國外天然石材著色技術新進展

    隨著現代建筑藝術的進步和人們生活湮沒無聞不斷提高，人們對建筑色澤要求更加豐富多彩。但天然石材色澤比較單一，不能滿足人們對那條裝飾的要求。為了發送和增添天然石材的色澤，國外對石材著色技術進行了大量試驗、研究與應用。天然石材著色技術的成功開發，使得人們能夠按照美的設計來選擇所希望的色彩，從而大大提高了天然石材的實用價值。

    國外天然石材著色技術從顯色本質上大體可分為兩大類：

    一、顯色體是有機染料或顏料

    按其工藝可分為兩種：先將著色劑（一般為各種有機染料）滲入石材微孔隙內部，然后固色或封閉；將著色劑與未聚合的樹脂單體溶液一同滲入石材微孔隙內部，然后使其聚合固化。

    多年來，美國、日本和法國等先后研究出多種石材著色方法。一般是于溶劑中溶解有機染料或無機顏料，在減壓、常壓或加壓下，常溫或加熱浸泡；也可用噴涂或刷涂，以使著色溶液滲透到石材的孔隙中；還發現有機溶劑和表面活性劑的存在有利于著色溶液的滲透。在刷涂時，為使著色溶液快而均勻地鋪展在石材表面上，避免形成液珠，有人在著色溶液中加入一定量粒度為35~40μm的二氧化硅粉末。經著色溶液浸泡、刷涂或噴涂過的石材，在溶劑揮發之后，用水、稀硫酸銅或稀氯化鈣溶液沖洗，再研磨、拋光，得到所希望的色澤。一般著色嘗試為2~5mm，上述這些著色方法的特點是易于操作、色澤鮮艷，酷似天然石材。但最大的問題是耐候性較差，尤其是用于室外。

    據美國GAF公司的埃斯*克萊門斯的研究成果表明，可以用還原染料和偶氮染料對石材進行染色加工，染色方法可以采用已往的染色工藝。例如若希望得到一種暗綠色的花崗石，可按比例配制這樣一種染色溶液，即2g可溶性還原綠，加2gGLYeningA,加10g水和10g乙醇。配制成的染色溶液涂到花崗石的表面，放置30min，然后用發色劑使染色石材在標準狀態下發色1h。發色劑是由50份雙氧水（30％~50％）和50份釩酸銨（1％）組成的溶液。發色后的石塊經水洗，除去多余的色淀，擦凈后進行后處理工序。經這樣染色的花崗石可薄利牢固的暗綠色，它與酸、油接觸，顏色不受影響。

    埃斯.克萊門斯指出，雖然過去對于石材染色加工提出過許多種類組成和方法，但存在著某些不足，尤其是黑色，氧化速度太慢，顏色太弱或者不夠均勻，黑色色光不正，或者微帶紅光或者發灰色，特別在儲藏一段時間之后就更明顯了。為改善染色效果，他提出一種新的染色溶液的組成及染色加工的方法。這種染色溶液的主要組分有氧化色基、醋酸及烷基苯磺酸。把這些混合組合分溶解在一種揮發性的有機溶劑介質中，然后通過適當的方法如噴霧、刷、擦，使它們均勻地滲透到需要染色的石材中去。蒸發過程10~45min。接著用一定量的氧化劑進行氧化處理，達到完全氧化即完全發色需要5~60min。待完全發色后快速洗滌染色體，然后進行研磨拋光等工序的后處理加工，就可獲得希望要的顏色。

    二、顯色體是無機金屬氧化物

    按其工藝可分為兩種：（1）先將無機金屬氧化物著色劑配成液體，如糊狀、溶液狀，通過施加較強的外壓或者局部化學反應使其滲入石材中。這類方法滲透深度十分有限，一般只作表層的著色用；（2）將無機金屬氧化溶于強酸變成溶液或者直接采用金屬鹽溶液，加上催化劑等，使其先滲入石材內部，然后使其氧化瓜形成有色的金屬氧化物。

    盡管金屬氧化物的顏色不夠豐富和鮮艷，但它與天然彩色石材的顏色相近，成分相似，具有很好的耐候性，可以在室外長期保用。

    韓國的樸玉赫發明了一種利用金屬氧化物使石材著色的方法，根據不同色澤石材中含有不同金屬氧化物的道理，來仿效天然石。如紅色石材含有氧化鐵，綠色石材是含有氧化銅，黃色石材是含有氧化鉛。因為金屬氧化物不溶于水或者其他有機溶劑，所以首先使金屬與強酸反應生成金屬鹽，如鐵與稀硝酸反應生成硝酸鉛。這些金屬鹽溶于水或其他易揮發的有機溶劑，如低級烷烴、低級直鏈醇、醚或酯，其中水和低級直鏈醇是最常用的。

    金屬鹽溶于水或其他溶劑后，再加入少量的表面活性劑作為著色溶液，其中表面活性劑的作用是加速著色溶液的滲透。將這種溶液倒入已放有大理石或花崗石的容器中并抽真空，浸泡4h后取出滴干，在加熱爐中于氧化氣氛下，以250℃~300℃加熱2~3h。如為硝酸鐵則生成氧化鐵并放出一氧化碳，冷卻至室溫取出。若色澤濃度達不到要求，可再重復著色。石材經研磨和拋光，涂上硅油，以阻塞毛孔和表面孔隙，防止水分滲入或防止石材內部的氧化鈣遷移至石材表面，導致石材變色。這種方法的顏色嘗試一般可達10mm左右。著色的石材具有耐光照及風雨侵蝕而長期不褪色的特點。

    天然石材著色技術可使低檔石材變為高檔石材，或使石材的衫價值和經濟效益倍增，從而增強低檔次石材的競爭力，其發展前景廣闊。