本發(fā)明涉及一種高溫?zé)Y(jié)彩砂的制備方法。
背景技術(shù)：
1、彩砂是一種廣泛應(yīng)用于建筑裝飾、工業(yè)地坪和藝術(shù)涂料的材料，其著色穩(wěn)定性、耐候性和耐磨性是衡量其質(zhì)量的重要指標(biāo)。傳統(tǒng)的彩砂制備方法主要包括染色法和低溫?zé)Y(jié)法，但這些方法存在著色不均勻、耐候性差、易褪色等問題。此外，某些彩砂在高溫環(huán)境下可能會發(fā)生色變或質(zhì)量劣化，限制了其在特殊環(huán)境中的應(yīng)用。因此，開發(fā)一種高溫?zé)Y(jié)彩砂的制備方法，以提高其著色穩(wěn)定性、耐磨性和環(huán)境適應(yīng)性，成為當(dāng)前研究的重點(diǎn)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是為了解決以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高溫?zé)Y(jié)彩砂的制備方法。
2、一種高溫?zé)Y(jié)彩砂的制備方法，包括以下步驟：
3、s1：原料預(yù)處理；
4、選用高純度石英砂，避免雜質(zhì)離子干擾燒結(jié)顯色；通過振動篩分將石英砂分為三級，其中粗砂粒徑為1.5-2.0mm，中砂粒徑為0.5-1.5mm，細(xì)砂粒徑為0.1-0.5mm；依次用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％稀鹽酸浸泡30min去除金屬氧化物，去離子水沖洗至中性，120℃烘干2h；
5、使用無機(jī)金屬氧化物作為著色劑對石英砂進(jìn)行著色，助熔劑使用硼砂與碳酸鈉按3:1的質(zhì)量分?jǐn)?shù)復(fù)配，降低釉層熔點(diǎn)至800℃以下，黏土選擇經(jīng)600℃煅燒2h脫除羥基的高嶺土，避免燒結(jié)氣泡缺陷；
6、s2：混合與造粒；
7、將著色劑與石英砂以質(zhì)量比1:8的混合比例投入造粒設(shè)備，并將水玻璃稀釋至質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％的濃度作為粘接劑噴霧加入，用量為總質(zhì)量的4％，造粒設(shè)備用高速離心式包衣機(jī)，通過離心力使著色劑均勻附著于砂粒表面，形成連續(xù)釉層；
8、之后使用流化床進(jìn)行干燥，干燥溫度80℃，風(fēng)速2m/s，干燥終點(diǎn)水分≤0.5％，干燥后顆粒表面粗糙度ra＜1μm；
9、s3：高溫?zé)Y(jié)；
10、預(yù)熱階段：使彩砂徹底脫除殘余水分及有機(jī)揮發(fā)物；
11、主燒結(jié)階段：使助熔劑熔融形成玻璃相，金屬氧化物離子擴(kuò)散至釉層；
12、高溫固色階段：促進(jìn)fe3+、co2+等離子與sio2晶格鍵合，形成穩(wěn)定尖晶石結(jié)構(gòu)；
13、氣氛控制：通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，防止金屬氧化物還原變色；
14、使用梯度降溫工藝對彩砂進(jìn)行降溫；
15、第一階段：避免玻璃相炸裂；
16、第二階段：控制晶型轉(zhuǎn)變應(yīng)力；
17、第三階段：防止驟冷導(dǎo)致微裂紋；
18、s4：后處理強(qiáng)化
19、采用溶膠-凝膠法噴涂乙醇分散液，在彩砂表面形成疏水涂層，進(jìn)行干燥后形成多孔疏水膜；
20、在疏水涂層表面磁控濺射沉積crn薄膜，對彩砂進(jìn)行耐磨處理；
21、通過三級超聲波振動篩對彩砂進(jìn)行分級，剔除燒結(jié)粘連顆粒。
22、作為進(jìn)一步改進(jìn)，s1中所述的高純度石英砂中的sio2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)含量
23、≥99.2％，干擾結(jié)色的雜質(zhì)離子包括fe3+、ca2+。
24、作為進(jìn)一步改進(jìn)，s1中所述的粗砂用于地坪骨料，中砂用于常規(guī)裝飾砂，細(xì)砂用于藝術(shù)涂料。
25、作為進(jìn)一步改進(jìn)，s1中所述的著色劑包括紅色系和藍(lán)色系，其中紅色系著色劑采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60-70％的fe2o3、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5-10％的mno2混合物，藍(lán)色系著色劑采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％的co3o4、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％的al2o3混合物。
26、作為進(jìn)一步改進(jìn)，s3中所述的高溫?zé)Y(jié)各個階段的溫度分別為：
27、預(yù)熱階段：300℃→500℃，升溫速率5℃/min，保溫30min；
28、主燒結(jié)階段：800℃→1000℃，升溫速率8℃/min，保溫1.5h；
29、高溫固色階段：1200℃→1300℃，升溫速率3℃/min，保溫30min。
30、作為進(jìn)一步改進(jìn)，s3中所述的梯度降溫工藝各個階段的溫度分別為：
31、第一階段：1300℃→800℃，速率10℃/min；
32、第二階段：800℃→400℃，速率5℃/min；
33、第三階段：400℃→室溫，自然冷卻。
34、有益效果：
35、高純度原料選擇：采用sio2含量≥99.2％的高純度石英砂，有效減少fe3+、ca2+等雜質(zhì)離子對顯色的干擾，提高彩砂的色彩純度和穩(wěn)定性。
36、優(yōu)化的著色體系：選用無機(jī)金屬氧化物作為著色劑，結(jié)合助熔劑降低釉層熔點(diǎn)，使金屬氧化物更均勻地擴(kuò)散，提高彩砂的顯色效果。
37、先進(jìn)的燒結(jié)工藝：通過分階段高溫?zé)Y(jié)，最高可達(dá)1300℃，并配合氮?dú)獗Ｗo(hù)環(huán)境，使彩砂的顏色更加穩(wěn)定，并形成穩(wěn)定的尖晶石結(jié)構(gòu)，提高耐候性。
38、梯度降溫技術(shù)：避免驟冷造成的微裂紋，提高彩砂的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性。
39、后處理強(qiáng)化：采用溶膠-凝膠法形成疏水涂層，并結(jié)合磁控濺射沉積crn薄膜，提高彩砂的耐磨性、防水性和耐化學(xué)腐蝕能力。
40、精細(xì)篩分技術(shù)：通過三級超聲波振動篩有效去除粘連顆粒，提高產(chǎn)品均勻性和質(zhì)量穩(wěn)定性。
1.一種高溫?zé)Y(jié)彩砂的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫?zé)Y(jié)彩砂的制備方法，其特征在于，s1中所述的高純度石英砂中的sio2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)含量≥99.2％，干擾結(jié)色的雜質(zhì)離子包括fe3+、ca2+。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫?zé)Y(jié)彩砂的制備方法，其特征在于，s1中所述的粗砂用于地坪骨料，中砂用于常規(guī)裝飾砂，細(xì)砂用于藝術(shù)涂料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫?zé)Y(jié)彩砂的制備方法，其特征在于，s1中所述的著色劑包括紅色系和藍(lán)色系，其中紅色系著色劑采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60-70％的fe2o3、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5-10％的mno2混合物，藍(lán)色系著色劑采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％的co3o4、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％的al2o3混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫?zé)Y(jié)彩砂的制備方法，其特征在于，s3中所述的高溫?zé)Y(jié)各個階段的溫度分別為：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫?zé)Y(jié)彩砂的制備方法，其特征在于，s3中所述的梯度降溫工藝各個階段的溫度分別為：