天然石材無機(jī)金屬鹽著色工藝研究

陳孝云

摘 要：以天然石材為研究對象，無機(jī)金屬鹽為著色劑。研究了石材干燥溫度、著色劑濃度、氧化顯色溫度等對天然石材著色效果的影響。結(jié)果表明，干燥溫度200℃～220℃、氧化顯色溫度280℃～300℃、著色液濃度150～200mg/L時(shí)進(jìn)行著色效果較好；可以調(diào)配不同金屬離子來控制染色石材的顏色。為了改善天然石材的色澤和紋理，提高天然石材價(jià)值，學(xué)者們開始了石材表面修飾和石材著色領(lǐng)域研究。本研究以天然石材為研究對象，以無機(jī)金屬鹽為著色劑，研究了不同工藝條件下天然石材的著色效果。

關(guān)鍵詞：天然石材 金屬離子 著色 氧化顯色

中圖分類號：TQ630.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）01（c）-0103-01

隨著國家城市建設(shè)的突飛猛進(jìn)，人們對生產(chǎn)和生活環(huán)境美化的要求不斷提高，被譽(yù)為“古老而長青、傳統(tǒng)而新潮”的裝飾材料—— 石材，深受人們青睞。許多樓宇、館所、公園、廣場等都采用了石材進(jìn)行裝飾。但由于天然石材受形成過程和所含礦物成分的影響，其色澤比較單一、紋理不均，對美觀造成了影響。

1 實(shí)驗(yàn)

將石材放入馬弗爐在（150、180、200、220、250℃）下干燥1h，取出浸入pH=5的著色劑（50、100、150、200、250g/L），浸泡1h后取出石材晾干，然后放入馬弗爐中在（200、250、300、350℃）進(jìn)行氧化顯色30 min使石材著色。

2 結(jié)果與討論

2.1 干燥溫度對石材著色效果影響

圖1為干燥溫度對石材FeCl3著色效果的影響實(shí)驗(yàn)，可以看出，在150℃干燥時(shí)著色效果較差，浸透深度淺，主要原因是干燥溫度太低時(shí)，不能將石材內(nèi)部水分及可揮發(fā)物質(zhì)除去，而導(dǎo)致著色液在滲入縫隙過程受到阻礙無法滲入石材內(nèi)部。當(dāng)干燥溫度達(dá)到200℃時(shí)，石材整體滲入效果改善，著色效果增加；當(dāng)干燥溫度高于250℃時(shí)，石材著色后表層顏色加深，其原因是石材溫度與著色液溫度相差過大，導(dǎo)致著色液在石材表面急速發(fā)生氧化反應(yīng)或石材中活性組分與著色液結(jié)合，導(dǎo)致石材表面會出現(xiàn)斑點(diǎn)破壞石材的美觀。由此可見石材適宜的干燥溫度為200℃～220℃。

2.2 不同著色液濃度對石材著色的影響

圖2為經(jīng)210℃干燥石材在不同F(xiàn)eCl3著色液濃度下著色效果，可以看出隨著色液濃度的升高，著色效果增強(qiáng)，石材顏色加深，當(dāng)著色液濃度為150～200 g/L時(shí)石材顯色效果較佳。

2.3 不同氧化溫度著色對石材顯色的影響

圖1為氧化顯色溫度對石材著色效果的影響，可以看出，經(jīng)FeCl3溶液浸泡后石材經(jīng)高溫氧化，其顏色隨著氧化溫度的升高顏色加深。當(dāng)氧化溫度為300℃時(shí)石材顏色較好，仿真效果較佳，與部分高檔天然石材相似度較高。當(dāng)氧化溫度為350℃時(shí)石材表面黑斑增多，整體光澤度下降。由此可見石材適宜氧化顯色溫度為300℃。

2.4 Fe/Mn離子混合著色石材

圖2為不同比例的Fe/Mn離子混合對石材著色效果試驗(yàn)，可以看出隨著Mn離子濃度的加大，石材的顏色逐漸從紅色、暗紅色、紅褐色、咖啡色、暗黑色過度變化。

4 結(jié)語

以無機(jī)金屬鹽為著色劑對天然石材著色效果進(jìn)行研究。結(jié)果表明：石材較佳的著色工藝：干燥溫度200℃～220℃、高溫氧化顯色溫度280℃～300℃、著色液濃度為150～200 g/L；另外，可以調(diào)配不同金屬離子來控制染色石材的顏色。

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