CN107640888A - 一种彩色饰面玻璃马赛克的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种彩色饰面玻璃马赛克的制备方法。以自制的中国蓝、中国紫颜料，铜铬绿颜料和铜铁棕色颜料与适量碎玻璃粉混合制成马赛克饰面用色料，以碎玻璃粉为马赛克主体，以甲基纤维素为粘结剂，用色料对主体马赛克饰面，通过压制成型和在750～820℃温度下烧结，即可制得颜色鲜艳深浅不同的彩色饰面玻璃马赛克。这种制备方法调制色彩灵活，颜色鲜艳，节省色料，大为降低了马赛克制造成本。

Description

一种彩色饰面玻璃马赛克的制备方法

技术领域

本发明属于建筑装饰材料领域，尤其涉及一种彩色饰面玻璃马赛克的制备方法。

背景技术

玻璃马赛克又叫玻璃纸皮石，是一种建筑装饰材料。在国外如意大利、日本等国应用较早，多用于建筑的室内外装修饰面。我国始于上世纪80年代，随着改革开放和经济繁荣，建筑室内外装修材料由过去传统的水刷石、干粘石、斩假石、水磨石，逐渐被新兴的玻璃马赛克所取代，广泛应用于大厦、宾馆、办公楼、住宅、别墅、壁画等内外墙装饰中。

玻璃马赛克具有很好的装饰效果。它色彩亮丽，具有玻璃的性质，表面光滑，不易污染，可达到雨天自涤的功能；且抗日光照射而永不褪色，优越于各种涂料，日久常新；在阳光照射下，产生散射和折射，使其更加绚丽多彩，光亮夺目；同时可组拼成各种壁画图案，表达建筑师的意图和设计主题。玻璃马赛克质地坚硬，性能稳定而且重量轻，优于各种面砖和石材饰面材料。同时它不受气候条件的影响，耐热、耐寒、耐酸碱、不渗水、防潮湿，可保护墙体的耐久性。

玻璃马赛克的制备工艺主要有熔融法和烧结法。熔融法是以石英砂、石灰石、长石、纯碱、着色剂和乳化剂等为主要制作原料，经过高温融化后用轴压延法或平面压延法成型，最后退火而成。熔融法的最大优点是主要原料采用天然矿物原料，来源广，资源丰富；且可以制备质地均匀、半透明状的高质量马赛克。但其缺点除工艺过程复杂、能耗高外，主要是制备马赛克色彩单一，通常一池或一坩埚玻璃料只能生产一种颜色玻璃马赛克，生产多种颜色马赛克比较困难。

烧结法主要以碎玻璃为原料，配以粘结剂及着色剂，经粉碎、混匀、成形及烧结玻化而成。其主要优点有二：一是烧结工艺工序少，生产流程短，减少废物、废气、废水的排放，能耗低，保护环境，同时充分再利用了碎玻璃废弃物。二是制备马赛克色彩变化多端，可以根据需要方便地制备各种颜色。据称，已经制备出白、红、绿、兰、黄、黑、咖啡、豆沙、西洋红、柠檬黄、奶黄、翠绿等90多种颜色。由此可见，烧结法的优点正好克服了熔融法的缺点。

然而，不管是熔融法还是烧结法，制备的彩色玻璃马赛克都类似于本体着色玻璃，即整块玻璃马赛克通体都是着色的。这样在需要颜色深而鲜亮的马赛克时，往往要加入较多的着色色料。而着色色料一般价格较贵，较多的加入意味着成本的较大提高，这是不经济的。因此，现有彩色玻璃马赛克面临进一步降低成本的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种以烧结法为基础在碎玻璃马赛克上进行彩色饰面的解决方法。该制备方法调制色彩灵活，颜色鲜艳，节省色料，大为降低了马赛克制造成本。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现：

一种彩色饰面玻璃马赛克的制备方法，包括以下步骤：

(1)准备不同颜色的无机颜料或颜料前驱体；将玻璃干法球磨，过筛，得到碎玻璃粉；

(2)称取不同比例不同颜色的无机颜料或颜料前驱体和碎玻璃粉，充分混合均匀，预先制成各种颜色和深浅不同的马赛克饰面用色料粉；

(3)将粘结剂分别加入到碎玻璃粉和至少一种颜色的饰面用色料粉中均匀拌湿；

(4)将拌湿的碎玻璃粉充填在压型模具内，摊平，再在其上面铺上拌湿的饰面用色料粉，充满模具，随后用压型机压型成马赛克预制块；

(5)将马赛克预制块干燥后置于电热马弗炉中，先以5℃/min的速度缓慢升温到300℃，并初步保温，随后快速升温到750～820℃保温烧结；烧结结束后随炉冷却到400℃以下取出，制得彩色饰面玻璃马赛克。

步骤(1)中的无机颜料为“中国蓝”颜料、“中国紫”颜料、铜铬绿颜料或铜铁棕色颜料；颜料前驱体为“中国蓝”或“中国紫”颜料前驱体。

无机颜料或颜料前驱体的制备方法如下：

以硝酸钡、硝酸铜和九水硅酸钠为原料，按照BaCuSi₄O₁₀和BaCuSi₂O₆化学式的摩尔比，采用共沉淀法制得“中国蓝”和“中国紫”颜料前驱体，采用共沉淀-水热-烧结法分别制备“中国蓝”和“中国紫”颜料；

以硝酸铬、硝酸铜和九水硅酸钠为原料，按照n(Cr₂O₃)：n(CuO)：n(SiO₂)＝1:1:2的摩尔比，采用共沉淀-水热-烧结法制备铜铬绿颜料；

以Fe₂O₃和CuO粉为原料，按照1:1的摩尔比，采用烧结法制备铜铁棕色颜料。

步骤(1)中，玻璃用球磨机干法球磨，过80目筛。

步骤(2)中，无机颜料或颜料前驱体和碎玻璃粉的质量比为(1～5)：1。

步骤(3)中，粘结剂为甲基纤维素。

甲基纤维素粉使用时，用去离子水完全溶解，按照液固比为4.5-5.5ml/100g的比例加入。

步骤(4)中，模具中碎玻璃粉与饰面用色料粉的体积比为4:1。

步骤(4)中，压型预制块的干燥温度为80-90℃。

步骤(5)中，300℃时保温20-30min，750～820℃保温烧结20-30min。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果和优点：

本发明的方法是在成型模具内充入含有适量粘结剂的普通碎玻璃粉，摊平，以此作为马赛克的主体；在此主体上铺上一薄层混有一定量碎玻璃粉的色料进行彩色饰面；然后压型、烧结，即可制得彩色饰面玻璃马赛克。本发明的技术方案具有以下优点：

一是特别节省色料，并大为降低色料带来的成本。由于马赛克主体碎玻璃不用着色，只在其表面进行一薄层彩色饰面，因而色料的使用量大为减少。而色料一般价格很贵，节省了大量色料，就意味着节约较多的原料成本，其降低彩色玻璃马赛克的造价是显而易见的；

二是可以进行色彩浓厚而鲜艳的颜色饰面，还可以灵活调节颜色深浅。由于只对马赛克进行颜色饰面，类似于彩色釉面玻璃，如果需要色彩浓厚鲜艳，只需要将色料浓度调制大一些而已。调制色料浓度的碎玻璃作用有二，其一，调制色料的碎玻璃与马赛克主体是同样的碎玻璃，因而烧结时能与马赛克主体融为一体，形成牢固结合。其二，调节色料的颜色深浅。可以通过碎玻璃的加入量来改变色料颜色的深浅，碎玻璃加入量多，冲淡了颜色，颜色自然就浅，反之碎玻璃加入量少，颜色就深；

三是马赛克主体对碎玻璃的种类没有任何限制，由此也节约了原料成本。由于本发明的马赛克主体不需要着色，上部彩色饰面完全将其遮挡，因此马赛克主体的碎玻璃就可以是任何碎玻璃。可以是平板玻璃，也可以是日用瓶罐玻璃、器皿玻璃等；可以是无色玻璃，也可以是着色玻璃；可以是玻璃厂自产碎玻璃，也可以是市面上外购的废玻璃。特别是废弃的废玻璃，不仅利用了废弃物垃圾，保护了环境，而且废玻璃几乎不要原料成本；

四是颜色调制非常方便。可以预先将各种颜色的色料与适量碎玻璃混合、备用，需要哪种颜色时，直接将其施加在马赛克主体上饰面即可。也可以根据需要将多种颜色色料混合在一起进行马赛克饰面，制备出多花色色斑玻璃马赛克，例如，在一块马赛克上同时出现红、绿、蓝花色斑饰面，等等；

五是本发明的部分色料可以不用事先制成成品色料，而是使用色料前驱体与碎玻璃混合，在马赛克烧结过程中自然产生颜色。这样大为减少了成品色料制备过程中所产生的成本。

附图说明

图1是“中国蓝”(BaCuSi₄O₁₀)颜料前驱体按照质量比前驱体粉/碎玻璃粉＝5:1的比例制成的色料进行马赛克饰面，在800℃烧结30min，所得马赛克样品饰面层的XRD测试结果；

图2是“中国紫”(BaCuSi₂O₆)颜料前驱体按照质量比前驱体粉/碎玻璃粉＝5:1的比例制成的色料进行马赛克饰面，在800℃烧结30min，所得马赛克样品饰面层的XRD测试结果。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明的一种彩色饰面玻璃马赛克的制备方法，具体步骤如下：

(1)制备不同颜色的颜料：以硝酸钡Ba(NO₃)₂、硝酸铜Cu(NO₃)₂·3H₂O和九水硅酸钠(Na₂SiO₃·9H₂O)为原料，按照(BaCuSi₄O₁₀)和(BaCuSi₂O₆)化学式的摩尔比，采用共沉淀-水热-烧结法分别制备“中国蓝”和“中国紫”颜料。同时，只采用共沉淀法制得“中国蓝”(BaCuSi₄O₁₀)和“中国紫”(BaCuSi₂O₆)颜料前驱体。以硝酸铬Cr(NO₃)₃、硝酸铜Cu(NO₃)₂·3H₂O和九水硅酸钠(Na₂SiO₃·9H₂O)为原料，按照n(Cr₂O₃)：n(CuO)：n(SiO₂)＝1:1:2的摩尔比，采用共沉淀-水热-烧结法制备铜铬绿颜料。以Fe₂O₃和CuO粉为原料，按照1:1的摩尔比，采用烧结法制备铜铁棕色颜料。

(2)将外购废玻璃用球磨机干法球磨，过80目筛，作为烧结法马赛克的碎玻璃。按照质量比(1～5)：1的比例分别称取不同颜色的颜料(或颜料前驱体)和碎玻璃，充分混合均匀，预先制成各种颜色和深浅不同的马赛克饰面用色料(需要哪种颜色时，直接将其施加在马赛克主体上饰面即可)。

(3)以甲基纤维素为粘结剂。将市售甲基纤维素粉用去离子水完全溶解，按照液固比4.5-5.5ml/100g的比例分别加入到碎玻璃粉和饰面用色料粉中均匀拌湿。

(4)在压型模具内充填约五分之四的拌湿碎玻璃粉，摊平，再在其上面铺上拌湿的色料粉，充满模具，随后用压型机压型成马赛克预制块。

(5)将压型预制块放入氧化铝陶瓷匣钵中，在80-90℃干燥箱中干燥后置于电热马弗炉中。先以5℃/min的速度缓慢升温到300℃，保温20-30min，随后快速升温到750～820℃保温烧结20-30min。烧结结束后随炉冷却到400℃以下取出，制得颜色鲜艳深浅不同的彩色饰面玻璃马赛克。

本发明采用以上方法自制的各种颜料和颜料前驱体制备彩色饰面玻璃马赛克，也将几种不同颜色颜料混合制成多花色斑饰面玻璃马赛克，以下给出具体的实施例。

实施例1

(1)以硝酸钡Ba(NO₃)₂、硝酸铜Cu(NO₃)₂·3H₂O和九水硅酸钠(Na₂SiO₃·9H₂O)为原料，按照(BaCuSi₄O₁₀)和(BaCuSi₂O₆)化学式的摩尔比，采用共沉淀-水热-烧结法分别制备“中国蓝”和“中国紫”颜料。

(2)将外购废玻璃用球磨机干法球磨，过80目筛，作为烧结法马赛克的碎玻璃。按照质量比3：1的比例分别称取颜料粉和碎玻璃粉，充分混合均匀，预先制成马赛克饰面用色料粉。

(3)以甲基纤维素为粘结剂。将市售甲基纤维素粉用去离子水完全溶解，按照液固比5ml/100g的比例分别加入到碎玻璃粉和饰面用色料粉中均匀拌湿。

(4)在压型模具内充填约五分之四的拌湿碎玻璃粉，摊平，再在其上面铺上拌湿的色料粉，充满模具，随后用压型机压型成马赛克预制块。

(5)将压型预制块放入氧化铝陶瓷匣钵中，在90℃干燥箱中干燥后置于电热马弗炉中。先以5℃/min的速度缓慢升温到300℃，保温30min，随后快速升温到800℃保温烧结30min。烧结结束后随炉冷却到400℃以下取出，制得颜色鲜艳的中国蓝和中国紫饰面玻璃马赛克。

实施例2

(1)以硝酸钡Ba(NO₃)₂、硝酸铜Cu(NO₃)₂·3H₂O和九水硅酸钠(Na₂SiO₃·9H₂O)为原料，按照(BaCuSi₄O₁₀)和(BaCuSi₂O₆)化学式的摩尔比，采用共沉淀法制得“中国蓝”(BaCuSi₄O₁₀)和“中国紫”(BaCuSi₂O₆)颜料前驱体。

(2)将外购废玻璃用球磨机干法球磨，过80目筛，作为烧结法马赛克的碎玻璃。按照质量比5：1的比例分别称取颜料前驱体粉和碎玻璃粉，充分混合均匀，预先制成马赛克饰面用色料粉。

(3)以甲基纤维素为粘结剂。将市售甲基纤维素粉用去离子水完全溶解，按照液固比5ml/100g的比例分别加入到碎玻璃粉和饰面用色料粉中均匀拌湿。

(4)在压型模具内充填约五分之四的拌湿碎玻璃粉，摊平，再在其上面铺上拌湿的色料粉，充满模具，随后用压型机压型成马赛克预制块。

(5)将压型预制块放入氧化铝陶瓷匣钵中，在90℃干燥箱中干燥后置于电热马弗炉中。先以5℃/min的速度缓慢升温到300℃，保温30min，随后快速升温到800℃保温烧结30min。烧结结束后随炉冷却到400℃以下取出，制得颜色鲜艳的中国蓝和中国紫饰面玻璃马赛克。

实施例3

(1)以硝酸铬Cr(NO₃)₃、硝酸铜Cu(NO₃)₂·3H₂O和九水硅酸钠(Na₂SiO₃·9H₂O)为原料，按照n(Cr₂O₃)：n(CuO)：n(SiO₂)＝1:1:2的摩尔比，采用共沉淀-水热-烧结法制备铜铬绿颜料。

(2)将外购废玻璃用球磨机干法球磨，过80目筛，作为烧结法马赛克的碎玻璃。按照质量比1：1的比例分别称取铜铬绿颜料粉和碎玻璃粉，充分混合均匀，预先制成铜铬绿马赛克饰面用色料。

(3)以甲基纤维素为粘结剂。将市售甲基纤维素粉用去离子水完全溶解，按照液固比4.5ml/100g的比例分别加入到碎玻璃粉和饰面用色料粉中均匀拌湿。

(4)在压型模具内充填约五分之四的拌湿碎玻璃粉，摊平，再在其上面铺上拌湿的色料粉，充满模具，随后用压型机压型成马赛克预制块。

(5)将压型预制块放入氧化铝陶瓷匣钵中，在80℃干燥箱中干燥后置于电热马弗炉中。先以5℃/min的速度缓慢升温到300℃，保温20min，随后快速升温到820℃保温烧结20min。烧结结束后随炉冷却到400℃以下取出，制得颜色鲜艳的铜铬绿饰面玻璃马赛克。

实施例4

(1)以Fe₂O₃和CuO粉为原料，按照1:1的摩尔比，采用烧结法制备铜铁棕色颜料。

(2)将外购废玻璃用球磨机干法球磨，过80目筛，作为烧结法马赛克的碎玻璃。按照质量比3：1的比例分别称取颜料(或颜料前驱体)和碎玻璃，充分混合均匀，预先制成铜铁棕色马赛克饰面用色料。

(3)以甲基纤维素为粘结剂。将市售甲基纤维素粉用去离子水完全溶解，按照液固比5.5ml/100g的比例分别加入到碎玻璃粉和饰面用色料粉中均匀拌湿。

(4)在压型模具内充填约五分之四的拌湿碎玻璃粉，摊平，再在其上面铺上拌湿的色料粉，充满模具，随后用压型机压型成马赛克预制块。

(5)将压型预制块放入氧化铝陶瓷匣钵中，在90℃干燥箱中干燥后置于电热马弗炉中。先以5℃/min的速度缓慢升温到300℃，保温25min，随后快速升温到750℃保温烧结30min。烧结结束后随炉冷却到400℃以下取出，制得颜色鲜艳的铜铁棕色饰面玻璃马赛克。

实施例5

(1)按照质量比1:1:1的比例分别称取“中国蓝”颜料、铜铬绿颜料和铜铁棕色颜料，混合，得到蓝绿棕三种混合色颜料。

(2)将外购废玻璃用球磨机干法球磨，过80目筛，作为烧结法马赛克的碎玻璃。按照质量比2：1的比例分别称取混合色颜料粉和碎玻璃粉，充分混合均匀，预先制成混合色马赛克饰面用色料。

(3)以甲基纤维素为粘结剂。将市售甲基纤维素粉用去离子水完全溶解，按照液固比5ml/100g的比例分别加入到碎玻璃粉和饰面用色料粉中均匀拌湿。

(4)在压型模具内充填约五分之四的拌湿碎玻璃粉，摊平，再在其上面铺上拌湿的色料粉，充满模具，随后用压型机压型成马赛克预制块。

(5)将压型预制块放入氧化铝陶瓷匣钵中，在90℃干燥箱中干燥后置于电热马弗炉中。先以5℃/min的速度缓慢升温到300℃，保温30min，随后快速升温到800℃保温烧结30min。烧结结束后随炉冷却到400℃以下取出，制得颜色鲜艳的蓝绿棕色斑饰面玻璃马赛克。

为了验证以上技术方案的有效性，本发明进行了以下测试分析验证：

XRD测试分析：

实验分别将“中国蓝”(BaCuSi₄O₁₀)和“中国紫”(BaCuSi₂O₆)颜料前驱体按照质量比前驱体粉/碎玻璃粉＝5:1的比例制成的色料进行马赛克饰面，在800℃烧结30min，将所得马赛克(见实施例2)的彩色饰面层进行XRD测定，所得结果分别见图1和图2。图1和图2分别显示出中国蓝和中国紫的特征衍射峰，可以充分证明，只用颜料前驱体按照上述工艺技术路线就可制备色彩鲜艳的彩色饰面玻璃马赛克。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种彩色饰面玻璃马赛克的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)准备不同颜色的无机颜料或颜料前驱体；将玻璃干法球磨，过筛，得到碎玻璃粉；

(2)称取不同比例不同颜色的无机颜料或颜料前驱体和碎玻璃粉，充分混合均匀，预先制成各种颜色和深浅不同的马赛克饰面用色料粉；

(3)将粘结剂分别加入到碎玻璃粉和至少一种颜色的饰面用色料粉中均匀拌湿；

(4)将拌湿的碎玻璃粉充填在压型模具内，摊平，再在其上面铺上拌湿的饰面用色料粉，充满模具，随后用压型机压型成马赛克预制块；

(5)将马赛克预制块干燥后置于电热马弗炉中，先以5℃/min的速度缓慢升温到300℃，并初步保温，随后快速升温到750～820℃保温烧结；烧结结束后随炉冷却到400℃以下取出，制得彩色饰面玻璃马赛克。

2.根据权利要求1所述的彩色饰面玻璃马赛克的制备方法，其特征在于，步骤(1)中的无机颜料为中国蓝颜料、中国紫颜料、铜铬绿颜料或铜铁棕色颜料；颜料前驱体为中国蓝或中国紫颜料前驱体。

3.根据权利要求2所述的彩色饰面玻璃马赛克的制备方法，其特征在于，无机颜料或颜料前驱体的制备方法如下：

以硝酸钡、硝酸铜和九水硅酸钠为原料，按照BaCuSi₄O₁₀和BaCuSi₂O₆化学式的摩尔比，采用共沉淀法制得中国蓝和中国紫颜料前驱体，采用共沉淀-水热-烧结法分别制备中国蓝和中国紫颜料；

以硝酸铬、硝酸铜和九水硅酸钠为原料，按照n(Cr₂O₃)：n(CuO)：n(SiO₂)＝1:1:2的摩尔比，采用共沉淀-水热-烧结法制备铜铬绿颜料；

以Fe₂O₃和CuO粉为原料，按照1:1的摩尔比，采用烧结法制备铜铁棕色颜料。

4.根据权利要求1所述的彩色饰面玻璃马赛克的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，玻璃用球磨机干法球磨，过80目筛。

5.根据权利要求1所述的彩色饰面玻璃马赛克的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，无机颜料或颜料前驱体和碎玻璃粉的质量比为(1～5)：1。

6.根据权利要求1所述的彩色饰面玻璃马赛克的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，粘结剂为甲基纤维素。

7.根据权利要求6所述的彩色饰面玻璃马赛克的制备方法，其特征在于，甲基纤维素粉使用时，用去离子水完全溶解，按照液固比为4.5-5.5ml/100g的比例加入。

8.根据权利要求1所述的彩色饰面玻璃马赛克的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，模具中碎玻璃粉与饰面用色料粉的体积比为4:1。

9.根据权利要求1所述的彩色饰面玻璃马赛克的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，压型预制块的干燥温度为80-90℃。

10.根据权利要求1所述的彩色饰面玻璃马赛克的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，300℃时保温20-30min，750～820℃保温烧结20-30min。