彩色砂組成物及製造方法
2023-06-01 08:37:16 2
專利名稱:彩色砂組成物及製造方法
本發明是關於彩色砂組成物及製造方法，屬於顏料及塗料範圍。
彩色砂是近十年來發展起來的新型裝飾材料。與天然彩石相比，具有色彩鮮豔，不易風化，耐候性好，不褪色，粒徑及色彩任意選擇等優點。可用作繪畫粉末顏料及砂壁狀塗料的骨料。
日本特開昭53-8628「砂繪用著色粉末」是將大理石及矽粉等礦物粉末中添加澱粉、酪素、CMC、PVA等天然及合成的水溶性高分子溶液或醋酸乙烯酯等合成樹脂乳液為粘合劑，用非離子或陰離子界面活性劑與酞、鐵丹、聯苯胺黃等無機顏料或有機染料水分散液混合乾燥，製得彩色砂。
日本特許昭59-24109「彩色砂的製造方法」是將黑色玄武巖與磷酸系列粘結劑攪拌混合，然後將無機顏料與其混合攪拌，在400℃左右燒結而得彩色砂。
我國研製的彩色砂又稱彩釉砂。主要採用陶瓷釉上彩的工藝，以石英砂為基料，加陶瓷釉上彩顏料在1200℃高溫下燒結而成，後來，在此高溫法的基礎上添加微量礦化劑，降低了燒成溫度，在700℃～900℃左右燒成，這也就是中溫法。
綜觀上述三大類彩色砂製造方法，採用無機顏料，有機染料，有機樹脂固化方法(日特開昭53-8628)的彩色砂耐酸性，耐礆性，耐水溶性較差，耐候性差，易產生褪色及脫層現象。日特許昭59-24109採用磷酸系粘結劑與無機顏料與玄武巖反應著色的方法，工藝簡單，能耗較低，成本較低，製得的彩色砂除耐酸性較差些外，其它物化性能較好。採用陶瓷釉上彩的方法，使金屬氧化物無機顏料在高溫下與石英砂表層燒熔成一體，形成穩定的磷酸鹽礦物，而具有較好的物化性能。但由於高溫燒成，石英晶體受到破壞、發生風化，強度降低，加之生產的彩砂由於配方及燒成溫度控制不當，往往造成無機顏料無法燒熔在石英砂表層，產生嚴重褪色及脫層現象。同時，這種方法設備投資高，耗能高，彩色砂成本高。
本發明研究了彩色砂的微觀表面結構與著色機理，另闢蹊徑，採用了反應與燒結相結合的原理，研製出一種工藝簡單，耗能很低，成本低廉的彩色砂製造方法。利用本發明製造出來的彩色砂耐酸性，耐礆性，耐水溶性、抗凍融性，低溫穩定性，耐速冷速熱性好，成本僅為陶瓷釉上彩工藝生產的彩色砂成本的 1/3 ～ 1/10 ，能耗為 1/8 ～ 1/30 。比磷酸系粘結劑生產的彩色砂成本與耗能相應要低，性能要好。
本發明以含二氧化矽不低於60%的礦物粒子為基料，水溶性礆金屬矽酸鹽溶液或矽溶膠作為反應劑與過渡族金屬氧化物無機顏料混合攪拌1～10分鐘，在60℃～300℃溫度下反應4～30分鐘燒成，彩砂粒徑可以是2目～200目及更細。
本發明認為水溶性礆金屬矽酸鹽溶液或矽溶膠在加熱狀態下與氧化矽發生硬化反應生成化學性能穩定的矽酸鹽，同時，未反應的水溶性礆金屬矽酸鹽又與過渡族金屬氧化物顏料在加熱條件下反應形成不溶於水的、化學性能穩定的色彩各異的矽酸鹽及其錯鹽在這種情況下礦物粒子與無機顏料在水溶性礆金屬矽酸鹽作用下通過加熱反應，形成一體。作為過渡族金屬氧化物的顏料可以是氧化鉻、氧化鐵、氧化錳、氧化銅、氧化釩等一種或多種混合物，這樣一來，製得的彩色砂可以依色彩的不同及加量的多少形成數十種彩色砂。
按本發明製得的彩色砂，水溶性礆金屬矽酸鹽含量為礦物粒子重量的0.5～10%，過渡族金屬氧化物顏料為0.01%～10%，予燒時間1～5分鐘、予燒溫度60℃～100℃，燒結溫度100℃～300℃，時間4～30分鐘。
按本發明製得的彩色砂理化性能如下耐水溶性在水中煮沸6小時不褪色。耐酸性10%HCl、10%H2SO4、10%HNO3溶液中浸泡200小時不褪色。耐礆性飽和Ca(OH)2溶液中浸泡200小時不褪色。抗凍融性-25℃±2℃凍1小時，+25℃±2℃融1小時，不褪色。抗凍性-25℃±2℃下凍200小時不褪色。耐速冷速熱性200℃急速放入室溫水中不褪色。熱穩定性400℃1小時不褪色。
權利要求
1.本發明是利用低溫反應燒結原理，利用廉價的水溶性礆金屬矽酸鹽(或矽溶膠)作為反應劑，使過渡族金屬氧化物無機顏料與含二氧化矽不低於60%的礦物粒子形成色彩鮮豔化學性能穩定的矽酸鹽及錯鹽。
2.根據權利要求
1，這種礦物粒子最好是質地晶瑩，強度好的石英砂，也可以是其它含有二氧化矽的礦物粒子。
3.根據權利要求
1，水溶性礆金屬矽酸鹽可以是鉀水玻璃，鈉水玻璃，也可以是鋰水玻璃及矽溶膠，用量為礦物粒子的0.6～10%(重量比)。
4.根據權利要求
1，過渡族金屬氧化物可以是一種或多種的混合物，用量為礦物粒子的0.01%～10%(重量比)。
5.根據權利要求
1，礦物粒子可以予先與無機顏料相混合，再與水溶性礆金屬矽酸鹽或矽溶膠混合，也可先與水溶性礆金屬矽酸鹽或矽溶膠混合，再與無機顏料相混合，攪拌時間分別為1～10分鐘。
6.根據權利要求
1，反應溫度為60°～300℃，最好為80℃～200℃，反應時間為4～30分鐘。
7.根據權利要求
6，反應時，升溫在60℃～100℃範圍應保持數分鐘，然後再繼續升至所需溫度，以免產生跑色現象。
專利摘要
本發明是關於彩色砂組合物及製造方法。
文檔編號C09C3/06GK86104258SQ86104258
公開日1988年3月16日 申請日期1986年9月8日
發明者沈璐, 盧欽民 申請人:盧欽民導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan