CN107892587A - 一种混凝土离子着色剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种混凝土离子着色剂及其应用，包括金属无机盐、溶剂、渗透剂、稀释剂和氧化剂；混凝土离子着色剂与混凝土物质发生化学反应，生成无机的显色物质，形成性质稳定的彩色混凝土整体结构，耐水耐晒，抗老化，不褪色，色调稳定，色彩自然；其中较为常为使用的颜色的有土黄、棕红、天蓝、咖啡、豆绿、棕黄、艳绿、棕褐和黑褐。
Description
技术领域
本发明涉及一种混凝土着色剂，特别涉及一种混凝土离子着色剂及其应用。
背景技术
胶接建筑材料，如混凝土等在全世界大量使用；通过改变胶接预混物所用成分的比例，可获得许多类型的混凝土，由于这类胶接混凝土具有快速硬化并凝固的特性，使得其在较短的时间内即可凝固成为有一定硬度且可在上方行走的材料，在此过程中通常期望引入颜色改进建筑材料的美学效果。
目前已知的混凝土染色方法主要包括以下三种：
1.用含有金属盐的酸性溶液洗涤表面，并在颜色形成之后，添加中和剂后再添加透明保护性聚合物封闭涂层；
2.用酸性溶液洗涤，在酸性溶液的腐蚀作用下，使铺设后的混凝土表面粗糙，再用染色剂或油漆为表面着色，最后在上表面涂覆透明涂层用以保护；
3.腐蚀或研磨表面后，在其表面涂覆胶类物质形成胶接层，用含有金属盐的酸性溶液染色胶接层。
但是以上几种方法中均需要用到带有较强腐蚀性的酸性溶液，因而这些染色剂以及施工都是较为危险的。
在之后的发展历程中，又先后出现了若干种用于给混凝土染色的方法，如通过向水合预混物中添加无机颜料如氧化铁等，无机颜料制剂与少量机油或植物油混合，压缩形成粒径为0.2-2mm的材料用于混凝土着色。
如申请公布号为“CN107108354A”的中国专利所公开的一种混凝土着色剂，此着色剂是一种可流动的喷雾型微粒制剂，主要包括聚羧酸、羟基化胺、聚乙二醇和若干种无机颜料。
近些年来，随着人们生活节奏的加快以及工艺流程的自动化进程加快，这类施工简单且易于操作的材料大量涌现，因而在此我们提供一种使用简单且健康无害的混凝土着色剂。
发明内容
本发明的目的是提供一种混凝土离子着色剂，其对室内外铺设的混凝土地坪有较好的着色度。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种混凝土离子着色剂，包括金属无机盐、溶剂、渗透剂、稀释剂和氧化剂。
作为优选，所述金属无机盐为含有金属离子的硫酸盐、盐酸盐、磷酸盐、硝酸盐中的一种或任意几种；所述溶剂采用无水乙醇、甲醇、丙醇、丙酮、丁酮、四氢呋喃中的一种或任意几种；所述渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚；所述氧化剂为过氧化氢、高锰酸钾、次氯酸中的一种或任意几种；所述稀释剂为水。
作为优选，以下组份按重量计：
金属无机盐 3-35份
溶剂 5-30份
渗透剂 1-10份
氧化剂 5-20份
稀释剂 10-60份。
作为优选，还包括以下组份，组份按重量计：
胶黏剂 1-10份
分散剂 1-10份
稳定剂 1-10份。
作为优选，还包括以下组份，以下组份按重量计：
润湿剂 5-10份
消泡剂 5-10份。
作为优选，所述润湿剂采用聚醚硅氧烷、十二烷基硫酸钠、二烷基丁二酸酯磺酸钠中的一种或任意几种；所述消泡剂采用矿物油消泡剂、有机硅消泡剂中的一种或任意几种。
作为优选，以下组份按重量计：
金属无机盐 3-35份
溶剂 10-30份
渗透剂 1-5份
润湿剂 5-10份
消泡剂 5-10份
氧化剂 10-20份
稀释剂 10-60份。
作为优选，以下组份按重量计：
金属无机盐 20-30份
溶剂 10-30份
渗透剂 1-5份
胶黏剂 4-7份
分散剂 4-7份
稳定剂 4-7份
氧化剂 10-20份
稀释剂 10-60份。
本发明的目的是提供一种混凝土离子着色剂，其对室内外铺设的混凝土地坪有较好的着色度。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种上述的混凝土离子着色剂在混凝土高效染色中的应用。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
（1）混凝土离子着色剂与混凝土物质发生化学反应，生成无机的显色物质，形成性质稳定的彩色混凝土整体结构，耐水耐晒，抗老化，不褪色，色调稳定，色彩自然；其中较为常使用的颜色有土黄、棕红、天蓝、咖啡、豆绿、棕黄、艳绿、棕褐和黑褐；
（2）目前市面上常见的混凝土着色剂主要分为两类，一类是渗透型着色剂，喷洒在混凝土表面的混凝土渗透着色剂向下渗入进混凝土2-3mm从而完成混凝土的着色；另一类是混凝土离子着色剂，是通过混凝土离子着色剂中的物质与混凝土发生反应从而完成混凝土的着色，这一种着色方式相比于渗透着色更加稳定，色彩不容易脱落；
（3）在这种混凝土离子着色剂中，溶剂用于溶解其他物质，由于其他物质大多是有机物质，因而此处溶剂为有机溶剂，可采用价格低廉，且无毒无害的有机液体作为溶剂，如四氢呋喃（HTF）和丙醇、乙醇等，绝大多数的有机物质均可溶解在其中，同样的这些溶剂又可与水以任意比例互溶，因而将稀释剂混入其中时可减少着色剂的浓度，增大着色剂的流动性，增大着色的均匀度；双氧水作为一种较强的氧化剂，且能对混凝土有一定的腐蚀作用，双氧水的水溶液呈现酸性，Ka约等于2.4×10-12，而混凝土的内部环境为碱性，因而双氧水可破坏混凝土表面的碱性环境；混凝土内部因有氢氧化钙的存在而显碱性，氢氧化钙可与双氧水发生反应，因此这种混凝土离子着色剂在氧化剂（双氧水）的作用下与混凝土地面更好得结合，从而避免脱色掉色等现象的发生；
（4）金属无机盐在水溶液中会水解成金属离子和无机盐离子，金属离子带正电，而双氧水在水溶液中呈酸性，在电离出一部分带正电的酸性离子的同时还可提供多余的电子，因而能与金属离子发生络合反应；因此，混凝土离子着色剂在氧化剂即双氧水的作用下与混凝土表面很好的融合，与此同时络合在双氧水上的金属离子伴随双氧水一起融合在混凝土表面，从而形成性质稳定的彩色混凝土整体结构；
（5）润湿剂能使混凝土着色剂更好的着色，通过降低物体的表面张力、界面张力，使着色剂能更好的在固定物料表面上展开并透入进物料表面，将物料表面润湿，避免着色浮于表面且容易脱落；
（6）这种混凝土离子着色剂在搅拌及喷洒的过程中，可能会造成若干小气泡悬浮在液面以上，消泡剂可减少在搅拌过程中生成的小气泡；乳化剂是能够改善液体汇总各构成相之间的表面张力，使之形成均匀稳定的分散体系，有助于着色后的混凝土形成性质稳定的彩色混凝土整体结构。
具体实施方式
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
实施例1：
一种混凝土离子着色剂，主要包括金属无机盐、溶剂、渗透剂、稀释剂和氧化剂。其中金属无机盐可采用金属离子的硫酸盐、盐酸盐、磷酸盐、硝酸盐，本实施例中采用含有金属离子的硫酸盐；溶剂为无水乙醇、甲醇、丙醇、丙酮、丁酮、四氢呋喃，本实施例中采用四氢呋喃；渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚；所述氧化剂为过氧化氢、高锰酸钾、次氯酸，本实施例中采用过氧化氢；稀释剂为水。
取用干净容器，向其中加入5份溶剂和10份稀释剂，使两者互相溶解均匀分散之后，向其中加入3份金属无机盐，搅拌均匀；之后将1份渗透剂和5份氧化剂混合后缓慢倒入容器中并均匀混合。
实施例2：
一种混凝土离子着色剂，主要包括金属无机盐、溶剂、渗透剂、稀释剂和氧化剂。其中金属无机盐可采用金属离子的硫酸盐、盐酸盐、磷酸盐、硝酸盐，本实施例中采用含有金属离子的硫酸盐；溶剂为无水乙醇、甲醇、丙醇、丙酮、丁酮、四氢呋喃，本实施例中采用丙醇；渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚；所述氧化剂为过氧化氢、高锰酸钾、次氯酸，本实施例中采用高锰酸钾；稀释剂为水。
取用干净容器，向其中加入30份溶剂和60份稀释剂，使两者互相溶解均匀分散之后，向其中加入35份金属无机盐，搅拌均匀；之后将10份渗透剂和20份氧化剂混合后缓慢倒入容器中并均匀混合。
实施例3：
一种混凝土离子着色剂，主要包括金属无机盐、溶剂、渗透剂、稀释剂和氧化剂。其中金属无机盐可采用金属离子的硫酸盐、盐酸盐、磷酸盐、硝酸盐，本实施例中采用含有金属离子的硫酸盐；溶剂为无水乙醇、甲醇、丙醇、丙酮、丁酮、四氢呋喃，本实施例中采用四氢呋喃；渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚；所述氧化剂为过氧化氢、高锰酸钾、次氯酸，本实施例中采用过氧化氢；稀释剂为水。
取用干净容器，向其中加入20份溶剂和40份稀释剂，使两者互相溶解均匀分散之后，向其中加入15份金属无机盐，搅拌均匀；之后将6份渗透剂和12份氧化剂混合后缓慢倒入容器中并均匀混合。
实施例4：
一种混凝土离子着色剂，主要包括金属无机盐、溶剂、渗透剂、稀释剂和氧化剂。其中金属无机盐可采用金属离子的硫酸盐、盐酸盐、磷酸盐、硝酸盐，本实施例中采用含有金属离子的硫酸盐；溶剂为无水乙醇、甲醇、丙醇、丙酮、丁酮、四氢呋喃，本实施例中采用四氢呋喃；渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚；所述氧化剂为过氧化氢、高锰酸钾、次氯酸，本实施例中采用过氧化氢；稀释剂为水；还包括胶黏剂。分散剂和稳定剂，胶黏剂可采用阿拉伯树胶、聚酰胺、醇酸树脂，分散剂可采用聚乙烯吡络烷酮、乙酸乙酯、十六烷基三甲基溴化铵，稳定剂可采用环氧树脂。
取用干净容器，向其中加入5份溶剂和10份稀释剂，使两者互相溶解均匀分散之后，向其中加入25份金属无机盐，搅拌均匀；之后将1份渗透剂和5份氧化剂混合后缓慢倒入容器中并均匀混合，再向其中加入1份胶黏剂、1份分散剂和1份稳定剂。
实施例5：
一种混凝土离子着色剂，主要包括金属无机盐、溶剂、渗透剂、稀释剂和氧化剂。其中金属无机盐可采用金属离子的硫酸盐、盐酸盐、磷酸盐、硝酸盐，本实施例中采用含有金属离子的硫酸盐；溶剂为无水乙醇、甲醇、丙醇、丙酮、丁酮、四氢呋喃，本实施例中采用四氢呋喃；渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚；所述氧化剂为过氧化氢、高锰酸钾、次氯酸，本实施例中采用过氧化氢；稀释剂为水；还包括胶黏剂。分散剂和稳定剂，胶黏剂可采用阿拉伯树胶、聚酰胺、醇酸树脂，分散剂可采用聚乙烯吡络烷酮、乙酸乙酯、十六烷基三甲基溴化铵，稳定剂可采用环氧树脂。
取用干净容器，向其中加入30份溶剂和60份稀释剂，使两者互相溶解均匀分散之后，向其中加入35份金属无机盐，搅拌均匀；之后将10份渗透剂和20份氧化剂混合后缓慢倒入容器中并均匀混合，再向其中加入10份胶黏剂、10份分散剂和10份稳定剂。
实施例6：
一种混凝土离子着色剂，主要包括金属无机盐、溶剂、渗透剂、稀释剂和氧化剂。其中金属无机盐可采用金属离子的硫酸盐、盐酸盐、磷酸盐、硝酸盐，本实施例中采用含有金属离子的硫酸盐；溶剂为无水乙醇、甲醇、丙醇、丙酮、丁酮、四氢呋喃，本实施例中采用四氢呋喃；渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚；所述氧化剂为过氧化氢、高锰酸钾、次氯酸，本实施例中采用过氧化氢；稀释剂为水；还包括胶黏剂。分散剂和稳定剂，胶黏剂可采用阿拉伯树胶、聚酰胺、醇酸树脂，分散剂可采用聚乙烯吡络烷酮、乙酸乙酯、十六烷基三甲基溴化铵，稳定剂可采用环氧树脂。
取用干净容器，向其中加入20份溶剂和35份稀释剂，使两者互相溶解均匀分散之后，向其中加入25份金属无机盐，搅拌均匀；之后将6份渗透剂和11份氧化剂混合后缓慢倒入容器中并均匀混合，再向其中加入6份胶黏剂、6份分散剂和6份稳定剂。
实施例7：
一种混凝土离子着色剂，主要包括金属无机盐、溶剂、渗透剂、稀释剂和氧化剂。其中金属无机盐可采用金属离子的硫酸盐、盐酸盐、磷酸盐、硝酸盐，本实施例中采用含有金属离子的硫酸盐；溶剂为无水乙醇、甲醇、丙醇、丙酮、丁酮、四氢呋喃，本实施例中采用四氢呋喃；渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚；所述氧化剂为过氧化氢、高锰酸钾、次氯酸，本实施例中采用过氧化氢；稀释剂为水；还包括润湿剂和消泡剂，其中润湿剂可采用聚醚硅氧烷、十二烷基硫酸钠、二烷基丁二酸酯磺酸钠，消泡剂采用矿物油消泡剂、有机硅消泡剂，本实施例中润湿剂采用聚醚硅氧烷，消泡剂采用矿物油消泡剂。
取用干净容器，向其中加入5份溶剂和10份稀释剂，使两者互相溶解均匀分散之后，向其中加入15份金属无机盐，搅拌均匀；之后将1份渗透剂和5份氧化剂混合后缓慢倒入容器中并均匀混合，再向其中加入5份润湿剂和5份消泡剂。
实施例8：
一种混凝土离子着色剂，主要包括金属无机盐、溶剂、渗透剂、稀释剂和氧化剂。其中金属无机盐可采用金属离子的硫酸盐、盐酸盐、磷酸盐、硝酸盐，本实施例中采用含有金属离子的硫酸盐；溶剂为无水乙醇、甲醇、丙醇、丙酮、丁酮、四氢呋喃，本实施例中采用四氢呋喃；渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚；所述氧化剂为过氧化氢、高锰酸钾、次氯酸，本实施例中采用过氧化氢；稀释剂为水；还包括胶黏剂。分散剂和稳定剂，胶黏剂可采用阿拉伯树胶、聚酰胺、醇酸树脂，分散剂可采用聚乙烯吡络烷酮、乙酸乙酯、十六烷基三甲基溴化铵，稳定剂可采用环氧树脂。
取用干净容器，向其中加入30份溶剂和60份稀释剂，使两者互相溶解均匀分散之后，向其中加入35份金属无机盐，搅拌均匀；之后将10份渗透剂和20份氧化剂混合后缓慢倒入容器中并均匀混合，再向其中加入5份润湿剂和5份消泡剂。
实施例9：
一种混凝土离子着色剂，主要包括金属无机盐、溶剂、渗透剂、稀释剂和氧化剂。其中金属无机盐可采用金属离子的硫酸盐、盐酸盐、磷酸盐、硝酸盐，本实施例中采用含有金属离子的硫酸盐；溶剂为无水乙醇、甲醇、丙醇、丙酮、丁酮、四氢呋喃，本实施例中采用四氢呋喃；渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚；所述氧化剂为过氧化氢、高锰酸钾、次氯酸，本实施例中采用过氧化氢；稀释剂为水；还包括胶黏剂。分散剂和稳定剂，胶黏剂可采用阿拉伯树胶、聚酰胺、醇酸树脂，分散剂可采用聚乙烯吡络烷酮、乙酸乙酯、十六烷基三甲基溴化铵，稳定剂可采用环氧树脂。
取用干净容器，向其中加入20份溶剂和350份稀释剂，使两者互相溶解均匀分散之后，向其中加入20份金属无机盐，搅拌均匀；之后将3份渗透剂和15份氧化剂混合后缓慢倒入容器中并均匀混合，再向其中加入8份润湿剂和8份消泡剂。
实施例1-实施例9中混凝土离子着色剂喷洒至混凝土表面，并将由同样材质的未着色混凝土块作为对比例测量喷洒着色7天、14天、28天以及60天后的混凝土抗压强度（单位：MPa），并将其记录在表1：
| 抗压强度（7天） | 抗压强度（14天） | 抗压强度（28天） | 抗压强度（60天） | |
| 实施例1 | 39.7 | 49.6 | 51.3 | 52.6 |
| 实施例2 | 39.1 | 49.7 | 51.1 | 52.9 |
| 实施例3 | 39.9 | 49.8 | 51.5 | 52.5 |
| 实施例4 | 39.2 | 49.2 | 51.4 | 52.4 |
| 实施例5 | 39.7 | 49.1 | 51.2 | 52.7 |
| 实施例6 | 39.8 | 50.0 | 51.8 | 52.2 |
| 实施例7 | 39.6 | 49.3 | 51.0 | 52.8 |
| 实施例8 | 40.0 | 49.9 | 51.9 | 52.6 |
| 实施例9 | 39.5 | 49.4 | 51.7 | 52.1 |
| 对比例 | 39.0 | 49.5 | 52.0 | 52.2 |
根据上表可得结论：喷涂这种混凝土离子着色剂对混凝土的结构强度没有影响。
测量混凝土离子着色剂向混凝土中下渗的深度，并记录在表2，肉眼观察着色后的混凝土在90天、120天以及150天之后的着色均匀度以及脱色程度同样记录在表2：
| 下渗深度（mm） | 90天 | 120天 | 150天 | |
| 实施例1 | 1.31 | 着色均匀且无脱色现象 | 着色均匀且无脱色现象 | 着色均匀且无脱色现象 |
| 实施例2 | 1.30 | 着色均匀且无脱色现象 | 着色均匀且无脱色现象 | 着色均匀且无脱色现象 |
| 实施例3 | 1.28 | 着色均匀且无脱色现象 | 着色均匀且无脱色现象 | 着色均匀且无脱色现象 |
| 实施例4 | 1.29 | 着色均匀且无脱色现象 | 着色均匀且无脱色现象 | 着色均匀且无脱色现象 |
| 实施例5 | 1.34 | 着色均匀且无脱色现象 | 着色均匀且无脱色现象 | 着色均匀且无脱色现象 |
| 实施例6 | 1.26 | 着色均匀且无脱色现象 | 着色均匀且无脱色现象 | 着色均匀且无脱色现象 |
| 实施例7 | 1.35 | 着色均匀且无脱色现象 | 着色均匀且无脱色现象 | 着色均匀且无脱色现象 |
| 实施例8 | 1.33 | 着色均匀且无脱色现象 | 着色均匀且无脱色现象 | 着色均匀且无脱色现象 |
| 实施例9 | 1.32 | 着色均匀且无脱色现象 | 着色均匀且无脱色现象 | 着色均匀且无脱色现象 |
Claims (9)
1.一种混凝土离子着色剂，其特征在于：包括金属无机盐、溶剂、渗透剂、稀释剂和氧化剂。
2.根据权利要求1所述的一种混凝土离子着色剂，其特征在于：所述金属无机盐为含有金属离子的硫酸盐、盐酸盐、磷酸盐、硝酸盐中的一种或任意几种；所述溶剂采用无水乙醇、甲醇、丙醇、丙酮、丁酮、四氢呋喃中的一种或任意几种；所述渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚；所述氧化剂为过氧化氢、高锰酸钾、次氯酸中的一种或任意几种；所述稀释剂为水。
3.根据权利要求1所述的一种混凝土离子着色剂，其特征在于，以下组份按重量计：
金属无机盐 3-35份
溶剂 5-30份
渗透剂 1-10份
氧化剂 5-20份
稀释剂 10-60份。
4.根据权利要求3所述的一种混凝土离子着色剂，其特征在于，还包括以下组份，组份按重量计：
胶黏剂 1-10份
分散剂 1-10份
稳定剂 1-10份。
5.根据权利要求1所述的一种混凝土离子着色剂，其特征在于，还包括以下组份，以下组份按重量计：
润湿剂 5-10份
消泡剂 5-10份。
6.根据权利要求5所述的一种混凝土离子着色剂，其特征在于：所述润湿剂采用聚醚硅氧烷、十二烷基硫酸钠、二烷基丁二酸酯磺酸钠中的一种或任意几种；所述消泡剂采用矿物油消泡剂、有机硅消泡剂中的一种或任意几种。
7.根据权利要求6所述的一种混凝土离子着色剂，其特征在于，以下组份按重量计：
金属无机盐 20-30份
溶剂 10-30份
渗透剂 1-5份
润湿剂 5-10份
消泡剂 5-10份
氧化剂 10-20份
稀释剂 10-60份。
8.根据权利要求4所述的一种混凝土离子着色剂，其特征在于，以下组份按重量计：
金属无机盐 20-30份
溶剂 10-30份
渗透剂 1-5份
胶黏剂 4-7份
分散剂 4-7份
稳定剂 4-7份
氧化剂 10-20份
稀释剂 10-60份。
9.一种权利要求1-8中任意一项所述的混凝土离子着色剂在室内外混凝土地坪及混凝土制品中的着色处理。
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| JPH07247187A (ja) * | 1994-03-15 | 1995-09-26 | Ube Ind Ltd | 着色セメントコンクリ−ト製品の製造法 |
| JPH101378A (ja) * | 1996-06-11 | 1998-01-06 | Abc Trading Co Ltd | 無機系建材の着色方法 |
| WO1999018048A1 (de) * | 1997-10-07 | 1999-04-15 | Walter Kneidinger | Verfahren zur anfärbung und mineralischen imprägnierung von porösen oder rauhen oberflächen, insbesondere besonteilen, sowie verwendung einer behandlungsflüssigkeit zur durchführung dieses verfahrens |
-
2017
- 2017-12-15 CN CN201711350097.9A patent/CN107892587B/zh active Active
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|---|---|
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