石材染色劑是通過對石材表面進行染色。
基本介紹
- 中文名：石材染色劑
- 外文名：SINO-401
- 作用對象：石材、玉石、珊瑚、貝殼、混凝土
- 滲透力：能深入石材內層3-8mm，甚至更深
產品簡介,染色方式,染色機理,染色方法,特性,
產品簡介
作為高檔建築材料，石材在建築業中套用十分廣泛。然而，天然石材存在著顏色的差異，同一礦區、同一礦點的不同部位的材料顏色會有所不同，而大多數裝飾工程要求產晶的顏色必須保持一致，因此不得不從選料、排料、排版來考慮和解決，一般的做法是儘量挑選顏色一致的產品放在同一個部位，而顏色有差異的只好暫且放在一邊作為庫存產品，或者直接廢棄，既造成了浪費又增加了企業的施工成本。
近年來，彩色石材在建築裝飾中使用越來越廣，它能夠提高建築物的檔次，給人以富麗堂皇的感覺，深受用戶的喜愛。但是，彩色石材的資源有限，價格昂貴，供不應求。石材染色技術的興起，有效地改變這些困擾人們的問題。
不僅可以使一些顏色有差異的石材得到重新利用，而且，可以把一些普通的石材變為五顏六色的彩色石材，滿足人們對彩色石材需求不斷增長的需要。
染色方式
目前用於石材染色的染色劑有兩種：一種是已調配好的商品染色劑，用戶只需根據所染石材的類型和顏色到市場購買；另種是需要調配的，用戶需要根據石材所需顏色單獨配置。
被染石材也需要一定的條件，一是白色石材，可染成各種顏色；再就是產品顏色有少許差異，但產品花紋、顆粒、紋路要基本保持一致的石材；還有些顏色偏淺，與不染色的差別不是很大的石材。一個總的原則：石材只能是由淺色染成深色。
石材的染色方式由石材質地、特點及染色目的等條件決定。常見的石材染色方式有以下幾種：
完全染色
完全染色是指該石材的顏色與不染色的石材顏色有差異，也就是說，整塊石材的顏色偏淺，需要在該產品的表面全部做染色處理，使染色後的顏色變深，與不染色的石材顏色完全一致。
局部染色
局部染色指該產品（整塊產品）加工面出現兩種顏色，即陰陽色，在染色時只能做局部染色，對淺色的進行染色，以達到同等效果。
批量染色
批量染色指某工程生產加工出來的石材顏色不鮮艷、色調暗淡，需進行全部染色處理，使其顏色明亮、表面美觀。
色線、色斑、掃花的染色
天然石材內部結構分布不均產生的色線、色斑、掃花，從荒料外表看不到，只有鋸割後才知道。色線、色斑、掃花的染色指該產品出現的色淺、色斑、掃花與產品占內某顆粒顏色一致，但分布不均勻，出現在某一條線，某一小方塊，某一大部位，可進行局部的最佳化染色，利用產品的幾種顏色，調製成幾種染色劑，進行幾種染色劑的分別描點染色（每隔2～3mm），達到其染色的目的。
染色機理
因石材具有天然縫隙、毛孔，微小孔洞，很容易吸收外界的侵蝕。石材的染色機理正是利用這一原理，將滲透劑和所需添加的著色劑合理配置，調製成與石材產品顏色一致染色劑，進行石材表面染色處理。
關於石材的染色機理，專家提出了以下幾種原理：
1、離子交換法
石材中的部分礦物同某些化學劑作用，產生離子交換，使其生成含有過渡金屬元素的新氧化物，而當石材的礦物質組成中含有這些元素時，無論是主要成分還是次要成分，它們都是產生顏色的物質基礎。
2、化學法
將生成有色不溶物的化學反應引入石材表面形成的間隙、微孔之中進行，這些間隙、微孔被有色不溶物質所填充而染色。
3、化學一物理化學法
在石材表面層的間隙、微孔中新生成的不溶物具有很大的比表而積、表面活性和吸附能力，可以進一步吸附著色。間隙、微孔中的不溶有色物經長時間擴散進入石板表面層更加牢同。
染色方法
雖然石材的原料不同、染色方式不同所採取的染色方法不盡相同，但其基本的操作和步驟是相近的。石材染色的基本方法和操作步驟可概括如下：
將需染色的石材逐一排列在地板上，將表面髒物、污漬、雜質等清除乾淨；
用吹風機將石材的水份吹乾，最好的辦法是將石材放在太陽下爆曬，這會使染色劑很容易吸收到石材中去；
帶上手套，用棉布沾上染色劑（液體）在石材的表面塗擦，觀其效果。如果顏色未到位，可進行2次、3次、多次的塗擦，直到滿意為止。一般而言，塗擦1～2遍便可以達到質量要求。（4）顏色達到要求後，用鋼絲棉將石材表面的污漬去除掉，再用清水沖洗乾淨。
染色染料和染色方法
1 有機染料及染色法
石材染色所用的有機染料品種多，色譜齊全，色澤較艷麗，適用於各種石材的染色。有機染料一般為非水溶性染料，染色的染液必須有較高的濃度。常用的有機染料的染色方法有兩種：有機溶劑法和熔融染色法。
1.1 有機溶劑法
採用適當的有機溶劑，如套用酮、醚、脂等溶劑，儘量提高染料的溶解度。染色一般採用染料的飽和溶液，以提高染色的深度。由於有機溶劑的表面張力很小，滲透能力很強，染液很容易深人石材內部。因此，不需要抽真空或對石材加壓，染色工藝簡單，時間很短。溶劑揮發後，染料就固著在石材之中。然而，由於在有機溶劑中染料的溶解度往往不是很高，這種染色方法只適合染中、淺色。
1.2 熔融染色法
選擇在高溫下穩定的染料，加熱到熔點以上，在熔融狀態下將染料塗抹於石材表面使其深入到石材內部，達到染色的目的。由於深人石材的是較純的染料，所以，可達到最深濃的顏色。為了更有利於石材染色，還應選擇一些熔融染色的助劑，如酮類、醚類、酞胺類、羥酸類等物質。這些助劑可以與染料在高溫下形成共熔體，或在高溫下成為染料的溶劑。染色後與染料一起成同體固著在石材內部。可選擇多種一起使用，這幾種助劑在高溫下可以互溶。
使用這些助劑的作用為：
調節染色的濃度，以得到不同濃度的染色產品，使之滿足不同深淺的要求；
降低染料助劑混合物的熔點，從而降低熔融染色的溫度，以達到降低能耗和減小對石材的損傷的目的；
使用多種助劑，可以增加可用染料的品種，使染色色譜更加廣泛。
2 無機著色劑及染色法
無機著色劑是指用有色金屬離子作為著色劑對石材進行染色。它可以得到耐曬牢度極高的染色晶種然而，金屬離子的發色強度很小，難以得到深濃的顏色。如採用FeCl.6H2O著色劑，在高於37℃時熔融，將石材浸泡在熔融的鐵鹽中，經高溫水解去除HCl氣體並脫水，可以得到較深濃的棕色石材。無機著色劑耐洗滌牢度、耐摩擦牢度均較好，所以，經過染色的石材可滿足戶外裝修的需要。
由於染料與石材之間沒有親和力，所以無論使用無機著色劑還是有機染料，總有一些染料微粒從石材內部跑到表而，造成耐摩擦牢度變差。因此需要一定的固定色劑進行固色。如一種未聚合的高分子單體（或初縮體）配成溶液，把它們塗於石頭表面，滲人染色石材內部，並在石材內部聚合，堵塞石頭表面的縫隙（浮於表面的應充分去除），並將石材內部的染料凝聚在一起，從而使得耐摩擦牢度、耐洗牢度都得到提高。
常見石材的染色方法
1 大理石染色法
1.1 白大理石著色法。
所用大理石板有漢白玉、雪花白等多種品種。方法是將所用物品配製成一定濃度的溶液，依次塗於大理石表面，使其滲入大理石內部，最後用水沖洗並檫拭，著色深度一般可達3～10mm。採用不同的藥液和處理程式，可以獲得黑色、櫻桃紅、紅棕色、橙紅色、藍色、天藍色大理石產品。
1.2 蛇紋石大理岩著色法。
著色方法是先用一種含多種鹽類的液體塗板，待其滲入板的內部後，在塗以色素和鹽的溶液，經長期放置觀察，日曬和多次水洗檫拭。著色層均無變化。
1.3 色赤血鹽一鹽酸法。
在一定的物理條件下，使用赤血鹽溶液和稀鹽酸按適當的比例混合配置的藥液，灑蓋在大理石板材的表面，持續一段時間後，用水沖洗並自然晾乾，在拋光得到藍色或天藍色大理石。
1.4色赤血鹽法。
使用適當濃度的赤血鹽溶液，灑蓋在大理石表面，用水沖洗然後晾乾並拋光，即得到黃色或黃綠色大理石。
1.5 硝酸銅法。
首先將按適當比例配置的硝酸銅溶液加熱到一定的溫度後，再灑蓋在大理石板材的表面，讓其充分作用，用水沖洗並乾燥後，再拋光，即得到孔雀綠色大理石。
1.6 複合試劑法。
將鹽酸、茜素紅、赤血鹽三種試劑以適當的比例配置成稀溶液藥液，將藥液灑蓋在大理石表面，持續一段時間，用水沖洗乾燥後，再拋光，即得到深或淺玫瑰紅色大理石。
2 板材染色法
2.1 亞硝鈷酸鈉法。
在適量的水中溶解一定量的亞硝鈷酸鈉法，配成藥液，另備濃氫氟酸。在封閉條件下，先將石材板材用氫氟酸蒸汽處理，乾燥後即置於藥液中，持續一段時間，取出水緩慢沖洗，晾乾並拋光，即得檸檬黃色石材。
2.2 烷基苯磺酸複合試劑法。
將氧化色基、醋酸和烷基苯磺酸按適當的比例混合後，溶解在一種揮發的有機熔劑介質中，配置成藥液，然後通過適當的方法如噴霧、刷、搽等，將藥液均勻滲透到需要染色的石材中去，蒸發過程需要10～15min。接著用一定量的氧化劑進行處理，達到完全氧化即完全發色，需要5～6min，待完全發色後快速洗滌，然後進行研磨拋光加工。
將一定量的氧化色基如尼格羅辛黑等，溶於配比適當的溶纖維劑、二甲苯、十二烷基苯磺酸等熔劑中，塗刷於石材，磨光表面，然後在塗刷發色劑如雙氧水，使色基發色形成美麗的顏色，從而達到石材改色的目的。
石材染色工藝的改進
目前，石材染色普遍採用浸漬染色法技術，然而由於採用的是浸漬染色法，只能在其表面染單色，而且不需染色的部位也會被染色。為此，國外一些公司新近推出了一種石材染色新工藝。這種石材染色新工藝完全不同於浸漬染色法，採用的是表面塗覆浸透法。所用染色劑是由水溶性有機溶劑、增稠劑、樹脂和染料組成的糊狀色劑。表面塗覆浸透法工藝的特點如下：
1 水溶性有機溶劑
所用水溶性有機溶劑與水具有混溶性，對石材具有良好的浸透性，如甲酮類、醇類、乙二醚類、氨基類、醚類、胺類、非質子性極性溶劑等，可單摻，也可混摻。由於水溶性有機溶劑與水充分混合，染色後附著在石材表面的色劑用水便可洗淨。但由於色劑中有機溶劑揮發性高，色劑接觸石材表面時，為防止揮發，染色最好在密封狀態下進行。
2 增稠劑和樹脂
使用增稠劑和樹脂的作用是防止染色時色劑流出，抑制有機溶劑揮發，使浸透在石材結晶粒間隙內的色劑固色。所用增稠劑和樹脂有纖維素衍生物、多糖類、聚酞胺類、部分皂化的聚乙烯醇、丙稀酸樹脂、環氧樹脂、醋酸乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、苯間二酚樹脂等，同樣可單摻，也可混摻，最好使用在有機溶劑中產生高增稠效果的。其用量在0.1%～30%範圍內（最佳在0.5%～l0%範圍內，粘度在3000厘泊以上）。若小於0.1%，則粘度低，易流動，染色性差；而超過30%，粘度過高，不便於染色作業。
3 染料
使用易溶於有機溶劑的染料。
4 染色方法
先除去需染色石材表面的污跡，再塗覆適量的染色劑，必要時裝人密閉容器內，放置，直到染色至所需深度，用水充分清洗，製成染色石材。按需要可用與水共沸的溶劑清洗。這種染色方法不僅適用於天然石材，對人造石材也有效。
與浸漬染色法相比，用上述染色劑及其染色工藝的優點有以下優點：
可在石材表面進行多色新染色，而不會出現混色；
用黃、紅、藍三種基色料調合即可進行所需色彩的染色；
在石材表面既可染單色圖案，又可染色彩各異的花紋圖案；
石材染色後，其基體保持原狀，不會損害石材的質感：
由於染色劑由石材表面染色到內部，即使再拋光研磨，也呈現染色面；
不需染色的石材部位可不被染色。
石材表面的印花技術
僅對石材進行染色有時還是不夠的，它不能滿足現代建築裝飾的更高追求，石材印花技術能彌補這一缺憾。石材表面的印花是在石材上印染各種圖案和花紋，使石材具有藝術性、美感、時代感，裝飾效果更好。
石材的印花工藝相對染色複雜，操作也需要一定的技術水平。由於無機物色譜不全，顏色很單調，不夠鮮艷，因此無機染料不能適應石材印花的需要。而有機染料色譜齊全，色澤鮮艷，這對印花工藝是十分必要。因此，石材印花一般採用有機染料。
然而有機染料的日曬牢度要比無機顏料差許多，所以只能滿足室內裝修的需要。有機染料的熔融染色法得到的色澤更濃艷，並且深淺可以調節，滿足石材的印花的要求。因此，石材的印花一般在熔融染色法的基礎上，採用潑染、手繪和防染的印花工藝。
1 潑染
把染料與染色助劑配成不同比例的著色劑，研磨成粉末狀。然後把石材加熱到染色溫度。將二述不同顏色的著色劑粉末以及不加染料的染色助劑粉末，按要求潑灑在石材表面，著色劑及染色助劑受熱熔解，並滲人石材內部，形成各種花紋。著色劑與著色劑以及著色劑與助劑之間可以相互滲透也可以相互不接觸；花紋可以是單色也可以是幾種顏色，各種顏色之間富有深淺濃淡的層次，花紋朦朧獨特，具有天然大理石的風格。
2 手繪
配製好著色劑，把石材加熱到染色溫度（著色劑也可一起加熱），然後用毛筆就著色劑在熱的石材上作畫。由於染料在石材上有一定滲化，作品有水墨畫的風格。如果讓有一定藝術水平的人士來創作，定能得到有較高藝術欣賞價值的石材產品。
3 潑染與手繪
結合上述潑染與手繪兩種印花方法，可以得到更加豐富彩的花紋圖案。可採取先潑染再手繪的形式，就在朦朧而具有天風格的花紋上，繪出較清晰的圖案；也可採取先手繪再潑染的形式，則通過潑染時染料與助劑之間的相互滲化，扭曲繪的圖案，圖案抽象具有獨特的風格。
4 防染
由於幾種著色劑的熔融體存石材表而的相互滲化比石材內部明顯得多，如果在石材表面的某些位，按花紋需要塗上防止或減少染料滲人石材內部防染劑，就可以在這些部位得到白色或淡色花紋。防染是一種傳統的物理染色工藝，是以蠟為主要防染原料，將不同比例的混合蠟熔化，在適當溫度下塗布於需要著色的板材上，塗蠟的部分會出現纖細的裂紋，在其上面塗布一定量的著色液，著色液順著裂紋滲透到石材里去。可以使兩種顏色的著色劑熔融體之問的滲透減少花紋的輪廓清晰度得到提高。這些防染劑在高溫不揮發。用該工藝得到的石材產品有藍印花布的風格。
特性
滲透性強，能深入石材內層3-8mm，甚至更深，保持不掉色或者褪色
增加石材色澤，其色澤穩定，抗酸鹼及耐候性好，具有較強的抵抗紫外線能力
顏色豐富，已有黑、棗紅、土黃、藍色、草綠色等基本色
有效處理各種石材色差
