专利名称：彩色石英砂组成物及制造方法
技术领域：
本发明是关于彩砂尤其是彩色石英砂着色技术，属颜料及涂料范围。
彩砂是近十年来国际上发展起来的装饰骨料，与天然彩石砂相比，具有色彩鲜艳，不易风化，粒径与色彩可以任意选择等优点，可作为砂壁状涂料的着色骨料及粉末绘画颜料。
日本特开昭53-8628“砂绘用着色粉末”是将大理石及硅粉等矿物粉末中添加淀粉，酪素，CMC，PVA等天然及合成的水溶液性高分子溶液或醋酸乙烯酯等合成树脂乳液为粘合剂，用非离子或阴离子界面活性剂与酞、铁丹、联苯胺黄等无机颜料或有机染料水分散液混合干燥，制得彩色砂。
日本特许昭59-24109“彩色砂的制造方法”是将黑色玄武岩与磷酸系列粘结剂搅拌混合，然后将无机颜料与其混合搅拌，在400℃左右烧结而得彩色砂。
我国研制的彩色砂又称彩釉砂。它主要采用陶瓷釉上彩工艺，以石英砂为原料，加适量釉上彩颜料及水混合，然后在1200℃～1350℃高温范围烧结而成。后来，在此高温烧结的基础上添加微量矿化剂(即溶剂)，降低了烧成温度，在700～950℃左右烧结而成，这也就是中温法。
作为第一种彩砂制造方法，这种有机无机复合的材料耐热性，耐酸碱性等均较差。
对于第二种彩砂制造方法，由于采用了黑色玄武岩作为基料，彩砂的质地较差，无晶莹感，且只能得到深色的彩砂。
而作为第三种彩砂制造方法，由于采用了中高温烧结的方法，设备投资大、能耗高，同时影响了彩砂骨料-石英砂的强度，及造成色料挥发，着色深浅不一致的现象。加之，又采用了价贵，着色能力较差的釉上彩颜料，使得彩砂的色彩品种有限，成本高。
本发明的目的在于研制出一种质地晶莹、性能优良，色谱范围宽，能耗低，成本低的彩砂。
本发明的具体实施是将含二氧化硅量不低于50%的砂，最好是质地晶莹，色泽洁白的石英砂作为基料，与磷酸铝或磷酸钙、磷酸镁溶液的反应剂混合，搅拌反应。这是一个放热反应，并拌有气体发生。然后加入由过渡族金属氧化物组成的无机颜料，再进行搅拌，在200℃～350℃下烧成，形成表面为彩色的复盐化合物的彩色砂。
一般来说，比重为1.4左右的反应剂溶液加量为砂或石英砂重量的0.5～3%，最好为0.8～1.19%，反应剂如磷酸铝溶液，P2O5∶Al2O3＝1～5∶5～1(克分子比)最好为3～4∶1。过渡族金属氧化物无机颜料加量为砂或石英砂重量的万分之一到百分之二。在操作过程中，先将反应剂与砂混合反应1～3分钟，然后将无机颜料加入，混合搅拌2～5分钟，再将混合后的反应物予先在80～100℃温度下干燥2～5分钟，升温至200～350℃，恒温2～10分钟，即得本彩砂恒温的温度视所加颜料不同而异，时间随砂量不同而异。
例浅红色彩砂的制法将100克40～60目石英砂与1.0克比重为1.435的磷酸铝溶液(P2O5∶Al2O3＝3～4～1克分子比)混合搅拌后，再加入0.01克氧化铁红粉末颜料，混合搅拌均匀，放入烘箱烘箱或马弗炉，在100℃左右予烧2～5分钟，然后升温至300℃恒温2～10分钟即得。
浅绿色彩砂的制法将100克40～60目石英砂与1.0克比重为1.435磷酸铝溶液(P2O5Al2O3＝3～4∶1)混合搅拌后，加入0.02克铬绿粉末，搅拌均匀后放入烘箱或马沸炉里，在100℃左右予烧2～5分钟，然后升温至300℃，恒温2～10分钟即得。
深兰色彩砂的制法将100克40～60目石英砂与1.0克比重为1.435磷酸铝溶液(P2O5∶Al2O3＝3～4∶1)混合搅拌后，加入兰色素0.7克(由氧化铬、氧化钴、氧化铝按一定比例混合而成)搅拌均匀后，再加入0.1克磷酸铝溶液，再次搅拌均匀，放在烘箱或马沸炉里，在100℃左右予烧2分钟然后升温至300℃，恒温2～10分钟即得。
黑色彩砂的制法将100克40～60目石英砂与比重1.435磷酸铝溶液(P2O5∶Al2O3＝3～4∶1)混合搅拌后，加入氧化铁里粉末颜料1克，搅拌均匀后，再加入0.2克反应剂，搅拌至均匀放入烘箱或马沸炉里，在100℃左右予烧2～5分钟，升温至260℃恒温2～10分钟，即得。
采用本发明制得的彩砂有以下特点一质地晶莹、色彩可有七个系列，六十种以上。
二能耗低、成本低，均约为彩釉砂中高温烧结法的1/2～1/10三性能优良(1)耐水性水中连续煮沸5小时不褪色，水中浸泡2000小时不褪色。
(2)耐碱性饱和水泥溶液及饱和Ca(OH)2溶液中浸泡2000小时不褪色。
(3)耐酸性3%HCe H2SO4及HNO3溶液中浸泡700小时以上不褪色。
(5)抗冻性-15℃200小时不褪色。
(6)抗冻融性-15℃冻2小时，+15℃融2小时不褪色。
(7)耐紫外光性紫外光近距离照射500小时不褪色。
(8)耐搓捻性用力搓捻彩砂，反复十次、不褪色不开裂。
权利要求
1.以石英砂或含二氧化硅量不低于50%的海砂黄砂为基料，过渡族金属无构氧化物颜料为反应物，采用磷酸盐系列作为反应剂，经低温反应即得彩色石英砂。
2.反应剂磷酸盐最好为磷酸铝，P2O5∶Al2O3＝1～5∶5～1(克分子比)最好为3～4∶1。
3.该反应为无机反应，反应温度为200～350℃，反应时间为5～30分钟。反应应先经80～100℃干燥，然后升温反应。
4.反应剂加量一般为砂量的0.8～1.1%，无机氧化物加量为0.01%～1%。
全文摘要
以石英砂或含二氧化硅50％以上的海砂，黄砂等为基料，磷酸盐为反应剂，过渡族金属氧化物为颜料，经200～350℃温度反应5～30分钟，得本彩色石英砂。
文档编号C09C1/28GK1030087SQ87104330
公开日1989年1月4日 申请日期1987年6月15日 优先权日1987年6月15日
发明者沈璐 申请人:江苏省建筑科学研究所