天然石材無機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時進行著色效果較好；可以調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，提高天然石材價值，學者們開始了石材表面修飾和石材著色領域研究。本研究以天然石材為研究對象，以無機金屬鹽為著色劑，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 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）01（c）-0103-01

隨著國家城市建設的突飛猛進，人們對生產和生活環境美化的要求不斷提高，被譽為“古老而長青、傳統而新潮”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 實驗

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℃）進行氧化顯色30 min使石材著色。

2 結果與討論

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著色效果的影響實驗，可以看出，在150℃干燥時著色效果較差，浸透深度淺，主要原因是干燥溫度太低時，不能將石材內部水分及可揮發物質除去，而導致著色液在滲入縫隙過程受到阻礙無法滲入石材內部。當干燥溫度達到200℃時，石材整體滲入效果改善，著色效果增加；當干燥溫度高于250℃時，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，導致著色液在石材表面急速發生氧化反應或石材中活性組分與著色液結合，導致石材表面會出現斑點破壞石材的美觀。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210℃干燥石材在不同FeCl3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，石材顏色加深，當著色液濃度為150～200 g/L時石材顯色效果較佳。

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FeCl3溶液浸泡后石材經高溫氧化，其顏色隨著氧化溫度的升高顏色加深。當氧化溫度為300℃時石材顏色較好，仿真效果較佳，與部分高檔天然石材相似度較高。當氧化溫度為350℃時石材表面黑斑增多，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，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 結語

以無機金屬鹽為著色劑對天然石材著色效果進行研究。結果表明：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，可以調配不同金屬離子來控制染色石材的顏色。

參考文獻

[1] 曾志堅.天然石材著色方法及其制品[J].技術與市場，2009，16（4）：1.

[2] 秦旅.花崗石著色的研究[J].新型建筑材料，1999（2）：54.

[3] 薛志成.國外天然石材著色技術新進展[J].石材，2006（5）：33.

[4] 李旦生.石材表面著色的技巧[J].石材，2005（11）：6.

[5] 李仲謹，馬素德，魏紅，等.兩步法花崗巖染（藍）色[J].西北輕工業學院學報，2002（20）：11.

[6] 黃黨睦，陳彰明，林文焰，等.花崗石的著色技術[J].中國，CN00131916.7.