专利名称：花岗石真空浸渗红化方法及其真空红化浸渗剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将花岗石着色的方法以及用于该方法的着色剂。现有的石材着色技术，大多采用着色剂或染色剂浸泡石材的方法，即将石材浸泡于着色(染色)剂中，加热到一定温度后取出干燥再进行固色。这类方法采用现有的染(颜)料品种作为着(染)色剂，通过在石材微孔中引入有色物质而使石材着色，受其原理限制，此类方法得到的产品品质往往不佳；以染布方法染制的，因石材并没有纺织品类似结构，染料无法固着，故耐水性差，以溶剂染(颜)料染制的，虽不溶于水，但不耐溶剂；以树脂混合颜料着色的，又因浸透性差而无法使石材内外均匀着色。这类方法使用的染(颜)料品种，其耐光、耐化学品、抗老化性能难与天然石材优良的理化性能相匹配，使用一至两年，甚至几个月颜色就发生明显褪淡或消失现象。
本发明的目的是提供一种能克服现有技术存在缺陷的着色方法，使低档浅色、灰白色花岗石变成高档、豪华的淡红或深红花岗石，实现不可再生矿产资源的深加工增值。本发明另一个目的是为上述着色方法提供一种高效的着色剂、使得花岗石材更易着色，具有着色均匀、耐光、抗老化等性能。
本发明所涉及的真空红化浸渗剂，其特征在于其组份及含量为呈色元素补充剂2-5％、表面活性剂1-2％，真空红化浸渗辅助剂50-70％，其它为水和中沸点溶剂，其中，真空红化浸渗辅助剂的主要成份及含量为缓蚀剂0.5-5％、高价锰盐1-20％，氮氧化物盐类1-2％、草酸发色剂1-20％，其它的成份为水和极性中沸点溶剂。呈色元素有Na、Mg、Al、Ca、Li、Mn、Ni、Ti、Pb、Ba、Cr、K、Co、Zn、Sb、Nb、Fe、Cu、V、Sn、Cl、Cb、Cd等23种。可通过对待着色的花岗石进行结构及化学分析，并与天然彩色花岗石进行比较，以确定出具体需补充的呈色元素，然后组成呈色元素补充剂。中沸点溶剂的作用是充当浸渗剂的溶剂以及作为呈色元素的载体。表面活性剂的作用是乳化、增渗和降低表面能以及粘度，缓蚀剂用于防止高价锰盐、氮氧化物盐类和呈色元素对金属设备的腐蚀，而高价锰盐、氮氧化物盐类及草酸发色剂用于使呈色元素脱离载体与石材晶格以化学键相连接。
本发明所涉及的花岗石真空浸渗红化方法，是按以下次序的几个步骤来实现第一步，对花岗石进行结构及化学分析，并与天然花岗石进行比较，以确定呈色元素补充剂；第二步，将花岗石清洁、干燥，抽真空，操作压力为绝压0.1Pa-50000Pa，持续时间为15分钟-240小时；第三步，注入真空红化浸渗剂，压力为绝压10Pa-50000Pa，时间为15分钟-240小时；第四步，初次红化处理，红化温度为常温-1500℃，压力为0.1MPa-10MPa，持续时间为2-240小时，然后减压，将真空红化浸渗剂排掉；第五步，二次红化处理，红化温度为50℃-1500℃，压力为常压-2.5MPa，持续时间为2-240小时。
本发明的基本原理是灰白色和红色花岗石，其大体组成结构和组成矿物的种类、成份基本上是一致的，颜色不同原因在于花岗石结构中所含同种矿物颜色的变化(其中最主要的是长石，大约占到整个结构的60-70％，长石颜色可由无色、淡肉色直至深红色)。对于同一种矿物，颜色的不同取决于矿物所含辅助呈色元素的种类和数量的不同，呈色元素的缺失，导致了矿物呈浅色、甚至白色，因此花岗石颜色表现为浅淡的灰白色。本发明的特征在于根据花岗石矿物中呈色元素的缺失情况，使用真空技术，使得呈色元素通过以极性中沸点溶剂为载体，渗入到构成花岗石矿物晶格结构中，并通过高温高压和氧化还原反应，使呈色元素脱离载体以接近天然花岗石形成条件与矿物晶格键合，其中，初次红化处理的作用之一是加快浸渗过程，另一个作用是使呈色元素通过载体与矿物晶格键初步接合；二次红化处理的目的是使呈色元素脱离载体，与矿物晶格以化学键连接。由于采用真空技术，使得呈色元素在不需要损坏花岗石结构的情况下，利用载体，通过石材微孔和晶格间隙，充分补充到所有可以补充呈色元素的矿物品种中去，使石材内部和表层的矿物均可充分得到呈色元素的补充，保证了石材红化的内外一致性。同时因为使用接近天然红色花岗石颜色形成的条件，使呈色元素与晶格键合，保证了呈色元素键合的强度，使红化后的花岗石颜色稳定性接近天然红色花岗石水平，甚至优于个别天然花岗石品种。又因为呈色元素补充的可控性，所得红化花岗石颜色稳定性和均匀性亦优于天然红色石材。
本发明与现有技术相比具有着色的可控性、石材红化内外一致性，颜色的稳定性接近甚至优于天然红色花岗石水平等优点。
下面结合实施例对本发明进一步加以详述。
真空红化浸渗辅助剂的主要组份及含量分别是缓蚀剂0.5-5％，最佳是2-5％、高价锰盐1-5％、氮氧化物盐类1-2％、草酸发色剂1-15％，其余组份为水和极性中沸点溶剂。真空红化浸渗剂的组份及含量为呈色元素补充剂2-5％、表面活性剂2％、真空红化浸渗辅助剂50-70％、其它为水和中沸点溶剂。本发明所涉及的方法按以下次序的几个步骤进行第一步，对花岗石进行结构及化学分析，并与相近的天然花岗石进行比较，以确定出具体的呈色元素，然后组成呈色元素补充剂；第二步，将花岗石清洁、干燥，并置于真空缸内，抽真空，操作压力为绝压0.1Pa-20000Pa，持续时间为15分钟-240小时；第三步注入真空红化浸渗剂，压力为绝压10Pa-50000Pa，时间为15分钟-240小时；第四步初次红化处理，红化温度为常温-1500℃，压力为0.1MPa-10MPa，持续时间为2-240小时，具体视实际呈色元素损失的情况而定，然后减压，将真空红化浸渗剂排掉；第五步，二次红化处理，红化温度为50℃-1500℃，压力为常压-2.5MPa，持续时间为2-240小时。
实施例之二。
选取广东出产的某种浅色花岗石进行真空浸渗红化处理。第一步经分析矿物成份为钾长石52％。斜长石25％。石英20％。黑云母3％。结构为细中粒花岗石结构，块状构造，与已有的天然红色花岗石资料进行比较，得出它较接近于印度红花岗石，因此参考印度红花岗石来确定其呈色元素的补充，如下表所示
呈色元素补充剂的配制方法为将以上各元素的氧化物或络合物及其盐类混匀，加入氯磺酸及盐酸溶解，再注入水及极性中沸点溶剂至容积，保持酸度在1N左右。
将上述各呈色元素混合而成呈色元素补充剂。真空红化浸渗辅助剂的配方为缓蚀剂5％、高价锰盐10-15％、氮氧化物盐类1-1.5％、草酸发色剂5-15％，余量为水和极性中沸点溶剂。真空红化浸渗剂的配方为上述真空红化浸渗辅助剂50-70％、呈色元素补充剂2-5％、表面活性剂2％、其它为水和中沸点溶剂。
第二步，将花岗石清洁、干燥，抽真空，真空为10-20000Pa，持续时间为30分钟-120小时。
第三步，注入按上述配方配制好的真空红化浸渗剂，真空度为10-20000Pa，时间15分钟-120小时。
第四步，初次红化处理，红化温度为30-1200℃，压力为常压-3.6MPa，持续时间为20-120小时。
第五步，二次红化处理，红化温度为50-1200℃，压力为常压-2.5MPa，持续时间为2-240小时。
制成的红化花岗石成品命名为“宝石红”。
实施例之三。
选取福建某地出产的浅色花岗石，经结构及化学分析，矿物成份为钾长石38％、斜长石35％、正长石2％、石英23％、黑云母2％，结构为细粒花岗结构、块状构造，与已有天然红色花岗石资料比较，发现较接近中国红，因此，参考中国红来确定呈色元素补充成份。
第一步，①呈色元素补充剂中元素含量为(单位PPm)
呈色元素补充剂的配制方法为将以上各元素的氧化物或络合物及其盐类混匀，加入氯磺酸及盐酸溶解，再注入水及极性中沸点溶剂至容积，保持酸度在1N左右。
②真空红化浸渗辅助剂配方为缓蚀剂5％、高价锰盐1-5％、氮氧化合物盐类1-1.5％、草酸发色剂5-15％，余量为水及极性中沸点溶剂。
③真空红化浸渗剂配方为呈色元素补充剂3-3.5％、真空红化浸渗辅助剂55-65％、表面活性剂2％，其它为水及极性中沸点溶剂。
第二步，将花岗石清洁、干燥、抽真空，时间为1-120小时。
第三步，注入真空红化浸渗剂，真空度为10-20000Pa，时间为15分钟-60小时。
第四步，初次红化处理，红化温度为30-1200℃，压力为常压-3.6MPa，持续时间为20-120小时，然后减压、排掉真空红化浸渗剂。
第五步，二次红化处理，红化温度为50-1200℃，压力为常压-2.5MPa，持续时间为2-240小时。
经以上步骤制成的红化花岗石，颜色均匀，色泽鲜亮深红，与中国红近似，命名为“万年红”。
实施例之四选取广东某地花岗石板材，经分析其矿物成份为钾长石50％、斜长石15％、石英30％、黑云母4％、绿帘石≤1％、绿泥石微量，结构为花岗结构、平行定向构造，经与天然彩色花岗石比较，未发现有类似品种，故参考其它红化花岗石各项参考数据确定其红化方案。
第一步，①呈色元素(单位PPm
呈色元素补充剂的配制方法为将以上各元素的氧化物或洛合物及其盐类混匀，加入氯磺酸及盐酸溶解，再注入水及极性中沸点溶剂至容积，保持酸度在1N左右。
②真空红化浸渗辅助剂配方为缓蚀剂5％、高价锰盐1-5％、氮氧化合物盐类1-1.5％，草酸发色剂5-15％，余量为水及极性中沸点溶剂。
③真空红化浸渗剂配方为呈色元素补充剂3-3.5％、真空红化浸渗辅助剂55-65％、表面活性剂2％，其它为水及极性中沸点溶剂。
第二步，将花岗石清洁、干燥、抽真空，时间为1-120小时。
第三步，注入真空红化浸渗剂，真空度为10-20000Pa，时间为15分钟-6小时。
第四步，初次红化处理，红化温度为30-1000℃，压力为常压-3.6MPa，持续时间为2-120小时，然后减压排掉真空红化浸渗剂。
第五步，二次红化处理，红化温度为50-1200℃，压力为常压-1.6MPa，持续时间为2-120小时。
所制得成品称为“万里红”。
将本发明得到的产品与广西出产的天然红色花岗石岑溪红，同时间、同等条件下进行人工加速老化实验，其实验结果如下。
试样结果曝晒后，除岑溪红外，没有发现颜色退色现象，其变化如下表，而表面不粉化，不龟裂，不脱层。曝晒后发现样品吸水性较慢。
*①灰卡分五级，分级精细时则为9级(5、4/5、3/4、3，如此类推)。第5级表示原色或如不变色；4/5级销有变化；4级变化轻微。②试验样品与原始样品水饱和后，颜色基本一致。
小结曝晒516h后，岑溪红花岗石变化很小；宝石红、万年红、万年红和莲花红，颜色变化不易观察。另外，所有样品表面没有其它变化。
由表可见，本发明所生产的天然花岗石红化产品，其老化性能尚优于部分天然红色花岗石板材。
权利要求
1.真空红化浸渗剂，其特征在于组份及含量为呈色元素补充剂2-5％、表面活性剂1-2％、真空红化浸渗辅助剂50-70％，其它为水和中沸点溶剂，其中，真空红化浸渗辅助剂的主要组份及含量为缓蚀剂0.5-5％、高价锰盐1-20％、氮氧化物盐类1-2％、草酸发色剂1-20％。
2.花岗石真空浸渗红化方法，按以下次序的几个步骤进行第-步，对花岗石进行结构及化学分析，并与相近的天然花岗石进行比较，以确定呈色元素补充剂；第二步，将花岗石清洁、干燥、抽真空，操作压力为绝压0.1-50000Pa，持续时间为15分钟-240小时；第三步，注入真空红化浸渗剂，压力为绝压10-50000Pa、时间为15分钟-240小时；第四步，初次红化处理，红化温度为常温-1500℃，压力为0.1MPa-10MPa，持续时间为2-240小时，然后减压，将真空红化浸渗剂排掉；第五步，二次红化处理，红化温度为50-1500℃，压力为常压-2.5MPa，持续时间为2-240小时。
全文摘要
本发明涉及一种花岗石红化着色方法及其红化着色剂。所述着色剂由呈色元素补充剂、水和中沸点溶剂、表面活性剂以及真空红化浸渗辅助剂组成;其中,真空红化浸渗辅助剂的主要组分为缓蚀剂、高价锰盐、氮氧化物盐类和草酸发色剂。本发明所涉及的方法主要特征在于根据花岗石呈色元素缺失的情况补充呈色元素,通过抽真空,真空红化浸渗剂浸透、加压、加温,分别进行初次及二次红化处理,使呈色元素通过载体渗入石材微孔和晶格间隙,充分补充到所有需要补充呈色元素的矿物品种中去,从而得到颜色稳定性接近甚至优于个别天然花岗石的红化花岗石。
文档编号C04B41/50GK1190087SQ9710897
公开日1998年8月12日 申请日期1997年7月9日 优先权日1997年7月9日
发明者王建明, 范国文, 莫结, 杨超林, 梁深瑞 申请人:广东真空设备厂股份有限公司