天然石材无机金属盐着色工艺研究

陈孝云

摘 要：以天然石材为研究对象，无机金属盐为着色剂。研究了石材干燥温度、着色剂浓度、氧化显色温度等对天然石材着色效果的影响。结果表明，干燥温度200℃～220℃、氧化显色温度280℃～300℃、着色液浓度150～200mg/L时进行着色效果较好；可以调配不同金属离子来控制染色石材的颜色。為了改善天然石材的色泽和纹理，提高天然石材价值，学者们开始了石材表面修饰和石材着色领域研究。本研究以天然石材为研究对象，以无机金属盐为着色剂，研究了不同工艺条件下天然石材的着色效果。

关键词：天然石材 金属离子 着色 氧化显色

中图分类号：TQ630.7 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）01（c）-0103-01

随着国家城市建设的突飞猛进，人们对生产和生活环境美化的要求不断提高，被誉为“古老而长青、传统而新潮”的装饰材料—— 石材，深受人们青睐。许多楼宇、馆所、公园、广场等都采用了石材进行装饰。但由于天然石材受形成过程和所含矿物成分的影响，其色泽比较单一、纹理不均，对美观造成了影响。

1 实验

将石材放入马弗炉在（150、180、200、220、250℃）下干燥1h，取出浸入pH=5的着色剂（50、100、150、200、250g/L），浸泡1h后取出石材晾干，然后放入马弗炉中在（200、250、300、350℃）进行氧化显色30 min使石材着色。

2 结果与讨论

2.1 干燥温度对石材着色效果影响

图1为干燥温度对石材FeCl3着色效果的影响实验，可以看出，在150℃干燥时着色效果较差，浸透深度浅，主要原因是干燥温度太低时，不能将石材内部水分及可挥发物质除去，而导致着色液在渗入缝隙过程受到阻碍无法渗入石材内部。当干燥温度达到200℃时，石材整体渗入效果改善，着色效果增加；当干燥温度高于250℃时，石材着色后表层颜色加深，其原因是石材温度与着色液温度相差过大，导致着色液在石材表面急速发生氧化反应或石材中活性组分与着色液结合，导致石材表面会出现斑点破坏石材的美观。由此可见石材适宜的干燥温度为200℃～220℃。

2.2 不同着色液浓度对石材着色的影响

图2为经210℃干燥石材在不同FeCl3着色液浓度下着色效果，可以看出随着色液浓度的升高，着色效果增强，石材颜色加深，当着色液浓度为150～200 g/L时石材显色效果较佳。

2.3 不同氧化温度着色对石材显色的影响

图1为氧化显色温度对石材着色效果的影响，可以看出，经FeCl3溶液浸泡后石材经高温氧化，其颜色随着氧化温度的升高颜色加深。当氧化温度为300℃时石材颜色较好，仿真效果较佳，与部分高档天然石材相似度较高。当氧化温度为350℃时石材表面黑斑增多，整体光泽度下降。由此可见石材适宜氧化显色温度为300℃。

2.4 Fe/Mn离子混合着色石材

图2为不同比例的Fe/Mn离子混合对石材着色效果试验，可以看出随着Mn离子浓度的加大，石材的颜色逐渐从红色、暗红色、红褐色、咖啡色、暗黑色过度变化。

4 结语

以无机金属盐为着色剂对天然石材着色效果进行研究。结果表明：石材较佳的着色工艺：干燥温度200℃～220℃、高温氧化显色温度280℃～300℃、着色液浓度为150～200 g/L；另外，可以调配不同金属离子来控制染色石材的颜色。

参考文献

[1] 曾志坚.天然石材着色方法及其制品[J].技术与市场，2009，16（4）：1.

[2] 秦旅.花岗石着色的研究[J].新型建筑材料，1999（2）：54.

[3] 薛志成.国外天然石材着色技术新进展[J].石材，2006（5）：33.

[4] 李旦生.石材表面着色的技巧[J].石材，2005（11）：6.

[5] 李仲谨，马素德，魏红，等.两步法花岗岩染（蓝）色[J].西北轻工业学院学报，2002（20）：11.

[6] 黄党睦，陈彰明，林文焰，等.花岗石的着色技术[J].中国，CN00131916.7.