CN1854102A - 一种颜料用于混凝土制品的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种颜料用于混凝土制品的方法，其特征是提供混凝土制品制作的水灰比，防止颜料的褪色和混凝土制品的泛碱现象。本发明又涉及一组合物，含平均粒度小于80μm氧化铁颜料粉末和占颜料重0.5－5％水可分散或水溶性含木质素化合物构成物理混合物，每1份颜料含不到2份火山灰。本发明涉及一制造彩色混凝土制品方法，a)制备一浆体，含平均粒度小于80μm氧化铁颜料粉末和占颜料重0.5－ 5％水可分散或水溶性含木质素化合物，至少一部分为制造彩色混疑土制品所需的水，每1份颜料含不到2份火山灰。b)将浆体与集料、水泥和剩余水(如有)混合，形成彩色混凝土制品。

Description

一种颜料用于混凝土制品的方法

本发明涉及一种颜料用于混凝土制品的方法，特别是提供混凝土制品制作的水灰比，且防止颜料的褪色和混凝土制品的泛碱现象的混凝土的制作制作方法。

当混凝土要具有彩色面层时，用水泥粘结的建筑材料，例如混凝土、灰浆、砖、混凝土砌块、路面板和屋面瓦等，一般是用无机颜料着色，优选使用氧化铁。氧化铁颜料有各种颜色可供采用，例如红、黑、褐和黄色。使用这些颜料的混合物，有可能得到很多种色调。

颜料，通常以粉末形式用来使混凝土制品着色。粉末形式具有容易分散的优点。颜料粉末在最多几分钟的短时间内均匀分布在混凝土混合物中。这些彩色混凝土制品的一个缺点是，在建材工业通常采用的短的混合时间内，颜料的彩色强度不能充分发展。因此，无须使用大量的颜料使混凝土制品达到指定的彩色强度。

因此，本发明的目的之一是改进彩色混凝土制品的彩色强度而又不影响这些制品的使用性能。

这一目的可以根据本发明采用下述的氧化铁与水溶性木质素磺酸盐的混合物作为着色剂来实现。

美国专利4,946,505公开了使用各种粘合剂(包括木质素磺酸。盐)作为将氧化铁粉粘结成较大的氧化铁颗粒的成粒剂。但是，该文献末提到木质素磺酸盐对所形成的混凝土制品有任何颜色的增强作用。

已知木质素磺酸盐还是制造彩色混凝土的分散剂。但是，在使用粉末状的氧化铁颜料时，一般不需要使用这种分散剂。

美国专利3,068,109介绍了使用氧化铁颜料、火山灰和任意力口入的分散剂(例如木质素磺酸钠)的掺混物来增强彩色混凝土制品的颜色。该文献中提到，火山灰与无机颜料的比例至少必须为5∶1才能提高彩色强度。若火山灰的数量少于此值，则制品的颜色不均匀，而且需要用更多的颜料才能达到同样的彩色强度。

本发明涉及一种组合物，其中合有由平均粒度小于80μm的氧化铁颜料粉末和占该颜料重量0.5-5％的一种水可分散或水溶性的多元醇类物质构成的物理混合物，该组合物中每1份颜料合有不到2份的火山灰。

本发明还涉及用以下步骤制造彩色混凝土制品的方法：

a)制备一个浆体，其中合有平均粒径小于80μm的氧化铁颜料粉末、占颜料重量0.5-5％的一种水可分散或水溶性的多元醇类物质干口至少一部分为形成彩色混凝土制品所必需的水，该浆体中每1份颜料合有不到2份的火山灰，

b)将所形成的浆体与集料、水泥及其余的水(如果有的话)混合，形成彩色混凝土制品。

根据本发明，“物理混合”一词意味着颜料粉末是与彩色增强添加剂相掺混，而不是象美国专利4,946,505中所介绍的使用彩色增强添力口剂作为造粒剂将颜料粉末粘结成颗粒。适合用于本发明的颜料粉末是氧化铁颜料，它有各种颜色可供采用，例如褐色、黄色，红色和黑色。本发明特别优选的是红色氧化铁颜料，它具有最大的颜色增强作用。这些颜料的平均粒度小于80μm，优选小于20μm，最好是小于15μm。

根据本发明，颜料粉末是与水可分散或水溶性的多元醇类物质组合使用。除了是丙二醇或丁二醇以外，水可分散或水溶性的多元醇类物质还包括丙二醇或丁二醇和其中还包含游离酸基(优选磺酸盐)的多元醇类物质。虽然这些化合物不是水可分散的或水溶性的，但是它们可以与已知的乳化剂掺混以增加其亲水性，从而使它们能在水中分散或溶解。适用的还有未磺化的木质素的水溶性盐，其中该盐由下述的阳离子中和木质素中合有的羧基或酚基形成。

为了根据本发明获得颜色强度改进，磺化木质素水溶性盐的用量应为颜料粉末重量的0.5％至5％，优选12至3％。

与美国专利3,068,109的说法不同，本发明组合物只要是颜料与本发明彩色增强剂相掺混，就不需要用火山灰来提高颜料的彩色强度。本发明的组合物每1份颜料合有不到2份火山灰，优选少于1份火山灰。最好是，本发明的组合物不合火山灰。

颜料和彩色增强添加剂可以通过在加水之前与干的集料或水泥相掺混的方式加到混凝土制品中。但是最好是形成合有颜料粉末和彩色增强剂的浆体，再将所形成的桨体与集料、水泥和任何剩余的水份混合以形成彩色混凝土制品。如果不是将颜料粉末和彩色增强添加剂与集料和混凝土于混而是先形成浆体，则制得的混凝土制品的彩色强度增强。

与颜料粉末和彩色增强添加剂掺混以形成浆体的水量并不严格，其数量范围可以从要用来制备混凝土制品的全部水到足以形成固体含量少于80％重量、优选少于652重量的浆体的水量。足以形成浆体的最低水量取决于颜料的颜色，例如，制备合黄色或黑色氧化铁颜料的浆体比制备合红色氧化铁颜料的浆体需要更多的水。通常使用用来制备混凝土制品的总水量的5-40％就足以形成浆体。

采用成浆法来制造彩色混凝土在使用自动计量装置加入制备混凝土所需的各组分的混凝土制造设备中尤其有用。因为颜料粉末粒度很细和有形成聚集体及团块的倾向，所以很难计量颜料粉末，将粉末转化成浆体对于使用自动计量装置有利。因此，为了在这些设备中使用本发明，只需要另外再将彩色增强添加剂加到合颜料的粉末的浆体中。

下列实施例进一步说明了本发明，但并非是对本发明的限制，除非另外指明，其中的所有份数和百分数均指重量。

实施例1

一般制造步骤

用50份氧化铁、1份彩色增强剂和49份水制备浆体。颜料是红色氧化铁颜料(Bayferrox红110，Milles公司)、黄色氧化铁颜料(Bayferrox黄420，Hiles公司)或黑色氧化铁颜料(Bayferrox黑330，Miles公司)。颜料和彩色增强剂的类型列在表中。

混凝土由30份白色普通硅酸盐水泥、90份白色石英砂、1.8克上述浆体和10.52份水制成。将混合物压制成2英寸X4英寸的试样，固化并干燥。然后用反射光度计以45/0测定角测定混凝土的彩色强度。在实施例和对照实施例中得到的各混凝土表面沿整个横向作三次测定，然后平均。为计算着色力(彩色强度)，使用以下参数：CIE标准光源C，1964CIE辅助标准观测仪(10观测)，包括镜面元件。

对照实施例得到的结果证实，颜料分散剂一般不适合作为彩色增强添加剂。因此，只有本发明的多元醇类物质显著地增强颜色这一事实，一定是令人惊奇和出乎意料的。

实施例2(对照)

为证实在使用本发明的成浆法时获得的改进，用97.5份红色氧化铁颜料和2.5份Reax85A分散剂配制成均匀掺混物。然后用30份白色普通硅酸盐水泥、90份白色石英砂、0.9克均匀掺混物和u.4份水制成混凝土。将混凝土压制成2英寸X4英寸的试样，固化并干燥按照上述测定出彩色强度为107.85。

实施例3(对照)

重复实施例2，不同之处在于在制备混凝土时先加氧化铁颜料，随后加入分散剂。按上述测得的彩色强度值为105.68。

实施例2和3中得到的彩色强度值比用本发明的成浆法加入Reax85A时得到的彩色强度(即表中列出的124.76)低得多。彩色强度的差别显示了用成浆法制备彩色混凝土制品时可以得到的改进。

Claims (11)

1.一种组合物，其中合有平均粒径小于80μm的氧化铁颜料粉末和占颜料重量0.5-5％的水可分散或水溶性的合木质素化合物的物理混合物，该组合物中每1份颜料合不到2份的火山灰。

2.权利要求1的组合物，其中的氧化铁粉末合一种红色的氧化铁粉末。

3.权利要求1的组合物，其中水可分散的或水溶性的合木质素化合物是磺化木质素的水溶性盐。

4.权利要求2的组合物，其中水可分散的或水溶性的多元醇类物质是丙二醇或丁二醇水溶性盐。

5.权利要求3的组合物，其中磺化木质素的水溶性盐是钠盐。

6.权利要求4的组合物，其中磺化木质素的水溶性盐是钠盐。

7.一种制备彩色混凝土制品的方法，其中包括：

a)制备一个浆体，其中合有平均粒度小于80μm的氧化铁颜料粉末和占颜料重量0.5-5％的水可分散或水溶性的多元醇类物质，以及至少一部分为制成彩色混凝土制品所需的水，该浆体中每1份颜料含不到2份火山灰，

b)将所形成的浆体与集料、水泥和剩余的水(如果有的话)混合，形成彩色混凝土制品。

8.权利要求7的方法，其中氧化铁颜料粉末合有一种红色氧化铁颜料粉末。

9.权利要求7的方法，其中多元醇类物质的水溶性盐是钠盐。

10.权利要求7的方法，其中水可分散或水溶性的多元醇类物质丙二醇或丁二醇。

11.权利要求8的方法，其中水可分散或水溶性多元醇类物质是丙二醇或丁二醇。