專利名稱：一種玻化彩砂的制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑裝飾彩砂的制備工藝，屬于建筑領(lǐng)域，特別是一種改進的以玻璃微珠或石英砂為基料通過高溫玻化燒結(jié)著色的彩砂制備工藝。
背景技術(shù)：
彩砂以色彩鮮艷、性能穩(wěn)定、質(zhì)感豐富、無毒環(huán)保的優(yōu)點，在建筑裝飾材料中占有很重要的地位。彩砂分為天然彩砂和人造彩砂。天然彩砂是通過直接破壞自然界的有色礦石而獲得，大多數(shù)天然彩砂色澤混沌，強度差，容易分化，附著力弱，而少數(shù)色澤鮮艷的天然彩砂，價格昂貴，局限大。人造彩砂是通過在礦物顆粒表面包覆有色涂層獲得，其特點是顏色均勻、色彩明快，可根據(jù)顏色需求進行加工，從而制備出豐富多彩的彩砂品種，滿足人們的不同需求。人造彩砂的傳統(tǒng)制造方法主要有三種第一種，有機染料染色法；第二種，樹脂固化法；第三種高溫燒結(jié)法。但采用上述三種方法制備的彩砂均存在不同程度的缺陷 第一種方法中，有機染料不耐老化也不耐雨水沖洗，易褪色；第二種方法是用樹脂混合無機色料涂布在石英砂表層，然后在200 300°C溫度下烘烤固化著色，該方法制備的彩砂存在易老化、易褪色、著色不均勻的問題，同時由于其使用的粘結(jié)劑價格昂貴，增加了彩砂的制備成本，第三種方法是將無機顏料和石英砂混合，經(jīng)高溫燒結(jié)成一體，然后經(jīng)破碎、篩分成彩砂成品，但目前這種制備彩砂的技術(shù)還不成熟，一是燒結(jié)后的彩砂抱團呈整體結(jié)構(gòu)，還需要再次破碎、篩分才能形成獨立的彩砂顆粒，這樣不但加大了生產(chǎn)耗能，彩砂的外著色殼層的質(zhì)量也會在破碎的過程中出現(xiàn)瑕疵，甚至導致整顆彩砂破碎，成為殘次品。在申請?zhí)枮?00910073164.6的專利文獻中公開了一種《?；手榧捌渲苽浞椒ā?，其制備工藝存在極大的缺陷，根本不存在可實施性，不可能制備成質(zhì)量優(yōu)良的?；手?，甚至不可能制備成?；手?。首先，其采用的堿性溶液對陶瓷顏料具有極強的腐蝕性， 會嚴重影響陶瓷顏料的成色質(zhì)量，甚至會導致脫色，這在本領(lǐng)域中屬于公知技術(shù)，基本不會有人采用腐蝕性強的堿性溶液與陶瓷顏料混合來影響彩珠的質(zhì)量。其次，其在背景技術(shù)中提到“玻璃顏料中高含有對人體有害的有毒物質(zhì)”，而在其技術(shù)特征中又采用了玻璃顏料的上位概念-“陶瓷顏料”來代替玻璃顏料，由此可見，申請人并不清楚玻璃顏料和陶瓷顏料是根據(jù)顏料的用途來劃分的，同一種成分的顏料，用在玻璃上就被稱為玻璃顏料，用在陶瓷上就被陶瓷顏料，一般玻璃顏料可以看做是陶瓷顏料的一種低溫狀態(tài)，因此，該申請自身就存在矛盾。由此可見，申請?zhí)枮?00910073164. 6的專利文獻公開的彩珠制備工藝不具有可實施性，不可能制備成質(zhì)量優(yōu)良、色彩明麗的?；手?。為解決上述問題，我們經(jīng)過大量實驗重新開發(fā)研制了一種耐久不退色的彩砂以及配套制備工藝。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要解決彩砂制作方法存在的工序復(fù)雜、成本過高以及制作得到的彩砂不耐雨水沖洗、易褪色的技術(shù)問題，對現(xiàn)有彩砂的制備工藝進行了改進，提供了一種工序簡單、易操作的建筑裝飾彩砂的制備工藝。本發(fā)明為實現(xiàn)發(fā)明目的采用的技術(shù)方案是，一種?；噬暗闹苽涔に?，以石英砂或耐火石料或玻璃微珠為基料、包裹色漿燒結(jié)而成，其關(guān)鍵在于本工藝是借助內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)爐窯設(shè)備、形成以爐窯中心為集熱點、向爐窯壁擴散熱量的動態(tài)高溫燒結(jié)環(huán)境，在以上環(huán)境中燒結(jié)形成彩砂，所說工藝的具體步驟包括a、調(diào)配色漿將采用金屬氧化物燒結(jié)成色的無機顏料與水性粘結(jié)劑按克重為 1 (1 3)的配比均勻混合成糊狀色漿，備用；b、基料掛色將以上色漿與基料置入攪拌機中進行攪拌，直至基料的表層均勻粘附色漿、形成外包裹層，其中色漿與基料的重量百分比為色漿1 5%，基料95 99% ；C、烘干將掛色后的基料投入內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)爐窯設(shè)備的動態(tài)烘干窯體，控制窯體轉(zhuǎn)速為10 60轉(zhuǎn)/分、烘干溫度為50 200°C，加熱10 30min烘干形成色膜包裹層；d、燒結(jié)烘干后將帶色膜包裹層的基料引入內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)爐窯中動態(tài)燒結(jié)，控制窯體轉(zhuǎn)速為10 60轉(zhuǎn)/分、燒結(jié)溫度為450 1300°C，加熱10 30min，直至色膜包裹層與基料表層同時達到熔融態(tài)、形成玻璃態(tài)彩砂外膜；e、形成玻璃態(tài)彩砂外膜的彩砂動態(tài)快速冷卻，直至室溫；f、留樣，編號、包裝出廠。本發(fā)明的關(guān)鍵在彩砂的燒結(jié)工藝步驟，本發(fā)明在燒結(jié)的工藝步驟中，優(yōu)于現(xiàn)有燒結(jié)工藝的地方是現(xiàn)有技術(shù)由于燒結(jié)設(shè)備和技術(shù)的限制，其燒結(jié)溫度只能控制在表面色漿剛好達到始熔態(tài)，這樣色漿中的無機顏料只能是一顆顆獨立的顆粒淺淺的粘附在基料的表層；而本工藝可借助自主研發(fā)的內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)爐窯設(shè)備，將燒結(jié)溫度控制在色漿及基料表層同時達到玻璃流態(tài)的程度，使玻璃流態(tài)色漿與基料熔融態(tài)的表層相互滲透、粘結(jié)在一起，使成品彩砂在歷經(jīng)數(shù)百年也不會脫色。本發(fā)明采用借助內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)爐窯設(shè)備形成的流動生產(chǎn)線制備彩砂，烘干和燒結(jié)可連續(xù)不間斷的同時進行，大大節(jié)約了生產(chǎn)時間，提高了生產(chǎn)效率；同時色漿配料成分簡單、 成本低廉，但并不影響成品質(zhì)量，大大節(jié)約了生產(chǎn)成本；采用本工藝制成的彩砂質(zhì)量優(yōu)良， 在高溫狀態(tài)下，彩砂可保持20小時不退色，耐老化性能能得到了大大提高。
具體實施例方式一種玻化彩砂的制備工藝，以石英砂或耐火石料或玻璃微珠為基料、包裹色漿燒結(jié)而成，其關(guān)鍵在于本工藝是借助內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)爐窯設(shè)備、形成以爐窯中心為集熱點、向爐窯壁擴散熱量的動態(tài)高溫燒結(jié)環(huán)境，在以上環(huán)境中燒結(jié)形成彩砂，所說工藝的具體步驟包括a、調(diào)配色漿將采用金屬氧化物燒結(jié)成色的無機顏料與水性粘結(jié)劑按克重為 1 (1 3)的配比均勻混合成糊狀色漿，備用；b、基料掛色將以上色漿與基料置入攪拌機中進行攪拌，直至基料的表層均勻粘附色漿、形成外包裹層，其中色漿與基料的重量百分比為色菜1 5%，基料95 99% ；C、烘干將掛色后的基料投入內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)爐窯設(shè)備的動態(tài)烘干窯體，控制窯體轉(zhuǎn)速為10 60轉(zhuǎn)/分、烘干溫度為50 200°C，加熱10 30min烘干形成色膜包裹層；d、燒結(jié)烘干后將帶色膜包裹層的基料引入內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)爐窯的動態(tài)燒結(jié)窯體中進行動態(tài)燒結(jié)，控制窯體轉(zhuǎn)速為10 60轉(zhuǎn)/分、燒結(jié)溫度為450 1300°C，加熱10 30min， 直至色膜包裹層與基料表層同時達到熔融態(tài)、形成玻璃態(tài)彩砂外膜；e、形成玻璃態(tài)彩砂外膜的彩砂動態(tài)快速冷卻，直至室溫；f、留樣，編號、包裝出廠。上述的水性粘結(jié)劑是濃度為1 3%的纖維素水溶液。上述基料的顆粒細度為10 120目。在步驟a中，色漿調(diào)配的具體步驟是將金屬氧化物燒結(jié)成色的無機顏料與水性粘結(jié)劑置入攪拌裝置中，以60 360轉(zhuǎn)/分的速率攪拌3 15分鐘。上述的步驟b中，基料掛色的具體步驟是將基料與色漿置入攪拌裝置中，以10 60轉(zhuǎn)/分的速率攪拌15 30分鐘。上述的步驟a中，無機顏料是以金屬氧化物為色料借助熔劑燒結(jié)而成。上述的金屬氧化物是氧化鐵、氧化鉻、氧化鈷、氧化鋯中的一種或至少兩種組成的混合物。上述的熔劑可以采用硼酸。上述的步驟d中，燒結(jié)溫度的控制是根據(jù)基料的成分劃分的，采用玻璃微珠為基料制備彩砂，燒結(jié)溫度控制為450 700°C，采用石英砂為基料制備彩砂，燒結(jié)溫度控制為 700 1300"C。形成玻璃態(tài)彩砂外膜的彩砂動態(tài)冷卻至室溫的時間控制在20-45分鐘。以上動態(tài)冷卻是指彩砂保持某一速率逐漸冷卻，在以玻璃微珠為基料制備彩砂時可采用動態(tài)冷卻，采用石英砂制備彩砂時可逐漸冷卻也可快速冷卻。本發(fā)明的關(guān)鍵是，在色漿調(diào)配中，把握好配料的組分比例，形成顆粒懸浮均勻的糊狀色漿，在基料表層包裹好色漿層后，成批投入內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)爐窯設(shè)備進行烘干和動態(tài)燒結(jié)， 使在烘干和燒結(jié)過程中的基料一直保持獨立分散狀態(tài)，避免出現(xiàn)顆粒抱團情況。本發(fā)明采用借助內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)爐窯設(shè)備形成的流動生產(chǎn)線制備彩砂，烘干和燒結(jié)可連續(xù)不間斷的同時進行，大大節(jié)約了生產(chǎn)時間，提高了生產(chǎn)效率；同時色漿配料成分簡單、 成本低廉，但并不影響成品質(zhì)量，大大節(jié)約了生產(chǎn)成本；采用本工藝制成的?；噬百|(zhì)量優(yōu)良，實現(xiàn)了陶瓷燒結(jié)的形態(tài)，耐老化性能能得到了大大提高。本發(fā)明在燒結(jié)的工藝步驟中，優(yōu)于現(xiàn)有燒結(jié)工藝的地方是現(xiàn)有技術(shù)由于燒結(jié)設(shè)備和技術(shù)的限制，其燒結(jié)溫度只能控制在表面色漿剛好達到始熔態(tài)，這樣色漿中的無機顏料只能是一顆顆獨立的顆粒淺淺的粘附在基料的表層；而本工藝可借助自主研發(fā)的內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)爐窯設(shè)備，將燒結(jié)溫度控制在色漿及基料表層同時達到玻璃流態(tài)的程度，使玻璃流態(tài)色漿與基料熔融態(tài)的表層相互滲透、粘結(jié)在一起，使成品彩砂在歷經(jīng)數(shù)百年也不會脫色。具體實施時，下面給出三個具體實施例。第一例將濃度為的纖維素水溶液作為水性粘結(jié)劑，采用由金屬氧化物燒結(jié)成色的無機顏料作為色劑，將無機染料與纖維素水溶液按克重比為1 1.5的比例進行配比，并置入攪拌裝置中，以120轉(zhuǎn)/min的速率攪拌5min形成糊狀色漿。將調(diào)配好的色漿與石英砂以一同置入攪拌裝置中進行攪拌，攪拌裝置以20轉(zhuǎn)/min的速率攪拌15min，此時石英砂的表層均勻粘附色漿、形成外包裹層，其中色漿與石英砂的重量百分比為色漿 1%，基料99%。將掛色后的石英砂投入內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)爐窯設(shè)備的烘干窯體，以200°C的溫度，烘干IOmin形成色膜包裹層，烘干的同時采用10轉(zhuǎn)/min的速率同步攪拌石英砂，避免石英砂顆粒抱團影響產(chǎn)品質(zhì)量；烘干后進入回轉(zhuǎn)爐窯的燒結(jié)設(shè)備，將燒結(jié)設(shè)備的溫度提升至800°C，保溫lOmin，燒結(jié)至色漿與石英砂表層同時達到熔融態(tài)、形成玻璃態(tài)彩砂外膜，最后將燒結(jié)形成的彩砂經(jīng)35分鐘緩慢冷卻至室溫、包裝出廠，完成彩砂的制備工藝。第二例將濃度為3%的纖維素水溶液作為水性粘結(jié)劑，采用由金屬氧化物制成的無機顏料作為染色劑，將無機顏料與3%纖維素水溶液按克重比為1 1的比例進行配比，并置入攪拌裝置中，以360轉(zhuǎn)/min的速率攪拌15min形成糊狀色漿。將調(diào)配好的色漿與石英砂以一同置入攪拌裝置中進行攪拌，攪拌裝置以30轉(zhuǎn)/min的速率攪拌30min，此時石英砂的表層均勻粘附色漿、形成外包裹層，其中色漿與石英砂的重量百分比為色漿3%， 石英砂97%。將掛色后的石英砂投入內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)爐窯設(shè)備，以200°C的溫度，烘干30min 形成色膜包裹層，烘干的同時采用20轉(zhuǎn)/min的速率同步攪拌石英砂，避免石英砂顆粒抱團影響產(chǎn)品質(zhì)量；烘干后進入回轉(zhuǎn)爐窯的燒結(jié)設(shè)備，將燒結(jié)設(shè)備的溫度提升至1000°C，保溫 30min，燒結(jié)至色漿與石英砂表層同時達到熔融態(tài)、形成玻璃態(tài)彩砂外膜，最后將燒結(jié)形成的彩砂經(jīng)40分鐘緩慢冷卻至室溫、包裝出廠，完成彩砂的制備工藝。第三例將濃度為2%的纖維素水溶液作為水性粘結(jié)劑，采用金屬氧化物制成的無機顏料為染色劑，將無機顏料與2%纖維素水溶液按克重比為1 3的比例進行配比，并置入攪拌裝置中，以120轉(zhuǎn)/min的速率攪拌15min形成糊狀色漿。將調(diào)配好的色漿與玻璃微珠以一同置入攪拌裝置中進行攪拌，攪拌裝置以30轉(zhuǎn)/min的速率攪拌30min，此時玻璃微珠的表層均勻粘附色漿、形成外包裹層，其中色漿與玻璃微珠的重量百分比為色漿 3%，玻璃微珠97%。將掛色后的玻璃微珠投入內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)爐窯設(shè)備的烘干窯體，以100°C 的溫度，烘干30min形成色膜包裹層，烘干的同時采用20轉(zhuǎn)/min的速率同步攪拌玻璃微珠，避免玻璃微珠顆粒抱團影響產(chǎn)品質(zhì)量；烘干后進入回轉(zhuǎn)爐窯的動態(tài)燒結(jié)窯體，將燒結(jié)設(shè)備的溫度提升至500°C，保溫30min，燒結(jié)至色漿與玻璃微珠表層同時達到熔融態(tài)、形成玻璃態(tài)彩砂外膜，最后將燒結(jié)形成的彩砂經(jīng)45分鐘緩慢冷卻至室溫、包裝出廠，完成彩砂的制備工藝。
權(quán)利要求
1.一種?；噬暗闹苽涔に?，以石英砂或耐火石料或玻璃微珠為基料、包裹色漿燒結(jié)而成，其特征在于本工藝是借助內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)爐窯設(shè)備、形成以爐窯中心為集熱點、向爐窯壁擴散熱量的動態(tài)高溫燒結(jié)環(huán)境，在以上環(huán)境中燒結(jié)形成彩砂，所說工藝的具體步驟包括a、調(diào)配色漿將采用金屬氧化物燒結(jié)成色的無機顏料與水性粘結(jié)劑按克重為1 1 3的配比均勻混合成糊狀色漿，備用；b、基料掛色將以上色漿與基料置入攪拌機中進行攪拌，直至基料的表層均勻粘附色漿、形成外包裹層，其中色漿與基料的重量百分比為色漿1 5%，基料95 99% ；C、烘干將掛色后的基料投入內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)爐窯設(shè)備的動態(tài)烘干窯體，控制窯體轉(zhuǎn)速為 10 60轉(zhuǎn)/分、烘干溫度為50 200°C，加熱10 30min烘干形成色膜包裹層；d、燒結(jié)烘干后將帶色膜包裹層的基料引入內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)爐窯中動態(tài)燒結(jié)，控制窯體轉(zhuǎn)速為10 60轉(zhuǎn)/分、燒結(jié)溫度為450 1300°C，加熱10 30min，直至色膜包裹層達到熔融態(tài)、形成玻璃態(tài)彩砂外膜；e、形成玻璃態(tài)彩砂外膜的彩砂冷卻至室溫；f、留樣，編號、包裝出廠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種?；噬暗闹苽涔に?，其特征在于所述的水性粘結(jié)劑是濃度為1 3%的纖維素水溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種?；噬暗闹苽涔に?，其特征在于所述基料的顆粒細度為10 120目。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種玻化彩砂的制備工藝，其特征在于在步驟a中，色漿調(diào)配的具體步驟是將金屬氧化物燒結(jié)成色的無機顏料與水性粘結(jié)劑置入攪拌裝置中，以 60 360轉(zhuǎn)/分的速率攪拌3 15分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種?；噬暗闹苽涔に?，其特征在于所述的步驟b中，基料掛色的具體步驟是將基料與色漿置入攪拌裝置中，以10 60轉(zhuǎn)/分的速率攪拌15 30分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種?；噬暗闹苽涔に嚕涮卣髟谟谒龅牟襟Ea中，無機顏料是以金屬氧化物為色料借助熔劑燒結(jié)而成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的一種?；噬暗闹苽涔に嚕涮卣髟谟谒龅慕饘傺趸锸茄趸F、氧化鉻、氧化鈷、氧化鋯中的一種或至少兩種組成的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種?；噬暗闹苽涔に嚕涮卣髟谟谒龅牟襟Ed中，燒結(jié)溫度的控制是根據(jù)基料的成分劃分的，采用玻璃微珠為基料制備彩砂，燒結(jié)溫度控制為 450 700°C，采用石英砂為基料制備彩砂，燒結(jié)溫度控制為700 1300°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種?；噬暗闹苽涔に?，其特征在于形成玻璃態(tài)彩砂外膜的彩砂動態(tài)冷卻至室溫的時間控制在20-45分鐘。
全文摘要
一種玻化彩砂的制備工藝，解決了彩砂制作方法存在的工序復(fù)雜、成本過高以及制作得到的彩砂不耐雨水沖洗、易褪色的技術(shù)問題，采用的技術(shù)方案是，以石英砂或耐火石料或耐火石料或玻璃微珠為基料、包裹色漿燒結(jié)而成，關(guān)鍵在于彩砂的燒結(jié)工藝步驟，本發(fā)明在燒結(jié)的工藝步驟中，優(yōu)于現(xiàn)有燒結(jié)工藝的地方是現(xiàn)有技術(shù)由于燒結(jié)設(shè)備和技術(shù)的限制，其燒結(jié)溫度只能控制在表面色漿剛好達到始熔態(tài)，這樣色漿中的無機顏料只能是一顆顆獨立的顆粒淺淺的粘附在基料的表層；而本工藝可借助自主研發(fā)的內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)爐窯設(shè)備，將燒結(jié)溫度控制在色漿及基料表層同時達到玻璃流態(tài)的程度，使玻璃流態(tài)色漿與基料熔融態(tài)的表層相互滲透、粘結(jié)在一起，使成品彩砂在數(shù)百年后也不會脫色。
文檔編號C04B14/06GK102180609SQ20111003016
公開日2011年9月14日 申請日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者牛智勇 申請人:牛智勇