[发明专利]彩色增强的氧化铁和制造彩色混凝土制品的方法

说明书

本发明涉及一种作为彩色增强剂的含氧化铁颜料及水可分散或水溶性含木质素化合物的组合物以及制造彩色强度改进的彩色混凝土制品的方法。

当混凝土要具有彩色面层时，用水泥粘结的建筑材料，例如混凝土、灰浆、砖、混凝土砌块、路面板和屋面瓦等，一般是用无机颜料着色，优选使用氧化铁。氧化铁颜料有各种颜色可供采用，例如红、黑、褐和黄色。使用这些颜料的混合物，有可能得到很多种色调。

颜料，通常以粉末形式用来使混凝土制品着色。粉末形式具有容易分散的优点。颜料粉末在最多几分钟的短时间内均匀分布在混凝土混合物中。这些彩色混凝土制品的一个缺点是，在建材工业通常采用的短的混合时间内，颜料的彩色强度不能充分发展。因此，无须使用大量的颜料使混凝土制品达到指定的彩色强度。

因此，本发明的目的之一是改进彩色混凝土制品的彩色强度而又不影响这些制品的使用性能。

这一目的可以根据本发明采用下述的氧化铁与水溶性木质素磺酸盐的混合物作为着色剂来实现。

美国专利4，946，505公开了使用各种粘合剂（包括木质素磺酸盐）作为将氧化铁粉粘结成较大的氧化铁颗粒的成粒剂。但是，该文献未提到木质素磺酸盐对所形成的混凝土制品有任何颜色的增强作用。

已知木质素磺酸盐还是制造彩色混凝土的分散剂。但是，在使用粉末状的氧化铁颜料时，一般不需要使用这种分解剂。

美国专利3，068，109介绍了使用氧化铁颜料、火山灰和任意加入的分散剂（例如木质素磺酸钠）的掺混物来增强彩色混凝土制品的颜色。该文献中提到，火山灰与无机颜料的比例至少必须为5∶1才能提高彩色强度。若火山灰的数量少于此值，则制品的颜色不均匀，而且需要用更多的颜料才能达到同样的彩色强度。

本发明涉及一种组合物，其中含有由平均粒度小于50μm的氧化铁颜料粉末和占该颜料重量0.5-5%的一种水可分散或水溶性的含木质素化合物构成的物理混合物，该组合物中每1份颜料含有不到2份的火山灰。

本发明还涉及用以下步骤制造彩色混凝土制品的方法：

a）制备一个浆体，其中含有平均粒度小于50μm的氧化铁颜料粉末、占颜料重量0.5-5%的水可分散或水溶性的含木质素化合物，以及至少一部分为制成彩色混凝土制品所需的水，该浆体中每1份颜料含不到2份火山灰，

b）将所形成的浆体与集料、水泥和剩余的水（如果有的话）混合，形成彩色混凝土制品。

根据本发明，“物理混合”一词意味着颜料粉末是与彩色增强添加剂相掺混，而不是象美国专利4，946，505中所介绍的使用彩色增强添加剂作为造粒剂将颜料粉末粘结成颗粒。

适合用于本发明的颜料粉末是氧化铁颜料，它有各种颜色可供采用，例如褐色、黄色、红色和黑色。本发明特别优选的是红色氧化铁颜料，它具有最大的颜色增强作用。这些颜料的平均粒度小于50μm，优选小于20μm，最好是小于15μm。

根据本发明，颜料粉末是与水可分散或水溶性的含木质素化合物组合使用。除了磺化木质素的水溶性盐以外，水可分散或水溶性的含木质素化合物还包括未磺化的木质素和其中还包含游离酸基（优选磺酸盐）的含木质素化合物。虽然这些化合物不是水可分散的或水溶性的，但是它们可以与已知的乳化剂掺混以增加其亲水性，从而使它们能在水中分散或溶解。适用的还有未磺化的木质素的水溶性盐，其中该盐由下述的阳离子中和木质素中含有的羧基或酚基形成。

优选的含木质素的化合物是磺化木质素的水溶性盐，更优选的是铵盐或碱金属盐，最好是钠盐。这些水溶性盐的实例是众所周知的，包括Westraco公司以Reax和Polyfon的商品名称和Ligno Tech（USA）公司以Norlig、Lignosol及Lignosite的商品名称销售的那些。

为了根据本发明获得颜色强度改进，磺化木质素水溶性盐的用量应为颜料粉末重量的0.5%至5%，优选1%至3%。

与美国专利3，068，109的说法不同，本发明组合物只要是颜料与本发明彩色增强剂相掺混，就不需要用火山灰来提高颜料的彩色强度。本发明的组合物每1份颜料含有不到2份火山灰，优选少于1份火山灰。最好是，本发明的组合物不含火山灰。

颜料和彩色增强添加剂可以通过在加水之前与干的集料或水泥相掺混的方式加到混凝土制品中。但是最好是形成含有颜料粉末和彩色增强剂的浆体，再将所形成的浆体与集料、水泥和任何剩余的水份混合以形成彩色混凝土制品。如果不是将颜料粉末和彩色增强添加剂与集料和混凝土干混而是先形成浆体，则制得的混凝土制品的彩色强度增强。