WO2011150637A1

WO2011150637A1 - 一种彩色硅砂及其制备方法

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Publication number: WO2011150637A1
Application number: PCT/CN2010/079430
Authority: WO
Inventors: 秦升益; 王振邦; 胡文星
Original assignee: 北京仁创科技集团有限公司
Priority date: 2010-05-31
Filing date: 2010-12-03
Publication date: 2011-12-08

Description

一种彩色硅砂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种彩色硅砂及其制备方法。背景技术

硅砂，又称石英砂，是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，粒径为 0.020mm-3.350mm，其主要矿物成分是二氧化硅，硅砂的颜色为乳白色或无色半透明状，硬度为 7，相对密度为 2.65，硅砂的化学、热学和机械性能具有明显的异向性。由于硅砂所具有的独特的物理、化学特性，而广泛应用于玻璃、铸造、陶瓷、冶金、建筑、化工等众多领域。

天然硅砂资源丰富，常见的有例如风积沙、河沙和海沙等，且价格低廉，在建筑材料领域中常用作一些沙基透水砖、透水路面等的透水性材料的主要原料，但是这些天然硅砂的颜色单一，在作为建筑材料应用时已不能满足现代多彩建筑材料的需求。并且，通过普通方法对硅砂染色时，由于硅砂的特殊性能，很难使硅砂着色，更难获得着色后颜色长期稳定性良好的彩色硅砂。发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中硅砂颜色单一、着色困难以及着色后颜色长期稳定性差的问题，提供一种容易着色和着色后颜色长期稳定性好的彩色硅砂以及其制备方法。

本发明提供了一种彩色硅砂，该彩色硅砂包括硅砂基材和包覆在硅砂基材表面的彩色树脂层，所述彩色树脂层是由一种混合物固化而成，所述混合物含有颜料剂、树脂和固化剂。

本发明还提供了一种上述彩色硅砂的制备方法，其中，该方法包括：将硅砂基材在 100-200 °C下与树脂混合均匀，然后使硅砂基材和树脂的混合物与颜料剂和固化剂接触，在硅砂基材表面形成彩色树脂层。

本发明通过在硅砂基材的表面包覆一层彩色树脂层，能够实现硅砂的多彩化，并且由于树脂具有良好的物化性能，能够维持所得彩色硅砂的颜色长期稳定性。另外，本发明的彩色硅砂的制备方法通过将硅砂基材在 100-200 °C下与树脂混合均匀，然后使硅砂基材和树脂的混合物与颜料剂和固化剂接触，在硅砂基材表面形成彩色树脂层，从而能够使硅砂基材与彩色树脂层更紧密地结合在一起，从而避免了颜色脱落的问题，保证了颜料在硅砂基材表面的长期稳定性。具体实施方式

根据本发明的彩色硅砂，作为硅砂基材可以是本领域常规的各种天然硅砂，如矿砂等；也可以是经过人工处理后的各种硅砂，如焙烧砂、气烧砂、烘干砂、再生砂等。彩色树脂层只要能够实现本发明的目的，就没有特别的限定，为了进一步提高彩色硅砂的颜色长期稳定性，在优选的情况下，彩色树脂层的平均厚度可以为 0.01-10 μηι, 优选为 0.1-5 μηι。彩色树脂层的平均厚度在上述范围内时，一方面能够保证表现出充分的色彩效果，另一方面还可以保证彩色树脂层与硅砂基材之间的结合强度。彩色树脂层的平均厚度可以利用本领域公知的硅砂平均粒径测定方法，通过分别测定硅砂基材在包覆彩色树脂层前后的平均粒径来计算得到。

根据本发明的彩色硅砂，所述树脂只要能够实现本发明的目的，就没有特别的限定，可以使用各种树脂材料，在优选的情况下，树脂可以为选自环氧树脂、酚醛树脂和呋喃树脂中的至少一种，所述树脂的重均分子量通常可以为 300-10000，优选为 500-800。环氧树脂的环氧值通常可以为 0.3-0.6eq/100g，例如可以使用购自北京合力化工有限公司的环氧值为 0.41-0.47eq/100g 的环氧树脂 E44, 环氧值为 0.48-0.54eq/100g 的环氧树脂 E51 , 酚醛树脂可以使用例如购自北京合力化工有限公司的 939P酚醛树脂，呋喃树脂可以使用例如购自北京合力化工有限公司的 YJ呋喃树脂，这些树脂可以单独使用一种，也可以几种组合使用。

根据本发明的彩色硅砂，所述树脂的含量只要能够实现本发明的目的，就没有特别的限定，为了进一步提高彩色树脂层与硅砂基材之间的结合强度，提高所得彩色硅砂的颜色长期稳定性，在优选的情况下，以硅砂基材的重量为基准，所述树脂的用量可以为 0.01-10重量％，优选为 0.1-8重量％。所述树脂的含量在上述范围内时，一方面能够保证树脂与硅砂基材充分接触，使彩色树脂层的平均厚度为 0.01-10 μηι, 另一方面还可以使彩色树脂层与硅砂基材之间更紧密地结合。

另外，在本发明的彩色硅砂中，彩色树脂层可以只覆盖硅砂表面的一部分，也可以覆盖硅砂表面的全部。在彩色树脂层只覆盖硅砂表面的一部分时，可以得到彩色斑点或斑紋效果的硅砂，而全部覆盖硅砂表面时，可以得到各种色彩的硅砂，当然此时也同样可以得到多彩斑紋的硅砂。相对于硅砂基材表面积，彩色树脂层的覆盖面积没有特别的限定，可以根据实际需要而适当选择。在优选的情况下，相对于硅砂基材的表面积，所述彩色树脂层的覆盖率可以为 5-100%,优选为 30-100%,更优选为 60-100%,进一步优选为 100%。在上述优选的情况下，可以得到各种色彩斑斓的彩色硅砂。

根据本发明的彩色硅砂，所述固化剂的含量没有特别的限定，可以根据实际需要进行选择，为了使彩色树脂层更充分地固化，在优选的情况下，以硅砂基材的重量为基准，所述固化剂的用量可以为 0.001-5重量％，优选为 0.01-3重量％。所述固化剂只要能够实现本发明的目的，就没有特别要求，可以使用本领域常规的各种固化剂，在优选的情况下，可以为双氰胺、己二酸二酰肼、酸酐、多元酚、聚硫醇、甲阶酚醛树脂、氨基树脂、脂肪族多胺、脂环族多胺、聚酰胺、改性芳胺、咪唑以及三氟化硼络合物中的至少一种。这些固化剂均可通过商购得到。

根据本发明的彩色硅砂，所述固化使得颜料剂、树脂和固化剂在硅砂基材表面形成彩色树脂层，所述固化可以通过将颜料剂、树脂和固化剂与硅砂基材接触并干燥来实现，所述固化的条件包括：固化温度可以为 50-100 °C，固化时间可以为 30-600s。

根据本发明的彩色硅砂，所使用的颜料剂只要能够实现硅砂着色的目的，就没有特别的要求，通常可以使用本领域中各种常规的颜料剂。对于所述颜料剂的含量只要能够使所形成的彩色树脂层覆盖树脂层就没有特别的限定，可以根据实际需要适当地选择。在优选情况下，以硅砂基材的重量为基准，颜料剂的用量可以为 0.01-0.5重量％，进一步优选为 0.1-0.3重量％。在优选的情况下，本发明的彩色硅砂使用的颜料剂可以含有铁黄粉和钛白粉，其中，以铁黄粉和钛白粉的总重量为基准，铁黄粉的含量可以为 1-99 重量％，钛白粉的含量可以为 99-1重量％。在优选的情况下，以铁黄粉和钛白粉的总重量为基准，铁黄粉的含量为 10-30重量％，钛白粉的含量为 70-90 重量％。在进一步优选的情况下，以铁黄粉和钛白粉的总重量为基准，铁黄粉的含量为 14-15重量％，钛白粉的含量为 85-86重量％。铁黄粉和钛白粉以上述范围内的混合物使用时，能够容易地将硅砂染成黄色，且硅砂着色后不易掉色，颜色长期稳定性良好。

根据本发明的彩色硅砂，为了使颜料剂与硅砂更易紧密结合，在进一步优选的情况下，铁黄粉和钛白粉的重量比可以为 0.02-95，更优选为 0.1-10，进一步优选为 0.12-0.3，特别优选为 0.17。铁黄粉和钛白粉以上述混合比例混合时，能够增强对硅砂的着色性能，使硅砂着色后的色彩更加饱满。

根据本发明的彩色硅砂，其中，铁黄粉（氧化铁黄）的主要成分为赫斯顿颜料粉， Fe₂0₃%>86重量％，筛余物 (320目 ) 0.5重量％， PH值为 3.5-7，可以通过商购得到，比如上海新艳颜料有限公司的铁黄粉；钛白粉的主要成分为二氧化钛， 1¾)₂% 90重量％，筛余物（325目） 0.05重量％， PH值为 7.0-9.5，平均粒径 0.30μηι，可以通过商购得到，比如廊坊翔宇钛白粉制造有限公司的钛白粉。

根据本发明的彩色硅砂，为了提高硅砂着色后色彩的长时间稳定性，在进一步优选的情况下，所述颜料剂中还可以含有光稳定剂。光稳定剂只要能够实现本发明的目的，就没有特别的限定，可以使本领域各种常规的光稳定剂。例如可以是二苯甲酮、苯并三唑和受阻胺中的至少一种；也可以是本领域各种常规的猝灭剂和光屏蔽剂中的至少一种。其中，猝灭剂主要是金属络合物，例如镍、钴、铁的有机络合物等；光屏蔽剂主要有炭黑、氧化锌、二氧化钛和锌钡等。这些光稳定剂均可通过商购得到。

光稳定剂的添加量没有特别的限定，只要能够实现本发明的目的，在实际中可以适当选择。为了充分提高彩色硅砂的颜色长时间稳定性，在进一步优选的情况下，以颜料剂的总重量为基准，光稳定剂的含量可以为 0.01-50 重量％，优选为 0.01-20重量％，进一步优选为 1-10重量％。

在优选的情况下，可以将与树脂混合前的硅砂基材在 250-1000 °C下热处理 l-60min，更优选在 400-800°C下加热 15-30min，硅砂经过上述温度下的热处理后，能够将硅砂表面的杂质充分除去，能够促进硅砂基材与彩色树脂层紧密地结合。在进一步优选的情况下，将热处理后的硅砂基材转移至混砂机中，并在搅拌速度为 50-200r/min的搅拌下自然冷却至 100-200 °C，加入树脂，继续搅拌至混合均匀，即得到硅砂基材和树脂的均匀混合物。所述树脂的用量只要能够实现本发明的目的，就没有特别的限定，为了进一步提高彩色树脂层与硅砂基材之间的结合强度，提高所得彩色硅砂的颜色长期稳定性，在优选的情况下，以硅砂基材的重量为基准，所述树脂的用量可以为 0.01-10重量％，优选为 0.1-8重量％。所述树脂的用量在上述范围内时，一方面能够保证树脂与硅砂基材充分接触，使彩色树脂层的平均厚度为 0.01-10 μηι, 另一方面还可以使彩色树脂层与硅砂基材之间的更紧密地结合。

按照本发明的彩色硅砂的制备方法，在所述接触中，对于所使用的颜料剂只要能够实现硅砂着色的目的，就没有特别的要求，通常可以使用本领域中各种常规的颜料。对于所述颜料剂的含量只要能够使所形成的彩色树脂层覆盖树脂层就没有特别的限定，可以根据实际需要适当地选择。在优选情况下，以硅砂基材的重量为基准，颜料剂的用量可以优选为 0.01-0.5重量％，进一步优选为 0.1-0.3重量％。在优选的情况下，本发明的方法中使用的颜料剂可以含有铁黄粉和钛白粉，其中，以铁黄粉和钛白粉的总重量为基准，铁黄粉的含量可以为 1-99重量％，钛白粉的含量可以为 99-1重量％。在优选的情况下，以铁黄粉和钛白粉的总重量为基准，铁黄粉的含量为 10-30重量 %，钛白粉的含量为 70-90重量％。在进一步优选的情况下，以铁黄粉和钛白粉的总重量为基准，铁黄粉的含量为 14-15重量％，钛白粉的含量为 85-86 重量％。铁黄粉和钛白粉以上述范围内的混合物使用时，能够容易地将硅砂染成黄色，且硅砂着色后不易掉色，颜色长期稳定性良好。

按照本发明的彩色硅砂的制备方法，为了使颜料剂与硅砂更易紧密结合，在进一步优选的情况下，铁黄粉和钛白粉的重量比可以为 0.02-95，更优选为 0.1-10，进一步优选为 0.12-0.3，特别优选为 0.17。铁黄粉和钛白粉以上述混合比例混合时，能够增强对硅砂的着色性能，使硅砂着色后的色彩更加饱满。

按照本发明的彩色硅砂的制备方法，其中，铁黄粉（氧化铁黄）的主要成分为赫斯顿颜料粉，？6₂0₃%≥86重量％，筛余物（320目） 0.5重量％， PH值为 3.5-7，可以通过商购得到，比如上海新艳颜料有限公司的铁黄粉；钛白粉的主要成分为二氧化钛， 1¾)₂% 90重量％，筛余物（325目） 0.05 重量％， PH值为 7.0-9.5，平均粒径 0.30μηι，可以通过商购得到，比如廊坊翔宇钛白粉制造有限公司的钛白粉。

按照本发明的彩色硅砂的制备方法，为了提高硅砂着色后色彩的长时间稳定性，在进一步优选的情况下，所述颜料剂中还可以含有光稳定剂。光稳定剂只要能够实现本发明的目的，就没有特别的限定，可以使本领域各种常规的光稳定剂。例如可以是二苯甲酮、苯并三唑和受阻胺中的至少一种；也可以是本领域各种常规的猝灭剂和光屏蔽剂中的至少一种。其中，猝灭剂主要是金属络合物，例如镍、钴、铁的有机络合物等；光屏蔽剂主要有炭黑、氧化锌、二氧化钛和锌钡等。这些光稳定剂均可通过商购得到。

按照本发明的彩色硅砂的制备方法，为了使彩色树脂层能够更好地与硅砂基材结合在一起，在优选的情况下，所述接触的温度可以为 50-200°C，接触的时间可以为 30-600s。在上述条件下使颜料剂和固化剂与硅砂基材接触时，可以使得到的彩色硅砂的颜色更加饱满且具有光泽。为了在短时间内使颜料在硅砂基材和树脂的混合物中均匀分散，在进一步优选的情况下，所述接触可以在搅拌速度为 50-200r/min的搅拌下进行。

按照本发明的彩色硅砂的制备方法，为了使颜料和固化剂与硅砂基材和树脂的混合物更充分地接触，在更优选的情况下，使颜料剂先与硅砂基材和树脂的混合物接触 10-lOOs后再加入固化剂。所述固化剂的用量没有特别的限定，可以根据实际需要进行选择，为了使彩色树脂层更充分地固化，在优选的情况下，以硅砂基材的重量为基准，所述固化剂的用量可以为 0.001-5 重量％。为了均匀固化，所述固化可以在搅拌速度为 50-200r/min 的搅拌下进行。所述固化剂只要能够实现本发明的目的，就没有特别要求，可以使用本领域常规的各种固化剂，在优选的情况下，可以为双氰胺、己二酸二酰肼、酸酐、多元酚、聚硫醇、甲阶酚醛树脂、氨基树脂、脂肪族多胺、脂环族多胺、聚酰胺、改性芳胺、咪唑以及三氟化硼络合物中的至少一种。这些固化剂均可通过商购得到。

按照本发明的彩色硅砂的制备方法，为了使得到的彩色硅砂具有良好的流动性，在进一步优选的情况下，该方法还包括在彩色树脂层固化后，进一步加入润滑剂。所述润滑剂的用量可以为 0.0001-1 重量％，更优选为 0.1-1 重量％。另外，只要能够实现本发明的目的，所述润滑剂没有特别的要求，可以使用本领中的各种常规润滑剂，例如可以为硬脂酸盐、矿物油、合成油、动植物油和水基液体中的至少一种。其中，硬脂酸盐可以举出硬脂酸钠、硬脂酸钙等，矿物油可举出馏分矿物油、残渣润滑油、调合润滑油等，动植物油可举出鲸鱼油、菜油、茶油、蓖麻油等，水基液体可举出水、乳化液、水与乙二醇及其它物质的混合物等。上述润滑剂均均为本领域人员所熟知，可通过商购所得到。

按照本发明的彩色硅砂的制备方法，能够使彩色树脂层与硅砂紧密地结合在一起，大大提高了彩色硅砂的颜色长期稳定性，能够实现长时间不变色、不掉色的效果。该彩色硅砂的制备方法可以用于各种彩色硅砂的制备，进而用于制备由彩色硅砂所形成的各种建筑材料等，如在制备沙基透水砖等时，通过使用本发明的彩色硅砂，可以得到各种色彩的透水砖，实现透水砖的颜色多样化，提高透水砖的美观度。

以下，通过实施例对本发明的彩色硅砂及其制备方法进一步说明，但本发明并不限于以下各实施例。

在以下的各实施例和对比例中，所使用的硅砂基材为购自内蒙奈曼第六砂厂的硅砂，所使用的有树脂购自北京合力化工有限公司，所使用的颜料购自上海新艳颜料公司，所使用的固化剂购自上海欧盛化工有限公司，所使用的润滑剂购自青岛德慧精细化工有限公司。实施例 1

本实施例用于说明本发明的彩色硅砂及其制备方法。

将 100kg硅砂加入到混砂机中，在 100r/min的搅拌速度下，冷却至 150 °C时，加入 5kg环氧树脂（型号为 E51 , 环氧值为 0.48-0.54eq/100g)，继续搅拌，得到环氧树脂与硅砂的均匀混合物。然后，在 100°C的温度下，向混合物中添加 0.2kg CR-826型钛白粉，搅拌 60s后，加入 1kg甲阶酚醛树脂（型号为 2127)，继续搅拌 300s，即得彩色硅砂。经测定彩色硅砂的彩色树脂层的平均厚度为 5 μηι。

对比例 1

按照实施例 1的方法的方法制备彩色硅砂，不同的是，在彩色硅砂制备过程中，没有添加环氧树脂和甲阶酚醛树脂。实施例 2

本实施例用于说明本发明的彩色硅砂及其制备方法。

将 100kg硅砂加入到马弗炉中，在 800°C下焙烧 20min，然后直接将焙烧后的硅砂转移至混砂机中，在 100r/min的搅拌速度下，冷却至 150°C时，加入 5kg环氧树脂（型号为 E51，环氧值为 0.48-0.54eq/100g)，继续搅拌，得到环氧树脂和硅砂的均匀混合物。然后，在 100°C的温度下，向混合物中添加 0.2kg CR-826型钛白粉，搅拌 60s后，加入 lkg甲阶酚醛树脂（型号为 2127)，继续搅拌 300s，即得彩色硅砂。经测定彩色硅砂的彩色树脂层的平均厚度为 5 μηι。

实施例 3

本实施例用于说明本发明的彩色硅砂及其制备方法。

将 100kg硅砂加入到马弗炉中，在 1000°C下焙烧 1 min, 然后直接将焙烧后的硅砂转移至混砂机中，在 200r/min的搅拌速度下，冷却至 200°C时，加入 10kg环氧树脂粘合剂（型号为 E51 , 环氧值为 0.48-0.54eq/100g)，继续搅拌，得到环氧树脂和硅砂的均匀混合物。然后，在 200°C的温度下，向混合物中添加 0.01kg CR-826型钛白粉，搅拌 10s后，加入 5kg甲阶酚醛树脂

(型号为 2127)，继续搅拌 600后，加入 lkg矿物油（型号为： X11644 ) , 搅拌均匀，即得彩色硅砂。经测定彩色硅砂的彩色树脂层的平均厚度为 10

实施例 4

本实施例用于说明本发明的彩色硅砂及其制备方法。

将 100kg硅砂加入到马弗炉中，在 250°C下焙烧 60min，然后直接将焙烧后的硅砂转移至混砂机中，在 50r/min的搅拌速度下，冷却至 100°C时，加入 0.01kg环氧树脂粘合剂（型号为 E51 , 环氧值为 0.48-0.54eq/100g)，继续搅拌，得到环氧树脂和硅砂的均匀混合物。然后，在 50°C的温度下，向混合物中添加 0.5kg CR-826型钛白粉，搅拌 30s后，加入 0.001kg甲阶酚醛树脂（型号为 2127)，继续搅拌 100s后，加入 0.0001kg矿物油（型号为：X11644)，搅拌均匀，即得彩色硅砂。经测定彩色硅砂的彩色树脂层的平均厚度为 0.01

实施例 5

本实施例用于说明本发明的彩色硅砂及其制备方法。

将 100kg硅砂加入到马弗炉中，在 600°C下焙烧 30min，然后直接将焙烧后的硅砂转移至混砂机中，在 120r/min的搅拌速度下，冷却至 160 °C时，加入 lkg环氧树脂粘合剂（型号为 E51 , 环氧值为 0.48-0.54eq/100g)，继续搅拌，得到环氧树脂和硅砂的均匀混合物。然后，在 120°C的温度下，向其中添加 0.2kg H190型炭黑，搅拌 100s后，加入 0.1kg甲阶酚醛树脂（型号为 2127)，继续搅拌 480后，加入 0.1kg矿物油（型号为： X11644) , 搅拌均匀，彩色硅砂。经测定彩色硅砂的彩色树脂层的平均厚度为 1 μηι。实施例 6

本实施例用于说明本发明的彩色硅砂及其制备方法。

将 100kg硅砂加入到马弗炉中，在 400°C下焙烧 25min，然后直接将焙烧后的硅砂转移至混砂机中，在 80r/min的搅拌速度下，冷却至 120°C时，加入 6kg环氧树脂粘合剂（型号为 E51 , 环氧值为 0.48-0.54eq/100g)，继续搅拌，得到环氧树脂和硅砂的均匀混合物。然后，在 80°C的温度下，向其中添加 0.2kg 4920型酞青蓝，搅拌 60s后，加入 3kg甲阶酚醛树脂 (型号为 2127 )，继续搅拌 180s后，加入 0.6kg矿物油（型号为： X11644) , 搅拌均匀，彩色硅砂。经测定彩色硅砂的彩色树脂层的平均厚度为 6 μηι。硅砂着色效果测试

1、表观颜色观察肉眼观察实施例 1-6以及对比例 1中得到的着色硅砂，颜色均匀且无未着色硅砂的情况表示为〇，反之，表示为 X。测试结果如表 1所示。

2、硅砂颜色耐候性试验

使用氙灯老化试验箱（北京鸿达天矩试验设备有限公司，型号为 SN-500 ) , 按照 GB/T1865-1997对实施例 1-6以及对比例 1中得到的着色硅砂进行氙弧辐射试验，测试着色硅砂的耐候性。

将测试后颜色无明显变化的的表示为〇，颜色发生明显变化标记为 X。测试结果如表 1所示。

表 1

从表 1中的测试结果可以看出，对比例 1所得到的彩色硅砂或者着色不均匀，或者经氙弧辐射试验后发生颜色变化等问题。而通过本发明的彩色硅砂的制备方法得到的彩色硅砂具有良好表观颜色和耐候性。说明本发明的彩色硅砂具有良好的颜色长期稳定性，另外，本发明的彩色硅砂的制备方法简单，易于在工业上应用。实施例 7

本实施例用于说明本发明的彩色硅砂及其制备方法。

颜料剂的制备：

将购自上海新艳颜料有限公司的铁黄粉（320目筛余物 0.5重量％) 14₈ 和购自廊坊翔宇钛白粉制造有限公司的钛白粉（325目筛余物 0.05重量％) 86g充分混合，即可得到颜料剂（CI ) lOOgo

彩色硅砂的制备： ( 1 )硅砂表面预处理步骤：将 100kg硅砂加入到马弗炉中，在 800°C下焙烧 20min，然后直接将焙烧后的硅砂转移至混砂机中，在 lOOr/min的搅拌速度下，冷却至 150 °C时，加入 5kg 环氧树脂粘合剂（E51 , 环氧值为 0.48-0.54eq/100g)，继续搅拌。

(2 ) 硅砂着色步骤：在 100°C的温度下，向步骤（1 ) 中的硅砂中添加 0.2kg颜料剂 C1 , 搅拌 60s后，加入 lkg甲阶酚醛树脂（型号为 2127)，继续搅拌 300s后，加入 0.5kg矿物油（X11644型），搅拌均匀，即得彩色硅砂。实施例 8

本实施例用于说明本发明的彩色硅砂及其制备方法。

颜料剂的制备：

按照实施例 7的方法制备颜料剂（C2 ) , 不同的是颜料剂的组成如表 2 所示。

彩色硅砂的制备：

( 1 ) 硅砂表面预处理步骤：将 100kg硅砂加入到马弗炉中，在 1000°C 下焙烧 lmin, 然后直接将焙烧后的硅砂转移至混砂机中，在 200r/min的搅拌速度下，冷却至 200°C时，加入 10kg环氧树脂粘合剂（型号为 E51 , 环氧值为 0.48-0.54eq/100g)，继续搅拌。

(2 )硅砂着色步骤：在 200 °C的温度下，向步骤（1 )中的硅砂添加 0.01kg 颜料剂 C2，搅拌 10s后，加入 5kg甲阶酚醛树脂（型号为 2127)，继续搅拌 600s后，加入 lkg矿物油（型号为： X11644) , 搅拌均匀，即得彩色硅砂。实施例 9

本实施例用于说明本发明的彩色硅砂及其制备方法。

颜料剂的制备：按照实施例 7的方法制备颜料剂（C3), 不同的是颜料剂的组成如表 2 所示。

彩色硅砂的制备：

(1)硅砂表面预处理步骤：将 100kg硅砂加入到马弗炉中，在 250°C下焙烧 60min，然后直接将焙烧后的硅砂转移至混砂机中，在 50r/min的搅拌速度下，冷却至 100°C时，加入 0.01kg环氧树脂粘合剂（型号为 E51, 环氧值为 0.48-0.54eq/100g)，继续搅拌。

(2)硅砂着色步骤：在 50°C的温度下，向步骤（1)中的硅砂添加 0.5kg 颜料剂 C3，搅拌 30s后，加入 0.001kg甲阶酚醛树脂（型号为 2127)，继续搅拌 100s后，加入 0.0001kg矿物油（型号为： X11644), 搅拌均匀，即得彩色硅砂。实施例 10

本实施例用于说明本发明的彩色硅砂及其制备方法。

颜料剂的制备：

按照实施例 7的方法制备颜料剂（C4), 不同的是颜料剂的组成如表 2 所示。

彩色硅砂的制备：

(1)硅砂表面预处理步骤：将 100kg硅砂加入到马弗炉中，在 600°C下焙烧 20min，然后直接将焙烧后的硅砂转移至混砂机中，在 120r/min的搅拌速度下，冷却至 160°C时，加入 lkg环氧树脂粘合剂（型号为 E51, 环氧值为 0.48-0.54eq/100g)，继续搅拌。

(2)硅砂着色步骤：在 120°C的温度下，向步骤（1)中的硅砂添加 0.2kg 颜料剂 C4, 搅拌 100s后，加入 0.1kg甲阶酚醛树脂（型号为 2127)，继续搅拌 480后，加入 0.1kg矿物油（型号为： X11644), 搅拌均匀，即得彩色硅砂。实施例 11

本实施例用于说明本发明的彩色硅砂及其制备方法。

颜料剂的制备：

按照实施例 7的方法制备颜料剂（C5 ), 不同的是颜料剂的组成如表 2 所示。

彩色硅砂的制备：

( 1 )硅砂表面预处理步骤：将 100kg硅砂加入到马弗炉中，在 400°C下焙烧 25min，然后直接将焙烧后的硅砂转移至混砂机中，在 80r/min的搅拌速度下，冷却至 120°C时，加入 6kg环氧树脂粘合剂（型号为 E51 , 环氧值为 0.48-0.54eq/100g)，继续搅拌。

(2)硅砂着色步骤：在 80°C的温度下，向步骤（1 )中的硅砂添加 0.2kg 颜料剂 C5，搅拌 60s后，加入 3kg甲阶酚醛树脂（型号为 2127)，继续搅拌 180s后，加入 0.6kg矿物油（型号为： XI 1644)，搅拌均匀，即得彩色硅砂。实施例 12

本实施例用于说明本发明的彩色硅砂及其制备方法。

颜料剂的制备：

按照实施例 7的方法制备颜料剂（C6), 不同的是颜料剂的组成如表 2 所示。

彩色硅砂的制备：

( 1 )硅砂表面预处理步骤：将 100kg硅砂加入到马弗炉中，在 800°C下焙烧 20min，然后直接将焙烧后的硅砂转移至混砂机中，在 lOOr/min的搅拌速度下，冷却至 150 °C时，加入 5kg 环氧树脂粘合剂（E51 , 环氧值为 0.48-0.54eq/100g) , 继续搅拌。

(2 ) 硅砂着色步骤：在 100°C的温度下，向步骤（1 ) 中的硅砂中添加 0.2kg颜料剂 C6, 搅拌 60s后，加入 lkg甲阶酚醛树脂（型号为 2127)，继续搅拌 300s后，加入 0.5kg矿物油（X11644型），搅拌均匀，即得彩色硅砂。实施例 13

本实施例用于说明本发明的彩色硅砂及其制备方法。

颜料剂的制备：

按照实施例 7的方法制备颜料剂（C7 ) , 不同的是颜料剂的组成如表 2 所示。

彩色硅砂的制备：

( 1 )硅砂表面预处理步骤：将 100kg硅砂加入到马弗炉中，在 800°C下焙烧 20min，然后直接将焙烧后的硅砂转移至混砂机中，在 lOOr/min的搅拌速度下，冷却至 150 °C时，加入 5kg 环氧树脂粘合剂（E51 , 环氧值为 0.48-0.54eq/100g)，继续搅拌。

(2 ) 硅砂着色步骤：在 100°C的温度下，向步骤（1 ) 中的硅砂中添加 0.2kg颜料剂 C7, 搅拌 60s后，加入 lkg甲阶酚醛树脂（型号为 2127)，继续搅拌 300s后，加入 0.5kg矿物油（X11644型），搅拌均匀，即得彩色硅砂。硅砂着色效果测试

1、硅砂表观颜色观察

肉眼观察分别使用实施例 7-13 中得到的彩色硅砂，颜色均匀且无未着色硅砂的情况表示为〇，反之，表示为 X。测试结果如表 3所示。

2、硅砂颜色耐候性试验

使用氙灯老化试验箱（北京鸿达天矩试验设备有限公司，型号为 SN-500 ) ,按照 GB/T1865-1997对分别使用实施例 7-13中得到的彩色硅砂进行氙弧辐射试验，测试着色硅砂的耐候性。

将测试后颜色无明显变化的的表示为〇，颜色发生明显变化标记为 X。测试结果如表 3所示。表 2

耐候性。说明本发明的彩色硅砂具有良好的颜色长期稳定性，并且，本发明的彩色硅砂的制备方法简单，易于在工业上应用。

Claims

权利要求书

1、一种彩色硅砂，该彩色硅砂包括硅砂基材和包覆在硅砂基材表面的彩色树脂层，所述彩色树脂层是由一种混合物固化而成，所述混合物含有颜料剂、树脂和固化剂。

2、根据权利要求 1所述的彩色硅砂，其中，所述彩色树脂层的平均厚度为 0.01-10 μηΐο

3、根据权利要求 1所述的彩色硅砂，其中，所述树脂选自环氧树脂、酚醛树脂和呋喃树脂中的至少一种。

4、根据权利要求 3所述的彩色硅砂，其中，以硅砂基材的重量为基准，所述树脂的用量为 0.01-10重量％。

5、根据权利要求 3所述的彩色硅砂，其中，所述树脂的重均分子量为 300-10000。

6、根据权利要求 1所述的彩色硅砂，其中，以硅砂基材的重量为基准，所述固化剂的用量为 0.001-5重量％。

7、根据权利要求 6所述的彩色硅砂，其中，所述固化剂为双氰胺、己二酸二酰肼、酸酐、多元酚、聚硫醇、甲阶酚醛树脂、氨基树脂、脂肪族多胺、脂环族多胺、聚酰胺、改性芳胺、咪唑以及三氟化硼络合物中的至少一种。

8、根据权利要求 1所述的彩色硅砂，其中，所述固化的条件包括：固化温度为 50-200°C，固化时间为 30-600s。

9、根据权利要求 1-8 中任意一项所述的彩色硅砂，其中，以硅砂基材的重量为基准，颜料剂的用量为 0.01-0.5重量％。

10、根据权利要求 9所述的彩色硅砂，其中，所述颜料剂含有铁黄粉和钛白粉，其中，以铁黄粉和钛白粉的总重量为基准，铁黄粉的含量为 1-99 重量％，钛白粉的含量为 99-1重量％。

11、根据权利要求 10所述的彩色硅砂，其中，铁黄粉和钛白粉的重量比为 0.1-10。

12、根据权利要求 10所述的彩色硅砂，其中，以铁黄粉和钛白粉的总重量为基准，铁黄粉的含量为 10-30重量％，钛白粉的含量为 70-90重量％。

13、根据权利要求 12所述的彩色硅砂，其中，以铁黄粉和钛白粉的总重量为基准，铁黄粉的含量为 14-15重量％，钛白粉的含量为 85-86重量％。

14、根据权利要求 10所述的彩色硅砂，其中，该颜料剂还含有光稳定剂。

15、根据权利要求 14所述的彩色硅砂，其中，以颜料剂的总重量为基准，光稳定剂的含量为 0.01-50重量％。

16、根据权利要求 14或 15所述的彩色硅砂，其中，光稳定剂为酮、苯并三唑和受阻胺中的至少一种，或者所述光稳定剂为猝灭剂和光屏蔽剂中的至少一种。

17、一种权利要求 1-16 中任意一项所述的彩色硅砂的制备方法，其特征在于，该方法包括：

将硅砂基材在 100-200 °C下与树脂混合均匀，然后使硅砂基材和树脂的混合物与颜料剂和固化剂接触，在硅砂基材表面形成彩色树脂层。

18、根据权利要求 17所述的彩色硅砂的制备方法，其中，该方法还包括将与树脂混合前的硅砂基材在 250-1000 °C下热处理 l-60min。

19、根据权利要求 17所述的彩色硅砂的制备方法，其中，所述接触的温度为 50-200°C，接触的时间为 30-600s。