一种耐水性能优异的人工彩砂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种耐水性能优异的人工彩砂及其制备方法，所述人工彩砂按重量份计主要由以下组分制备得到：着色基材1000份；色粉5份～15份；无机胶黏剂25份～35份；其中，无机胶黏剂由钠水玻璃和两性氧化物的缓冲液组成。本发明专利技术通过采用价格低廉的钠水玻璃作为无机胶黏剂，采用价格低廉的两性氧化物的缓冲液来改善钠水玻璃的耐水性能，继而制得具有有益耐水性能的人工彩砂无机胶黏剂，将钠水玻璃作为彩砂胶黏剂的工业化配方主体从不可能变为可能，进一步推动人工彩砂在建筑涂料工业的推广。

An excellent water resistance of artificial sand and preparation method thereof

The present invention provides an excellent water resistance of artificial sand and its preparation method, the artificial sand by weight is mainly composed of the following components: prepared coloring substrate 1000; toner 5 ~ 15; inorganic adhesive 25 ~ 35; among them, inorganic adhesive by buffer solution of sodium water glass and amphoteric oxide composition. The invention adopts sodium water glass with low price as an inorganic adhesive, water resistance buffer with amphoteric oxide low price to improve the sodium water glass, artificial sand and inorganic adhesive prepared with good water resistance, the sodium silicate sand as the adhesive formulation main body can never become industrialized, further promotion artificial sand promote in architectural coatings industry.

【技术实现步骤摘要】
一种耐水性能优异的人工彩砂及其制备方法
本专利技术属于建筑涂料领域，涉及一种人工彩砂及其制备方法，尤其涉及一种耐水性能优异的人工彩砂及其制备方法。
技术介绍
彩砂作为一种装饰材料一直以来都是建筑涂料的重要骨料，并且以色彩鲜艳、性能稳定、质感丰富、无毒和环保等优点在建筑材料中占有重要的地位。随着建筑业的快速发展，个性化的涂料饰面已经成为目前建筑涂料外装的主流，如质感涂料、仿砖涂料、仿石涂料和多彩涂料等。真石漆涂料采用天然花岗岩碎粒作为着色料，具有优良的耐候性，可长时间保护建筑物的美观，能在任何形状的建筑曲面上施工，可喷涂成多色的大理石效果，充分展现天然石材的独特造型和丰富质感，深受人们的喜爱。随着高层比例的增大，真石漆的需求量越来越大。目前，生产真石漆的原材料彩砂为天然彩砂，随着环保政策对于矿源的严格要求，天然彩砂的供应越来越受限。同时，天然彩砂由于从自然界中直接破碎，所以大多数色泽混沌，强度差，容易粉化，而那些色泽鲜艳的天然彩砂，数量较少，且价格昂贵，局限性大。人工彩砂由石英砂或者钙砂着色而成，色泽多样、丰富、色彩鲜艳，颜色一致，粒度均匀硬度高，耐久性好，已逐渐成为生产现代真石漆涂料的首选材料。目前为止，国内人工彩砂的生产工艺有两种：一种是用有机胶黏剂包裹颜料的染色法，如CN104150797A和CN104261711A中均介绍了有关人工彩砂的制备方法，所述方法主要以丙烯酸酯类及有机硅类树脂等胶黏剂为首选，但是由于该法采用的有机树脂的耐老化性能有限，导致彩砂在长时间照射下容易出现褪色问题，并且由于有机树脂的特性，耐磨性很难保证真石漆的日常调色需求；第二种是高温烧结法，采用无机颜料、低熔点物和石英砂混合，然后在1200℃～1350℃的高温结成一体，然后经破碎、筛分成彩砂成品，但是该类方法制备砂的缺点是能耗大，工艺复杂并且颜色不易控制。同时，也有采用陶瓷彩釉烧结原理来制备彩砂的方法，但是该工艺对基体材料的要求较高，控制颜色也比较困难，常常还需要进行二次包裹，极大地提高了生产成本。虽然烧结法的成本较高，但是提供了一个非常有效的制砂思路，即采用无机胶黏剂以及耐候性优良的无机色粉，在环保并且能耗较低的工艺下制作，既能满足建筑涂料对于饰面彩砂的要求(参见《JC/T2328-2015建筑饰面材料用彩砂》)，同时又能满足涂料企业对于性价比的需求。为了克服上述这些方法的缺点，人们对人工彩砂的制备方法进行了多方面的改进，其中一个重要的方法就是采用无机胶黏剂以及耐候性优良的无机色粉。CN105753408A公开了一种人工彩砂及其制备方法，其中人工彩砂的原料组分主要包括：颗粒料100份，无机胶凝料5-15份，无机颜料0.5-2份，包膜剂0.2-1.0份，自来水10-15份，其产品通过制浆-着色-养护-包膜加工工序制备而成。但是此种方法仍存在不足之处，其用量成本较高，工艺流程繁琐，制得的彩砂耐水性能较差。CN105130378A公开了一种人工彩砂着色剂以及使用该着色剂的人工彩砂及制备方法，该人工彩砂由所述复合着色剂与碎石砂料制成，其中，所述复合着色剂包括钾水玻璃、水性树脂乳液、无机酸或有机酸、填料、稳定剂、固化剂、色粉和水。该方案可提供耐磨性能好、与水性树脂乳液相容性好的着色剂，并且使得使用这种着色剂的人工彩砂具有同样的性质，此外无需高温煅烧。但是该方案存在着钾水玻璃成本高昂、用量大，使得彩砂产品性价比低，原材料成本高的问题。现有技术中采用烧结法制砂中，无机胶黏剂通常选择为水玻璃，为了达到标准通常选用耐水性优良的钾水玻璃以及锂水玻璃，但是该两种原料用量大且价格高，达不到性价比的要求。虽然钠水玻璃的价格足够低，但是其耐水性能即抗吸湿性非常差。因此，如何研究出一种以钠水玻璃作为无机胶黏剂制备耐水优异的人工彩砂是亟需解决的问题。
技术实现思路
针对现有人工彩砂及其制备方法中存在的原料成本高以及耐水性能差的问题，本专利技术提供了一种具有优异耐水性能的人工彩砂及其制备方法。本专利技术通过采用价格低廉的钠水玻璃作为无机胶黏剂主体，采用价格低廉的两性氧化物的缓冲液来改善钠水玻璃的耐水性能，继而制得具有有益耐水性能的人工彩砂无机胶黏剂，将钠水玻璃作为彩砂胶黏剂的工业化配方主体从不可能变为可能，进一步推动人工彩砂在建筑涂料工业的推广。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种人工彩砂，所述人工彩砂按重量份计主要由以下组分制备得到：着色基材1000份；色粉5份～15份；无机胶黏剂25份～35份；其中，无机胶黏剂由钠水玻璃和两性氧化物的缓冲液组成。其中，色粉的重量份可为5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份或15份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；无机胶黏剂的重量份可为25份、26份、27份、28份、29份、30份、31份、32份、33份、34份或35份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。本专利技术中，无机胶黏剂采用钠水玻璃，其用量较现有的钾水玻璃和锂水玻璃少，且单价更低，但是由于钠水玻璃的耐水性能(即抗吸湿性)比较差，进而需要通过两性氧化物的缓冲液来改善钠水玻璃的耐水性能，进而改善制得的彩砂的耐水性能。以下作为本专利技术优选的技术方案，但不作为本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好的达到和实现本专利技术的技术目的和有益效果。作为本专利技术优选的技术方案，所述人工彩砂按重量份计主要由以下组分制备得到：着色基材1000份；色粉10份；无机胶黏剂30份。作为本专利技术优选的技术方案，所述着色基材为硅砂、白砂或石英砂中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：硅砂和白砂的组合，，硅砂、白砂和石英砂的组合，白砂和石英砂的组合等。优选地，所述着色基材的粒径为20目～40目，例如20目、25目、30目、35目或40目等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，所述色粉为无机色粉。作为本专利技术优选的技术方案，所述无机胶黏剂按重量份计由以下组分组成：钠水玻璃100份；两性氧化物的缓冲溶液5份～15份。其中，两性氧化物的缓冲溶液的重量份可为5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份或15份等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。本专利技术中，由于单纯采用两性氧化物与钠水玻璃混合，存在两性氧化物无法在钠水玻璃中有效溶解的问题，因而需要制备两性氧化物的缓冲溶液，使两性氧化物形成亚稳状态的络合物，进而改善两性氧化物在钠水玻璃中的溶解问题。所述两性氧化物对钠水玻璃中吸水性较强的钠离子具有封闭作用，但其溶解需要一定的条件。未添加缓冲溶液的钠水玻璃耐水性非常差，在制备彩砂过程中会使色粉全部漏出；但是，缓冲溶液虽然对于钠水玻璃的耐水性有一定改善，其含量也需要控制在一定范围内。缓冲溶液的用量并非越高越好，随着两性氧化物含量的升高，碱性增强，水合过快，胶黏剂稠度上升非常明显，对于钠离子的吸附更加牢固，反而不利于胶黏剂的操作使用，使彩砂的耐水性能降低。优选地，所述无机胶黏剂按重量份计由以下组分组成：钠水玻璃100份两性氧化物的缓冲溶液10份。作为本专利技术优选的技术方案，所述两性氧化物的缓本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种人工彩砂，其特征在于，所述人工彩砂按重量份计主要由以下组分制备得到：着色基材                      1000份；色粉                          5份～15份；无机胶黏剂                    25份～35份；其中，无机胶黏剂由钠水玻璃和两性氧化物的缓冲液组成。

【技术特征摘要】
1.一种人工彩砂，其特征在于，所述人工彩砂按重量份计主要由以下组分制备得到：着色基材1000份；色粉5份～15份；无机胶黏剂25份～35份；其中，无机胶黏剂由钠水玻璃和两性氧化物的缓冲液组成。2.根据权利要求1所述的人工彩砂，其特征在于，所述人工彩砂按重量份计主要由以下组分制备得到：着色基材1000份；色粉10份；无机胶黏剂30份。3.根据权利要求1或2所述的人工彩砂，其特征在于，所述着色基材为硅砂、白砂或石英砂中任意一种或至少两种的组合；优选地，所述着色基材的粒径为20目～40目；优选地，所述色粉为无机色粉。4.根据权利要求1-3任一项所述的人工彩砂，其特征在于，所述无机胶黏剂按重量份计由以下组分组成：钠水玻璃100份；两性氧化物的缓冲溶液5份～15份；优选地，所述无机胶黏剂按重量份计由以下组分组成：钠水玻璃100份两性氧化物的缓冲溶液10份。5.根据权利要求1-4任一项所述的人工彩砂，其特征在于，所述两性氧化物的缓冲液中的两性氧化物为氧化锌和/或氧化铝；优选地，所述两性氧化物的缓冲液中两性氧化物的浓度为1wt％～16wt％，优选为4wt％～15wt％；优选地，所述两性氧化物的缓冲溶液的制备方法为：将碳酸氢盐、碱性溶液、两性氧化物以及溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹旭光，
申请(专利权)人：上海贝塔建筑科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31