專利名稱：花崗石的著色技術的制作方法
技術領域：
本發明涉及以金屬無機鹽或有機染料和助劑所組成的花崗石著色劑及其著色技術，其中金屬無機鹽著色的花崗石，具有類似天然花崗石那種耐曬，耐洗，永不退色的性能；而有機染料著色的花崗石，色彩艷麗，有較優異的耐曬，耐洗性能。本技術著色的花崗石板材內外色澤均勻，價格低廉，是現代裝飾裝修的理想板材。
裝飾右材是建筑裝飾裝修材料的重要組成部分，是集材料功能與色澤造型于一體，融科學技術與文化藝術于一身的高檔建筑產品。裝飾石材的發展水平，對高層建筑的檔次，美化城市環境，改善居住條件具有重大作用；近年來隨著城市建設的蓬勃發展和大規模的開放開發，各種豪華摟字，高層建筑如雨后春筍般拔地而起，采用高級大理石，花崗石的裝飾風范正方興未艾，呈現出前所未有的發展勢頭，裝飾石材的銷量也與日俱增，前景十分廣闊。但是，我國現有花崗石產品大都仍屬低檔品種，大量鄉鎮企業生產的普通灰白花崗石板材供大于求，而價格為普通灰白品種數倍以上的好品種，如“中國紅”、“四川紅”、“挪威藍”、“南非黑”等卻很少，因此，目前我國每年還需進口數十萬噸“印度紅”等品種，價格十分昂貴；顯然，石材的色彩是決定其品質優劣的重要因素，為了滿足建筑裝飾的需求，研究低檔石材的加工著色技術，勢在必行，富有十分重要的實際意義。
為此，各國學者都曾致力于該技術的研究，美國專利U.S 4430091；3494715；3441362和日本特公昭63-282180均報道了花崗石的著色研究，我國也有一些有關文獻報道，其中，大部采用染布時的普通染料，盡管外觀色彩不錯，但耐洗，耐曬性能較差。
本發明的目的在于公開一種以金屬無機鹽為基質的無機著色劑及其著色技術和有機染料為基質的有機著色劑及其著色技術。
本發明的無機著色劑是由Fe，Co，Ni，Cu，Mn，Cr等金屬的硝酸鹽，硫酸鹽及其它可溶性的鹽類，溶劑，表面活性劑等組成的；其著色技術包括50--80℃下采取加壓，減壓(如抽空0.5-5小時)，或常壓浸漬法使花崗石浸透，然后經干燥，熱解，氧化等著色工序。其中浸漬是在50--80℃下進行；熱解需在200-300℃下加熱1-3小時；而以水為溶劑，是由于花崗石具有吸附水的特性，使金屬鹽浸透花崗石成為可能，其用量是足以使無機鹽成為飽和溶液或過飽和溶液；用烷基磺酸鹽為表面活性劑，目的在于改善耐洗性能，溶液的擴散和滲透效果。在著色浸漬過程中把著色溶液維持在50--80℃溫度下，既可增加金屬鹽的溶解度，又可降低溶液的粘度。有時將裝有石材的容器抽真空后，注入溶液，或注入溶液后進行加壓，是由于石材在真空或加壓下具有更高滲透性能的緣故。此外，最后熱處理的目的是一方面，可使滲入石材中的無機鹽(如Fe(NO3))分解為金屬氧化物(Fe2O3)，使其在石材細孔中慢慢聚積成為濃色，另方面，可促使無機鹽的分解氣(如NO2等)從石材中逸出，使色料能牢固地附著在花崗石的內表面上。
本發明的有機著色劑，是由耐曬醇溶或油溶染料為基質，添加溶劑，稀釋劑，滲透劑，粘合劑，表面活性劑等助劑組成的。其醇(油)溶染料可以是醇溶大紅、油溶火紅、醇溶艷紅、醇溶黃等，其耐曬度需在7-8級以上，其溶劑可以是甲醇、乙醇等醇類，其含量是可以使各種染料成飽和或過飽和溶液；烯釋劑可以是環己酮、溶纖素等，其重量含量可以為3-20％，最佳為5-10％；滲透劑可以是礦物油、甲苯、二甲苯等，組分重量含量可以為5-20％，最佳為10-15％；粘合劑可以是醇酸樹酯、環氧樹酯、聚氨酯、酚醛樹酯等，其重量含量可以為1-10％，最佳為2-5％。其著色工藝是先將花崗石材在70--90℃下加熱30-60分鐘，而后可以采用加壓，減壓(如抽空2-6小時)或常壓法，在30--80℃下浸泡數小時至數十小時，經洗滌，80℃干燥后用硅油涂抹，即可得到著色產品。
本發明與已有技術相比的優點在于(1)無機著色的花崗石，具有色澤均勻、耐洗、耐曬、永不退色的特點。(2)有機著色的石材，色澤艷麗，且具有優異的耐候性。(3)可使低檔石材提高檔次，滿足建筑市場的需要，有廣闊的應用前景。(4)原料豐富、價格低廉、工藝簡單，有較高的經濟效益。
花崗石著色技術，是使低檔灰白石材提高檔次成為裝飾板材，有巨大的潛在市場，應用前景十分廣闊。
實施例一將灰白的花崗石板材(20mm×200mm×100mm)放在密閉裝置中，抽真空30分鐘后，注入飽和的硝酸鐵溶液至淹沒所有花崗石板材止，在60℃下浸漬，并繼續抽空4小時，取出石板材，在250℃下加熱2.0小時，重復上述操作數次，至達到滿意的紅色止，用H2O2浸漬氧化，最后用足夠的硅油涂復石材表面，堵塞表面空隙，以獲得亮麗產品。
實施例二將灰白花崗石材(20mm×100mm×200mm)在80℃下加熱30分鐘，注入飽和的硫酸錳溶液，淹沒石材后，在60℃下繼續加熱浸漬120分鐘，后續操作同例一，結果為均勻的黑色產品。
實施例三用飽和的硝酸鉛溶液替代硝酸鐵，其它操作同例一，可得到黃色的產品。
實施例四用飽和的硝酸銅溶液替代硝酸鐵溶液，其它操作同例一，可得到綠色的產品。
實施例五先把9克耐曬火紅溶于300克甲苯中，加入30克環己酮、10克聚胺酯，攪拌均勻后即為著色劑。將灰白花崗石板材(20mm×10mm×20mm)在80℃下加熱30分后，注入著色劑，在40℃下浸漬20小時，取出石材，洗凈表面后，在80℃下烘干，用硅油涂抹表面，即可得到艷麗的紅色板材。
實施例六用醇溶耐曬黃替代耐曬火紅，用300克乙醇替代甲苯并加入50克甲苯，其它操作和例五相同，即可得到黃色的石材。
實施例七用6克耐曬艷紅和3克醇溶耐曬黃替代耐曬火紅，溶于300克乙醇中，加入50克甲苯，其它操作與例五相同，即可得到桔紅色的石材。
權利要求
1.一種花崗石的著色技術，其特征在于無機著色劑是由Fe，Co，Ni，Cu，Mn、Cr等金屬的可溶性的鹽類，溶劑，表面活性劑及其它助劑組成的；其著色技術可以用減壓、加壓、或常壓法將花崗石在無機鹽溶液中進行浸漬，后經熱加工、氧化、洗滌、表面處理等工藝。
2.如權利要求1所述的花崗石的著色技術，其特征在于所述著色劑的無機金屬鹽可以是Fe、Co、Ni、Cu、Mn、Cr等金屬的硝酸鹽、硫酸鹽及其它可溶性鹽中的一種或兩種，其重量含量可以是它們的飽和溶液或過飽和溶液。
3.如權利要求1所述的花崗石的著色技術，其特征在于包括在50-80℃下采取加壓，減壓(如抽空0.5-5小時)，或常壓浸漬法使花崗石浸透，然后經干燥，在200--300℃下熱解1-3小時，氧化、洗滌、表面處理等工藝。
4.花崗石著色技術，其特征在于有機著色劑是由耐曬醇溶或油溶染料為基質，添加溶劑、重量含量3-20％的稀釋劑、重量含量5-20％的滲透劑、重量含量1-10％的粘合劑等組成的。其著色技術包括先將花崗石材在70--90℃下加熱30-60分鐘，而后可以采用加壓，減壓或常壓法，在30--80℃下浸泡數小時至數十小時，經洗滌，80℃干燥，涂抹硅油等。
5.如權利要求4所述的花崗石著色技術，其特征在于所述著色劑的溶劑可以是甲醇、乙醇等醇類，其含量可以使各種染料成飽和或過飽和溶液。
6.如權利要求4所述的花崗石的著色技術，其特征在于所述著色劑的粘合劑可以是環氧樹酯、聚氨酯、醇酸樹酯、酚醛樹酯等，其重量含量為2-5％。
7.如權利要求4所述的花崗石著色技術，其特征在于所述著色劑的稀釋劑可以是環己酮、溶纖劑等，其重量含量為5-10％。
8.如權利要求4所述的著色技術，其特征在于所述著色劑的滲透劑可以是礦物油、甲苯、二甲苯等，其重量含量為10-15％。
全文摘要
本發明的花崗石著色技術,是關于以Fe,Co,Ni,Cu,Mn,Cr等金屬的硝酸鹽,硫酸鹽及其它可溶性的鹽類,溶劑,表面活性劑及其它助劑組成的無機著色劑或是由耐曬醇溶或油溶染料為基質,添加溶劑,稀釋劑,滲透劑,粘合劑,表面活性劑等助劑組成的有機著色劑,將低檔灰白花崗石,經浸漬、熱加工、洗滌、表面處理等著色工藝制成各種顏色的高檔裝飾石材的技術,具有色澤均勻、耐曬、耐洗的特點;原料豐富、工藝簡單、價格低廉、經濟效益顯著,有廣泛應用前景。
文檔編號C04B20/10GK1349949SQ0013191
公開日2002年5月22日 申請日期2000年10月20日 優先權日2000年10月20日
發明者黃當睦, 陳彰明, 林文焰, 陳福星, 蘭花水, 何燕芬 申請人:中國科學院福建物質結構研究所