彩色陶瓷颗粒及其应用.pdf

本发明涉及一种彩色陶瓷颗粒，由粘土类硅酸盐原料烧结而成，其特征在于，所述彩色陶瓷颗粒是具有硬度大于莫式硬度7、吸水率小于2.0％、颗粒通体色彩鲜艳一致、耐磨且易施工的彩色陶瓷颗粒；所述彩色陶瓷颗粒含有一种或多种选自氧化铁、二氧化钛、氧化铬、氧化锌、金红石混合相颜料类、碳黑或其组合物的无机颜料；本发明还涉及该彩色陶瓷颗粒的制备方法及其应用。

1.  一种彩色陶瓷颗粒，由硅酸盐原料烧结而成，其特征在于，所述彩色陶瓷颗粒的原料，还包括耐温色剂，且所述彩色陶瓷颗粒硬度大于莫式硬度7、吸水率小于2.0％。

2.  根据权利要求1的彩色陶瓷颗粒，其特征在于，所述耐温色剂选自一种或多种，氧化铁、二氧化钛、氧化铬、氧化锌和金红石混合相颜料类以及碳黑、碳颜料等无机颜料以及偶氮的、喹吖啶酮的、酞菁的和二萘嵌苯的颜料以及靛类等有机颜料。

3.  根据权利要求2的彩色陶瓷颗粒，其特征在于，所述彩色陶瓷颗粒的原料中还包括一种或多种锆化合物，且所述锆化合物按照锆的氧化物换算，其重量含量为0.1％至1.5％。

4.  根据权利要求3中的彩色陶瓷颗粒，该彩色陶瓷颗粒具有在1100至2450g/cm³、特别是在1100至1300g/cm³范围的堆积密度，并且所述彩色陶瓷颗粒的堆积密度优选在1100至1200g/cm³的范围内。

5.  一种制备根据权利要求1至4中所述彩色陶瓷颗粒的方法，其特征在于，所述制备步骤为：
a)研磨，所述一种或多种原料；
b)混合，在a)中混入所述强化添加材料以及所述耐温色剂；
c)热处理，将b)放在一定的温度环境下热处理；
d)制粒，将上述c)按一定的粒度制粒；以及
e)烧结，使用特定程序将上述d)烧结。

6.  根据权利要求5的方法，其特征在于，在步骤c)中，所述热处理为在50摄氏度至80摄氏度、尤其65摄氏度下的烘干处理。

7.  根据权利要求5的方法，其特征在于，特定程序烧结e)，包括加热至1100摄氏度至1165摄氏度，且保温40分钟。

8.  根据权利要求1至4中任意一项的彩色陶瓷颗粒用于彩色防滑路面、路面标示、建筑物体装饰、防水屋顶、墙体外壁覆盖层的应用。

9.  使用根据权利要求1至5中任意一项的彩色陶瓷颗粒的复合建材。

10.  使用根据权利要求1至6中任意一项的彩色陶瓷颗粒的施工方法，其特征在于，所述施工方法包括：表面处理、树脂底涂、撒布陶瓷颗粒、回收余料、养生等施工步骤。

彩色陶瓷颗粒及其应用
技术领域
本发明涉及彩色建筑材料，具体地是用于路面，外墙体或屋顶的彩色陶瓷颗粒、其制备方法及其应用。
背景技术
目前市场上所能看到陶瓷颗粒，一般吸水率在15.0％至26.0％；其莫氏硬度为3至5，其硬度低且吸水率大，既不耐磨也不适用于施工，多半用于园林的彩色装饰，以起到美化园林和保持水分的作用。
所指陶瓷产品吸水率是陶瓷产品对水的吸附渗透能力，一般是用所吸附的水分重量与固体质量的比值来计算。目前，现有的强化陶瓷颗粒的生产，其成分以及烧成工序很难达到其吸水率＜＝15％。尤其是较轻的陶瓷颗粒。相对来说，重的陶瓷颗粒对原料要求较低而轻的陶瓷颗粒对材料要求很高。因此，历来对生产高性能高强度且保持一定堆积密度的陶瓷颗粒都被认为绝非易事，同时，陶瓷颗粒的表面需要有较厚的玻/陶体，且无裂纹以确保颗粒强度，降低吸水率。
目前一般道路的彩色防滑路面，对铺装骨料的硬度以及其吸水率的要求较高，无法采用现有的陶瓷颗粒作为铺装材料。而在一般道路中所需标示或者景观道路，较普遍的是采用彩色沥青混凝土路面或者彩砂(染色砂粒)树脂铺设。
彩色沥青混凝土路面一般是用脱色沥青加各种颜色的石料，色料以及添加剂等材料，在一定的温度下拌合，再经过摊铺，碾压而形成的，具有一定的强度和路用性能。但是该原料及其施工方法，前期准备工作时间长，集料如有色石料的来源有限，成本高投资大。并且彩色沥青路面没有很好的防滑效果。在日照高温情况下容易变形，从而易造成路面的破坏，出现甬包，裂纹等病害；更重要的是需要专业的摊铺设备并散发有害气体等缺点，不易推广。
另一种彩色防滑用的骨料是彩砂，用石英砂经过处理之后，再经过染色处理而成。尽管染色彩砂可以弥补天然彩砂色彩不鲜艳，品种不全等缺陷，但由于材料本身并非通体一色，仍然无法克服不耐磨，容易褪色的缺陷，而且由于其强度不够使得该材料在用于防滑路面时，摩擦力不够，防滑效果不佳。
其他一些采用彩色涂料等作为路面彩色化材料的，均因不耐磨，容易褪色而受到局限。
发明内容
鉴于上述材料的种种不足，本发明的目的是提供一种强度高且吸水率低的彩色陶瓷颗粒，用于防滑路面及路面彩色化工程，屋顶以及墙体外壁。该陶瓷颗粒通体一色，具有耐磨性，长期摩擦也不掉色，用特种树脂作为粘接剂，其强度大不脱落，并且由于陶瓷自身良好的隔热效果，可以抑制路面、屋顶、墙体温度随气温的升高而升高。
为了实现这一目的，提供一种彩色陶瓷颗粒，由硅酸盐原料烧结而成，该彩色陶瓷颗粒的原料，还包括耐温色剂，所述彩色陶瓷颗粒的硬度大于莫式硬度7、吸水率小于2.0％。
优选地，该彩色陶瓷颗粒所含耐温色剂选自一种或多种，氧化铁、二氧化钛、氧化铬、氧化锌和金红石混合相颜料类以及碳黑(碳颜料)等无机颜料以及偶氮的、喹吖啶酮的、酞菁的和二萘嵌苯的颜料以及靛类等有机颜料。
优选地，该彩色陶瓷颗粒原料中还包括一种或多种锆化合物，且所述锆化合物按照锆的氧化物换算，其重量含量为0.1％至1.5％。
优选地，该彩色陶瓷颗粒具有在1100至2450g/cm³、特别是在1100至1300g/cm³范围的堆积密度，并且所述彩色陶瓷颗粒的堆积密度优选在1100至1200g/cm³的范围内。
本发明的另一目的是，提供一种制备该彩色陶瓷颗粒的方法，其制备步骤为：
a)研磨，所述一种或多种原料；
b)混合，将a)中混入所述强化添加材料以及所述耐温色剂；
c)热处理，将b)放在一定的温度环境下热处理；
d)制粒，将上述c)按一定粒度制粒；以及
e)烧结，使用特定程序将上述d)烧结。
该制备方法，在步骤c)中，采用的热处理优选地为在50摄氏度至80摄氏度、尤其65摄氏度下的烘干处理。
且，该制备方法中，特定程序烧结e)是指使用专业设计的烧结窑炉，加热至1100摄氏度至1165摄氏度，且保温40分钟。
本发明的另一个目的是提供一种上述彩色陶瓷颗粒的应用，具体地，该彩色陶瓷颗粒用于彩色防滑路面、路面标示、建筑物体装饰、防水屋顶以及墙外壁覆盖层的应用。
本发明的另一个目的是提供使用上述彩色陶瓷颗粒所制成的复合材料。
本发明的另一个目的是提供的该彩色陶瓷颗粒的施工方法，所述施工方法包括：表面处理、底涂、树脂粘结剂的涂布、撒布陶瓷颗粒、回收余料、养生等施工步骤。
附图说明
图1，是示出本发明的彩色陶瓷颗粒的配方、化学成分及性能的参数表；
图2，是示出本发明制造彩色陶瓷颗粒制备方法的流程图；及
图3，是示出使用本发明的彩色陶瓷颗粒铺设彩色防滑路面的施工流程图。
具体实施方式
本发明所提供的高强度低吸水率的彩色陶瓷颗粒，用于铺设路面，屋顶以及墙体外壁。该陶瓷颗粒具有耐磨性能好，不掉色、并且由于陶瓷自身良好的隔热效果，可以抑制路面、屋顶、墙体温度随气温的升高而升高。
所述彩色陶瓷颗粒其原料，包括：以一定比例混合的高岭土、长石、石英、粘土；还包括：强化添加材料以及高温色剂。且所述高岭土、长石、石英、优选其粘土的比例为：70％、15％、10％，所述强化添加材料为一种或多种锆化合物类。如锆的氧化物，锆的硅酸盐，锆的氮化物，含锆的盐等。
且，锆化合物按照锆的氧化物换算，其重量含量为0.1％至1.5％。该彩色陶瓷颗粒的堆积密度在1100至1550g/cm3、特别是在1100至1300g/cm的范围，并且，其硬度大于莫式硬度7、吸水率小于2.0％。
其中，高温色剂是一种或多种有机颜料或无机颜料与一种或多种助剂的混合，耐高温色剂选自一种或多种，氧化铁、二氧化钛、氧化铬、氧化锌和金红石混合相颜料类以及碳黑(碳颜料)等无机颜料以及偶氮的、喹吖啶酮的、酞菁的和二萘嵌苯的颜料以及靛类等有机颜料。
本发明所提供的该彩色陶瓷颗粒的制备方法，在其研磨步骤a)中，可以选用格式球磨机、棒磨机、以及其他破碎/研磨机械。
混合步骤b)是将高温色剂的一种或多种有机颜料或无机颜料与一种或多种助剂的预先混合，再将这种混合原料混入步骤a)所获原料中，该材料的可以在常规的混合器中进行。也可以在一个球磨机或者其他破碎机械中进行该混合。
混合过程中需要严格控制原料粒度，控制在250目筛余小于3％以确保原料均一性，并且提高泥浆的可塑性，以及提高后续过程中半成品的致密性和强度。提高颜料的显色效果。
在步骤c)中，采用的热处理优选地为在50摄氏度至80摄氏度、尤其65摄氏度下的烘干处理；也可以是自然风干或者余热烤干。
另外，该制备方法中，特定程序烧结e)，包括高温加热至1100摄氏度至1165摄氏度，且保温40分钟。根据原料的不同，烧结温度也不相同，该处所述温度为以长石为原料的一例，其他实施例参考说明书附图1的实验数据。
烧结工序直接影响到产品的性能，根据所采用的粘土不同，其熔点也不尽相同，例如，利用钾长石与钾微斜长石的共熔点可以降低至956摄氏度，而此时石英和片高岭石开始在其熔体中溶化。从而增宽烧结范围并且提高强度，满足陶瓷颗粒颜料的最佳显色温度。说明书附图1中列举了本发明采用其他各种原料所得试验结果，按照不同的比例烧成不同颜色的陶瓷颗粒，其参数有所不同，但其硬度和吸水率皆在所期待的范围内。
使用彩色陶瓷颗粒的施工方法，包括：表面处理、底涂、树脂粘结剂的涂布、撒布陶瓷颗粒、回收余料、养生等施工步骤。具体地是：
a)清除施工范围内的尘土、砂砾等杂物，对原有水泥或者沥青地面进行表面处理；
b)在水泥路面基础上涂布树脂，具体地是在路面上喷涂树脂进行底涂；
c)在底涂的基础上，涂布一定量的树脂粘结剂；
d)在底涂树脂上用铁铲等工具均匀地撒上上述彩色陶瓷颗粒；
e)确认树脂已经硬化后，将未能与树脂黏着的彩色陶瓷颗粒余料回收；
f)用覆盖物等对施工范围内路面、划线等进行保护养生。
防滑效果试验