[发明专利]一种实现玻化彩砂活性着色的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种彩砂的高温着色方法，属于建筑领域，特别是一种借助内热式彩砂烧结炉及其配套工艺参数、实现玻化彩砂活性着色的方法。

背景技术

彩砂分为天然彩砂和人造彩砂。天然彩砂是通过直接破坏自然界的有色矿石而获得，大多数天然彩砂色泽混沌，强度差，容易分化，附着力弱，而少数色泽鲜艳的天然彩砂，价格昂贵，局限大。人造彩砂是通过在矿物颗粒表面包覆有色涂层获得，其特点是颜色均匀、色彩明快，可根据颜色需求进行加工，从而制备出丰富多彩的彩砂品种，满足人们的不同需求，在建筑装饰材料中占有很重要的地位。。人造彩砂的传统制造方法主要有三种：第一种，有机染料染色法；第二种，树脂固化法；第三种高温烧结法。但采用上述三种方法制备的彩砂均存在不同程度的缺陷：第一种方法中，有机染料不耐老化也不耐雨水冲洗，易褪色。第二种方法是用树脂混合无机色料涂布在石英砂表层，然后在200～300℃温度下烘烤固化着色，该方法制备的彩砂存在易老化、易褪色、着色不均匀的问题，同时由于其使用的粘结剂价格昂贵，增加了彩砂的制备成本。

第三种方法是将无机颜料和石英砂混合，经高温烧结成一体，然后经破碎、筛分成彩砂成品。但目前第三种方法制备彩砂的技术还不成熟，由于烧结设备采用的是外热式窑体，且不可旋转加热。挂好色浆的基料被直接投入窑体，静止进行烧结，烧结后的彩砂抱团呈整体结构，还需要再次破碎、筛分才能形成独立的彩砂颗粒，这样不但加大了生产耗能，彩砂的外着色壳层的质量也会在破碎的过程中出现瑕疵，甚至导致整颗彩砂破碎，成为残次品。其次，由于其采用的是外热式窑体，通过加热窑壁达到烧结的目的，不仅造成了热源的浪费，也限制了烧结温度不能控制的太高，若温度达到了基料的熔点，那么在色浆包裹层里边的基料就会熔化，直接导致不能成彩砂颗粒，若温度不达到或刚达到基料的熔点临界值，那么色浆包裹层只能是浅浅的粘附在基料表层，经风雨洗刷就会剥落或者掉色。

为解决上述问题，我们经过大量实验重新开发研制了一种耐久不退色的彩砂烧结工艺。

发明内容

本发明要解决现有技术中彩砂烧结工艺由于烧结设备以及技术的限制，得到的彩砂不耐雨水冲洗、易褪色的技术问题，对现有彩砂的烧结工艺进行了改进，提供了一种实现玻化彩砂活性着色的方法，使达到玻璃流态的色膜与基料表层相互渗透、粘结在一起形成玻化彩砂外膜。

本发明为实现发明目的采用的技术方案是，一种实现玻化彩砂活性着色的方法，本方法是基于包络色膜的基料进行动态烧结形成玻化色膜的工艺过程，其关键在于：所述方法借助彩砂烧结炉实现物料流动中加热，控制炉内物料温度沿炉窑轴线形成：升温-色膜初熔-动态保持-降温的阶梯形变化曲线、在动态保持阶段的温度梯度变化为高于初熔温度20-50℃；配套工艺参数包括窑体倾角3～10°、窑体转速5～30转/分、物料流量为50～250kg/h。

采用本方法活性着色的关键是：沿炉窑轴线形成的阶梯型变化曲线、以及窑体倾角、窑体转速、物料流量四个参数的相互配合，四者缺一不可。窑体倾角、窑体转速及物料流量是要实现物料流动，目的是避免在烧结窑体的高温环境中，物料粘结抱团，降低彩砂质量。物料的流动是为了配合沿炉窑轴线形成的阶梯型变化曲线，使物料流经整个阶梯型变化曲线正好完成一个烧结周期T。

采用本发明制备的彩砂，色泽鲜亮，色彩明丽，彩砂的耐老化性能得到了大大提高；同时可借助本方法严格控制温度梯度场的变化曲线，保证采用不同成分的彩砂基料或颜料均能通过合理控制温度制备出质量优良的彩砂。

附图说明

图1是本发明中阶梯形变化曲线的一个实施例。

附图中，t代表时间轴，temp代表温度轴，T代表烧结周期。

具体实施方式

一种实现玻化彩砂活性着色的方法，本方法是基于包络色膜的基料进行动态烧结形成玻化色膜的工艺过程，其关键在于：所述方法借助彩砂烧结炉实现物料流动中加热，控制炉内物料温度沿炉窑轴线形成：升温-色膜初熔-动态保持-降温的阶梯形变化曲线、在动态保持阶段的温度梯度变化为高于初熔温度20-50℃；配套工艺参数包括窑体倾角3～10°、窑体转速5～30转/分、物料流量为50～250kg/h。

上述的基料是石英砂或是玻璃微珠或是耐火石料，采用金属氧化物烧结成色的无机颜料与水性粘结剂按设计配比混合形成色浆、粘挂在基料表层烘干后形成色膜。

上述方法中还包括借助彩砂烧结炉内电加热元件实现以炉窑轴心为集热点、向炉窑壁扩散热量，并控制炉窑轴心温度高于炉窑壁温度50～150℃。