專利名稱：一種顏料用于混凝土制品的方法
技術領域：
本發明涉及一種顏料用于混凝土制品的方法，特別是提供混凝土制品制作的水灰比，且防止顏料的褪色和混凝土制品的泛堿現象的混凝土的制作制作方法。
當混凝土要具有彩色面層時，用水泥粘結的建筑材料，例如混凝土、灰漿、磚、混凝土砌塊、路面板和屋面瓦等，一般是用無機顏料著色，優選使用氧化鐵。氧化鐵顏料有各種顏色可供采用，例如紅、黑、褐和黃色。使用這些顏料的混合物，有可能得到很多種色調。
顏料，通常以粉末形式用來使混凝土制品著色。粉末形式具有容易分散的優點。顏料粉末在最多幾分鐘的短時間內均勻分布在混凝土混合物中。這些彩色混凝土制品的一個缺點是，在建材工業通常采用的短的混合時間內，顏料的彩色強度不能充分發展。因此，無須使用大量的顏料使混凝土制品達到指定的彩色強度。
因此，本發明的目的之一是改進彩色混凝土制品的彩色強度而又不影響這些制品的使用性能。
這一目的可以根據本發明采用下述的氧化鐵與水溶性木質素磺酸鹽的混合物作為著色劑來實現。
美國專利4,946,505公開了使用各種粘合劑(包括木質素磺酸。鹽)作為將氧化鐵粉粘結成較大的氧化鐵顆粒的成粒劑。但是，該文獻末提到木質素磺酸鹽對所形成的混凝土制品有任何顏色的增強作用。
已知木質素磺酸鹽還是制造彩色混凝土的分散劑。但是，在使用粉末狀的氧化鐵顏料時，一般不需要使用這種分散劑。
美國專利3,068,109介紹了使用氧化鐵顏料、火山灰和任意力口入的分散劑(例如木質素磺酸鈉)的摻混物來增強彩色混凝土制品的顏色。該文獻中提到，火山灰與無機顏料的比例至少必須為5∶1才能提高彩色強度。若火山灰的數量少于此值，則制品的顏色不均勻，而且需要用更多的顏料才能達到同樣的彩色強度。
本發明涉及一種組合物，其中合有由平均粒度小于80μm的氧化鐵顏料粉末和占該顏料重量0.5-5％的一種水可分散或水溶性的多元醇類物質構成的物理混合物，該組合物中每1份顏料合有不到2份的火山灰。
本發明還涉及用以下步驟制造彩色混凝土制品的方法a)制備一個漿體，其中合有平均粒徑小于80μm的氧化鐵顏料粉末、占顏料重量0.5-5％的一種水可分散或水溶性的多元醇類物質干口至少一部分為形成彩色混凝土制品所必需的水，該漿體中每1份顏料合有不到2份的火山灰，b)將所形成的漿體與集料、水泥及其余的水(如果有的話)混合，形成彩色混凝土制品。
根據本發明，“物理混合”一詞意味著顏料粉末是與彩色增強添加劑相摻混，而不是象美國專利4,946,505中所介紹的使用彩色增強添力口劑作為造粒劑將顏料粉末粘結成顆粒。適合用于本發明的顏料粉末是氧化鐵顏料，它有各種顏色可供采用，例如褐色、黃色，紅色和黑色。本發明特別優選的是紅色氧化鐵顏料，它具有最大的顏色增強作用。這些顏料的平均粒度小于80μm，優選小于20μm，最好是小于15μm。
根據本發明，顏料粉末是與水可分散或水溶性的多元醇類物質組合使用。除了是丙二醇或丁二醇以外，水可分散或水溶性的多元醇類物質還包括丙二醇或丁二醇和其中還包含游離酸基(優選磺酸鹽)的多元醇類物質。雖然這些化合物不是水可分散的或水溶性的，但是它們可以與已知的乳化劑摻混以增加其親水性，從而使它們能在水中分散或溶解。適用的還有未磺化的木質素的水溶性鹽，其中該鹽由下述的陽離子中和木質素中合有的羧基或酚基形成。
為了根據本發明獲得顏色強度改進，磺化木質素水溶性鹽的用量應為顏料粉末重量的0.5％至5％，優選12至3％。
與美國專利3,068,109的說法不同，本發明組合物只要是顏料與本發明彩色增強劑相摻混，就不需要用火山灰來提高顏料的彩色強度。本發明的組合物每1份顏料合有不到2份火山灰，優選少于1份火山灰。最好是，本發明的組合物不合火山灰。
顏料和彩色增強添加劑可以通過在加水之前與干的集料或水泥相摻混的方式加到混凝土制品中。但是最好是形成合有顏料粉末和彩色增強劑的漿體，再將所形成的槳體與集料、水泥和任何剩余的水份混合以形成彩色混凝土制品。如果不是將顏料粉末和彩色增強添加劑與集料和混凝土于混而是先形成漿體，則制得的混凝土制品的彩色強度增強。
與顏料粉末和彩色增強添加劑摻混以形成漿體的水量并不嚴格，其數量范圍可以從要用來制備混凝土制品的全部水到足以形成固體含量少于80％重量、優選少于652重量的漿體的水量。足以形成漿體的最低水量取決于顏料的顏色，例如，制備合黃色或黑色氧化鐵顏料的漿體比制備合紅色氧化鐵顏料的漿體需要更多的水。通常使用用來制備混凝土制品的總水量的5-40％就足以形成漿體。
采用成漿法來制造彩色混凝土在使用自動計量裝置加入制備混凝土所需的各組分的混凝土制造設備中尤其有用。因為顏料粉末粒度很細和有形成聚集體及團塊的傾向，所以很難計量顏料粉末，將粉末轉化成漿體對于使用自動計量裝置有利。因此，為了在這些設備中使用本發明，只需要另外再將彩色增強添加劑加到合顏料的粉末的漿體中。
下列實施例進一步說明了本發明，但并非是對本發明的限制，除非另外指明，其中的所有份數和百分數均指重量。
實施例1一般制造步驟用50份氧化鐵、1份彩色增強劑和49份水制備漿體。顏料是紅色氧化鐵顏料(Bayferrox紅110，Milles公司)、黃色氧化鐵顏料(Bayferrox黃420，Hiles公司)或黑色氧化鐵顏料(Bayferrox黑330，Miles公司)。顏料和彩色增強劑的類型列在表中。
混凝土由30份白色普通硅酸鹽水泥、90份白色石英砂、1.8克上述漿體和10.52份水制成。將混合物壓制成2英寸X4英寸的試樣，固化并干燥。然后用反射光度計以45/0測定角測定混凝土的彩色強度。在實施例和對照實施例中得到的各混凝土表面沿整個橫向作三次測定，然后平均。為計算著色力(彩色強度)，使用以下參數CIE標準光源C，1964CIE輔助標準觀測儀(10觀測)，包括鏡面元件。
對照實施例得到的結果證實，顏料分散劑一般不適合作為彩色增強添加劑。因此，只有本發明的多元醇類物質顯著地增強顏色這一事實，一定是令人驚奇和出乎意料的。
實施例2(對照)為證實在使用本發明的成漿法時獲得的改進，用97.5份紅色氧化鐵顏料和2.5份Reax85A分散劑配制成均勻摻混物。然后用30份白色普通硅酸鹽水泥、90份白色石英砂、0.9克均勻摻混物和u.4份水制成混凝土。將混凝土壓制成2英寸X4英寸的試樣，固化并干燥按照上述測定出彩色強度為107.85。
實施例3(對照)重復實施例2，不同之處在于在制備混凝土時先加氧化鐵顏料，隨后加入分散劑。按上述測得的彩色強度值為105.68。
實施例2和3中得到的彩色強度值比用本發明的成漿法加入Reax85A時得到的彩色強度(即表中列出的124.76)低得多。彩色強度的差別顯示了用成漿法制備彩色混凝土制品時可以得到的改進。
權利要求
1.一種組合物，其中合有平均粒徑小于80μm的氧化鐵顏料粉末和占顏料重量0.5-5％的水可分散或水溶性的合木質素化合物的物理混合物，該組合物中每1份顏料合不到2份的火山灰。
2.權利要求1的組合物，其中的氧化鐵粉末合一種紅色的氧化鐵粉末。
3.權利要求1的組合物，其中水可分散的或水溶性的合木質素化合物是磺化木質素的水溶性鹽。
4.權利要求2的組合物，其中水可分散的或水溶性的多元醇類物質是丙二醇或丁二醇水溶性鹽。
5.權利要求3的組合物，其中磺化木質素的水溶性鹽是鈉鹽。
6.權利要求4的組合物，其中磺化木質素的水溶性鹽是鈉鹽。
7.一種制備彩色混凝土制品的方法，其中包括a)制備一個漿體，其中合有平均粒度小于80μm的氧化鐵顏料粉末和占顏料重量0.5-5％的水可分散或水溶性的多元醇類物質，以及至少一部分為制成彩色混凝土制品所需的水，該漿體中每1份顏料含不到2份火山灰，b)將所形成的漿體與集料、水泥和剩余的水(如果有的話)混合，形成彩色混凝土制品。
8.權利要求7的方法，其中氧化鐵顏料粉末合有一種紅色氧化鐵顏料粉末。
9.權利要求7的方法，其中多元醇類物質的水溶性鹽是鈉鹽。
10.權利要求7的方法，其中水可分散或水溶性的多元醇類物質丙二醇或丁二醇。
11.權利要求8的方法，其中水可分散或水溶性多元醇類物質是丙二醇或丁二醇。
全文摘要
本發明公開了一種顏料用于混凝土制品的方法，其特征是提供混凝土制品制作的水灰比，防止顏料的褪色和混凝土制品的泛堿現象。本發明又涉及一組合物，含平均粒度小于80μm氧化鐵顏料粉末和占顏料重0.5－5％水可分散或水溶性含木質素化合物構成物理混合物，每1份顏料含不到2份火山灰。本發明涉及一制造彩色混凝土制品方法，a)制備一漿體，含平均粒度小于80μm氧化鐵顏料粉末和占顏料重0.5－ 5％水可分散或水溶性含木質素化合物，至少一部分為制造彩色混疑土制品所需的水，每1份顏料含不到2份火山灰。b)將漿體與集料、水泥和剩余水(如有)混合，形成彩色混凝土制品。
文檔編號C04B24/00GK1854102SQ20051002525
公開日2006年11月1日 申請日期2005年4月21日 優先權日2005年4月21日
發明者秦澤榮, 張曉萍 申請人:上海一品國際顏料有限公司