化效果好。

作为优选，所述耐高温粘合剂选自硅酸钠、硅溶胶、磷酸二氢铝中的一种或几种。

作为优选，所述纳米硫酸钡粉的粒径为50-100nm，所述纳米银粉的粒径为50-100nm。

作为优选，所述分散剂为聚丙烯酸钠或三聚磷酸钠。

一种着色釉化石英彩砂的制备方法，先将无机颜料、中低温釉料、耐高温粘合剂、纳米硫酸钡粉、纳米银粉、分散剂及水混合球磨至色浆细度在5微米以下，然后加入石英砂搅拌均匀得混合浆料，混合浆料在回转窑进口处50-150℃预热至含水量在0.5%以下，然后进入回转窑中600-1000℃下煅烧20-30min，冷却后即可。 混合浆料在回转窑进口处50-150℃预热至含水量在0.5%以下再进行煅烧，这样可以防止煅烧时着色层的开裂，影响产品质量。

本发明的有益效果是：具有色彩丰富、逼真、不褪色、耐候性好、节能环保的优点。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。

实施例1：

一种着色釉化石英彩砂（白色砂），由以下重量份计的原料混合制成：

石英砂（10-20目）1000份，

无机颜料（白云母90%+钛白粉10%）10份，

中低温釉料（氧化钙+碳酸钠+长石按照1:1:1的重量比混合而成）10份，

耐高温粘合剂（硅酸钠）5份，

纳米硫酸钡粉（粒径为50-100nm）5份，

纳米银粉（粒径为50-100nm）1份，

分散剂（聚丙烯酸钠）2份，

水20份。

白云母经过前处理后再使用，前处理包括如下步骤：

（1）煅烧：将白云母碎片在650℃下煅烧75min得熟云母料，然后过15-20目筛；

（2）浸渍：将过筛后的熟云母料在质量浓度70%碳酸氢钠溶液中浸渍2小时；

（3）裂解：将浸渍后的熟云母料与质量浓度为30%的氨水按照1: 4的重量比混合，搅拌条件下加热至350℃保持5小时，粉碎，过100目筛。

制备方法：先将无机颜料、中低温釉料、耐高温粘合剂、纳米硫酸钡粉、纳米银粉、分散剂及水混合球磨至色浆细度在5微米以下，然后加入石英砂搅拌均匀得混合浆料，混合浆料在回转窑进口处50℃预热至含水量在0.5%以下，然后进入回转窑中600℃下煅烧30min，冷却后即可。

实施例2：

一种着色釉化石英彩砂（黑色砂），由以下重量份计的原料混合制成：

石英砂（100-120目）1000份，

无机颜料（黑云母70%+钴黑30%）20份，

中低温釉料（氧化钙+长石+氧化锌+硼砂+高岭土按照1:1:1:1:1的重量比混合而成）20份，

耐高温粘合剂（硅酸钠+硅溶胶按照1:1的重量比混合而成）10份，

纳米硫酸钡粉（粒径为50-100nm）8份，

纳米银粉（粒径为50-100nm）3份，

分散剂（三聚磷酸钠）5份，

水40份。

黑云母经过前处理后再使用，前处理包括如下步骤：

（1）煅烧：将黑云母碎片在900℃下煅烧45min得熟云母料，然后过15-20目筛；

（2）浸渍：将过筛后的熟云母料在质量浓度85%碳酸氢钠溶液中浸渍1小时；

（3）裂解：将浸渍后的熟云母料与质量浓度为40%的氨水按照1:2的重量比混合，搅拌条件下加热至450℃保持3小时，粉碎，过200目筛。

制备方法：先将无机颜料、中低温釉料、耐高温粘合剂、纳米硫酸钡粉、纳米银粉、分散剂及水混合球磨至色浆细度在5微米以下，然后加入石英砂搅拌均匀得混合浆料，混合浆料在回转窑进口处150℃预热至含水量在0.5%以下，然后进入回转窑中1000℃下煅烧20min，冷却后即可。

实施例3：

一种着色釉化石英彩砂（黄色砂），由以下重量份计的原料混合制成：

石英砂（40-60目）1000份，

无机颜料（金云母80%+氧化铁黄19%+钛白粉1%）15份，

中低温釉料（氧化钙+碳酸钠+长石+高岭土按照1:1:1:1的重量比混合而成）15份，

耐高温粘合剂（磷酸二氢铝）8份，

纳米硫酸钡粉（粒径为50-100nm）7份，

纳米银粉（粒径为50-100nm）2份，

分散剂（聚丙烯酸钠）4份，

水30份。

金云母经过前处理后再使用，前处理包括如下步骤：

（1）煅烧：将金云母碎片在800℃下煅烧60min得熟云母料，然后过15-20目筛；

（2）浸渍：将过筛后的熟云母料在质量浓度80%碳酸氢钠溶液中浸渍1.5小时；

（3）裂解：将浸渍后的熟云母料与质量浓度为35%的氨水按照1:3的重量比混合，搅拌条件下加热至400℃保持4小时，粉碎，过150目筛。

制备方法：先将无机颜料、中低温釉料、耐高温粘合剂、纳米硫酸钡粉、纳米银粉、分散剂及水混合球磨至色浆细度在5微米以下，然后加入石英砂搅拌均匀得混合浆料，混合浆料在回转窑进口处100℃预热至含水量在0.5%以下，然后进入回转窑中850℃下煅烧25min，冷却后即可。

本发明的产品色彩丰富，逼真，不褪色，耐候性好，节能环保，经检测，各项指标符合中华人民共和国建材行业标准JC/T 1071-2008沥青瓦用彩砂的要求。

高温高湿试验：

将本发明的产品在湿度90%的环境中，温度50℃下放置90天，无褪色、开裂现象。

耐候性试验

以对颜色影响最大的紫外波段365nm-420nm的紫外线，在平均辐照强度300W/m²，温度30℃下，照射30天，无褪色。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (7)

1.一种着色釉化石英彩砂，其特征在于，由以下重量份计的原料混合制成：

石英砂 1000份

无机颜料 10-20份

中低温釉料 10-20份

耐高温粘合剂 5-10份

纳米硫酸钡粉 5-8份

纳米银粉 1-3份

分散剂 2-5份

水 20-40份；

所述无机颜料各组分的重量百分比配比为：云母70-90%，氧化铁红、氧化铁绿、氧化铁黄、钴黑、钴蓝、钛白粉中的一种或几种10-30%；所述中低温釉料选自氧化钙、碳酸钠、长石、氧化锌、硼砂、高岭土中的3种以上；所述耐高温粘合剂选自硅酸钠、硅溶胶、磷酸二氢铝中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的一种着色釉化石英彩砂，其特征在于：所述石英砂的细度为10-120目。

3.根据权利要求1所述的一种着色釉化石英彩砂，其特征在于：所述云母为白云母、金云母、黑云母、锂云母、绢云母中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种着色釉化石英彩砂，其特征在于：所述云母经过前处理后再使用，前处理包括如下步骤：

（1）煅烧：将云母碎片在650-900℃下煅烧45-75min得熟云母料，然后过15-20目筛；

（2）浸渍：将过筛后的熟云母料在质量浓度70-85%碳酸氢钠溶液中浸渍1-2小时；

（3）裂解：将浸渍后的熟云母料与质量浓度为30-40%的氨水按照1:2-4的重量比混合，搅拌条件下加热至350-450℃保持3-5小时，粉碎，过100-200目筛。

5.根据权利要求1或2所述的一种着色釉化石英彩砂，其特征在于：所述纳米硫酸钡粉的粒径为50-100nm，所述纳米银粉的粒径为50-100nm。

6.根据权利要求1或2所述的一种着色釉化石英彩砂，其特征在于：所述分散剂为聚丙烯酸钠或三聚磷酸钠。

7.如权利要求1所述的一种着色釉化石英彩砂的制备方法，其特征在于：先将无机颜料、中低温釉料、耐高温粘合剂、纳米硫酸钡粉、纳米银粉、分散剂及水混合球磨至色浆细度在5微米以下，然后加入石英砂搅拌均匀得混合浆料，混合浆料在回转窑进口处50-150℃预热至含水量在0.5%以下，然后进入回转窑中600-1000℃下煅烧20-30min，冷却后即可。