对混凝土进行着色的颗粒状颜料的制作方法

专利名称：对混凝土进行着色的颗粒状颜料的制作方法
技术领域：
本发明涉及颜料颗粒的制备，例如，一种氧化铁和氧化铬颜料，其能够对混凝土及其它产品进行着色。与早期颜料相比，根据本发明的方法所制得的颗粒状颜料通常能够在混凝土系统中产生优于原先的颜料的惊人的着色效果。
背景技术：
总论早在十九世纪中期直至现在，氧化铁始终作为一种在种类日益增加的颜料系统中的选择而被使用。在美国内战以前，天然的氧化铁被开采出来并用于颜料中。直到二十一世纪，这种颜料仍然在较广的范围内继续使用。化妆品、药物制剂、蜡、涂料、墨水、纸张以及其它大量的不断出现的新产品仍然靠氧化铁产生出亮丽的颜色。人们认为这些亮丽的颜色代表了现代社会及当今时代的活力。
氧化铁(和氧化铬)的一种主要应用是对水泥和混凝土(例如铺路的平板和石块)进行着色。上述经过着色的混凝土不论是在西方国家还是在东方国家均得到了越来越广泛的应用。在混凝土行业中一直使用的是粉末状金属氧化物颜料，但最近由于消费者更加青睐于颗粒状颜料，因此颗粒状颜料也为大家所知。
粉末状金属氧化物颜料为粉尘状的，因此会对健康造成危害，也不容易进行贮藏和处理。同时，这些粉末不能自由流动，管道会被粉末堵塞，因此不能轻易地通过管道传送这些粉末。而且，这些粉末流动性较差，因此很难通过钻孔螺丝对其进行测量，从而不能确保在基料(例如混凝土)中加入适当比例的颜料。
例如，Degussa的美国专利No.4,366,139中公开了一种用于对纸张、水泥、混凝土进行着色的颗粒状颜料，其中尤其包括炭黑。由于炭黑粉末的颗粒比氧化铁粉末的颗粒小得多。因此，与氧化铁相比，碳黑引起的粉尘问题更加严重。同时，炭黑悬浮于基料之上，很难将其与基料混合在一起。根据上述发明，可以通过以下方法解决粉尘以及混合较难的问题，将炭黑与至少30％的水混合，同时也可以加入含量为0.5％-12％、优选为5-10％(基于炭黑的含量)的润湿剂或分散剂，然后将得到的混合物放入使物质颗粒化的仪器中，使其承受一定的挤压力，从而形成珠状物质或颗粒。根据上述使物质颗粒化的仪器的性质和操作，上述挤压力可能非常大。
Ciba Geigy的美国专利No.4,277,288(1979年公开)公开了一种制备颜料颗粒的方法使颜料粉末形成一流动层，然后在该流动层中加入某种有机液体或蜡，该有机液体或蜡作为一种粘合剂促进颗粒形成。同时还可以加入某种表面活性剂。
Chemische Werke Brockhues A.G的美国专利No.4,946,505公开了在形成对混凝土和水泥进行染色的颜料颗粒的过程中，根本不需要任何挤压力或成型力就能够得到令人满意的产品。通过凝聚技术可以实现上述目的(例如通过筒状造粒机)。在水和粘合剂(例如木素磺化盐)存在的情况下，凝聚使单个颜料粒子之间相互接触，从而使粒子相互粘附在一起(凝结)形成颗粒。优选地，将颜料、水和粘合剂的混合物喷雾干燥，从而得到颜料颗粒。上述所公开的方法需要大量的粘合剂，从而确保颜料粒子粘附在一起，此外还需要使用昂贵的喷雾干燥设备。
Bayer的美国专利No.5,215,583公开了用颗粒状颜料进行着色的建筑材料，例如氧化铁颜料。所述的颜料颗粒是由一种或多种颜料的悬浮液制成。该悬浮液同时含有重量百分比为0.05-5％(相对于颜料的重量)的可溶性盐。
美国专利No.5,215,584公开了以下内容用一种或多种无机染色制剂的悬浮液所制成的有机颗粒以及一种本质上可水解或溶解性差的由一个或多个离子构成的化合物，对建筑材料例如石膏、火砖、纤维水泥组分、人造石、瓦、石板进行着色。上述化合物本身为一种或多种颜料的基本组成成分。
美国专利No.5,401,313(Elementis Pigments，Inc.为该专利的受让人)公开了一种喷雾干燥工艺，其中增加了一个步骤，即对颜料颗粒的表面进行处理，从而使颗粒表面带有电荷。
Bayer的美国专利申请No.5,484,481公开了一种对水泥和混凝土进行着色的颜料颗粒化的方法。其包括在粘合剂存在的情况下压缩颜料粉末从而形成薄片；将薄片粉碎；利用现有已知的技术使被磨碎的薄片圆化(例如使用转盘或滚筒，其中需要在磨碎的薄片中加入水和粘合剂)。
Degussa的美国专利No.5,480,626以及英国专利No.0598318中公开了一种由粉末状固体制成球形颗粒的方法。将粉末状固体置于搅拌机中，加入润湿剂，同时也可加入粘合剂及其它添加剂，使该固体均匀地变湿并进行混合。用一种环形冲模压机对该混合物进行冲压，该冲模压机的环形冲模与压辊之间具有可变的滑程，从而产生圆柱形颜料。上述得到的圆柱形颜料还需要在圆化机中变成圆形从而得到球形颗粒，所述的圆化机具有复杂而昂贵的肋形板。该专利还提示不需要使用挤压机，因为其需要高投资的费用，以及当湿度发生轻微变化时存在一定困难。
Elementis Pigments，Inc.的美国专利No.5,853,476中公开了一种压缩工艺，其中的实施例为，使用Bepx MS压实机制备对混凝土进行着色的颗粒。尽管效率非常高，但是该工艺相对较为昂贵。该专利指出，在该工艺中回收过大和过小的原料，可以提高混凝土的着色效果，同时可以节省废物处理的费用。
BayerA.G的美国专利No.5,634,970中涉及一种用颗粒状的无机颜料对有机介质进行着色的方法。其中所提及的工艺包括通过喷雾干燥而形成颗粒(通过圆盘或喷嘴进行喷雾干燥)，形成小球状颗粒(搅拌器，流化床颗粒化，圆盘或滚筒)。该发明中的一个优选实施例为，在压实机(Bepex 200/50)中进行多阶段的压缩过程。BayerA.G的另一个美国专利No.6,132,505中公开了一个与上述相关的对建筑材料进行着色的颜料颗粒的制备工艺，其中同时采用压缩及粉碎步骤，聚乙二醇以及类似的水溶性液体是必需的辅助物质。
Bayer的另两个美国专利No.6,241,167和No.6,079,644中公开了被压缩或挤压的颗粒状材料的生产方法及其对诸如混凝土等建筑材料进行着色的应用。上述专利还论述了一系列的回收步骤。
同时参见近期的Bayer的美国专利No.6,270,566和No.6,364,223，以及LafargeBraas GmbH的美国专利No.6,268,410。需要特别考虑的事项颜料的颗粒化必须满足一定的标准，而其它经常包括制粒过程的行业不需要满足上述标准。颜料颗粒必须能在基料中轻易地分散开，从而对基料进行均匀的着色。如果颜料颗粒不能轻易地分散开，会出现条纹状或团状的着色，从而影响最终产品的外观。因此，颗粒必须能够在基材中分散开来。另一方面，还应具有足够的粘附性和强度，从而在储存或处理过程中不会变成粉末。
另外，混凝土(不论是湿的或是半干的)的生产商们一般还要求颜料中应含有尽可能少的、不必要的添加剂。因此比较理想的是，能够生产出粘合剂含量大大减少了的颜料，如果可能的话，颜料中应不含上述添加剂。
在商业上，人们通常认为在生产颜料颗粒的过程中必须使用一种或多种粘合剂(除了水或其它在颗粒形成后被除去或可以被除去的材料)，从而使颗粒具有一定的强度，使其在处理及储存的过程中不会变成粉末，并且促进这些颗粒在其最终的用途中分散开来。
发明目的本发明的一个目的是生产出结实的、能够很容易并且快速地在基质中分散开来的颜料颗粒，这些颗粒变成粉尘的可能性很小(也就是说分解成粉末)。本发明的另一个重要目是，发明出一种比现有商业上使用的工艺便宜得多、简单得多的生产工艺，尤其要比喷雾干燥和球压工艺便宜。
本发明的另一个目的是提供一种易分散颜料颗粒的生产方法，在该方法中不需要使用大量的粘合剂，在某些情况下，甚至不需要使用粘合剂。
本发明的详细描述根据本发明，提供一种至少选自氧化铁和氧化铬的颜料颗粒的生产方法，该颜料颗粒不易分解成粉尘并且能够自由流动。与现有生产方法(例如喷雾干燥、球磨法及类似方法)相比，该方法使用较为简单而且便宜的仪器，不需进行圆化的步骤，而且生产出的产品质量等同于或优于现有技术。令人惊奇的是，该生产方法制备出的产品与制备这些产品所用的颜料相比，具有相同或更好的着色性能。
该方法包括将至少一种颜料与水相混合，挤压该混合物，使其通过至少一个模具形成颗粒，同时压实该混合物；干燥所得到的颗粒，使得颗粒的最终水量含低于5％(重量百分比)。在该方法中令人惊奇的发现，通过施加压力使材料穿过模孔的行为在单个颜料粒子上施加了很大的压实力，从而增加了颗粒的强度。此外，使用少量的水确保大多数的颜料粒子没有变湿，从而与现有技术中的产品相比，本发明的颜料粒子在混凝土中能够快速地分散开来。
可以在上述混合物中加入分散剂和/或粘合剂，在最终产品中需要上述两种特性，人们发现，某些粘合剂能够显示出某些分散剂的特性，而分散剂可以显示出某些粘合剂的特性。优选地，应选择单个的某种化学品，其既是颗粒状的粘合剂，当将颗粒加入到需着色的混凝土系统中时又是分散剂。我们称这类产品为粘合剂/分散剂。
合适的粘合剂/分散剂的例子包括BORRESPERSE NA(木素磺化钠)、ULTRAZINE NA(木素磺化钠)、PEXOL2000(皂化松香皂)、DRESINATE214、DISPEX N40(聚丙烯酸钠)、NARLEX LD31(聚丙烯酸钠)、SUPAREX CC002(萘磺酸甲醛缩合物)。诸如烷基苯磺酸钠的分散剂产品(例如抗絮凝剂或润湿剂)，由于其在挤压过程中提供额外的润滑特性，同时在最终用途中能够改善颗粒的分散特性，因此也可以作为合适的添加剂并包括在上述定义中。
同样，几乎不具有或根本不具有分散剂特性的粘合剂通常可以和一种或多种几乎不具有或根本不具有粘合特性的分散剂同时使用。
本发明可以使用粘合剂/分散剂，也可联合使用粘合剂和分散剂，其中至少包括一种下列物质硬脂酸盐、醋酸盐、烷基酚、纤维素制品、木质素、丙烯酸树脂类、环氧树脂类、聚氨酯、硫酸盐、磷酸盐、甲醛缩合物、硅酸盐、硅烷、硅氧烷、钛酸盐。所使用的粘合剂/分散剂也可以是至少一种下列物质木素磺化盐、聚丙烯酸脂、一种含有聚羧酸酯的萘磺酸甲醛缩合物盐、一种松香胶的盐类、一种歧化松香的盐类、乙炔二醇的非金属氧化物、烷基苯磺酸钠、壬酚环氧乙烷缩合物、基于甘油的环氧乙烷-环氧丙烷共聚体以及双辛基磺基丁二酸盐。至少一种粘合剂或分散剂的重量为颜料重量的0.001-10％。
A.混合将颜料、水以及任选的添加剂混合在一起。可以使用任一种搅拌器。特别优选的是使用那些对颜料、水和添加剂施加很小或不施加任何剪切力的仪器，从而确保不形成糊状混合物。在本发明的一个实施例中，可以向两个相同单锥鼓式搅拌器中的一个加入氧化铁粉末，所述单锥鼓式搅拌器包括一个垂直的旋转螺杆，其作用是进行混合，以及一个增强器(包括一个高速旋转的叶片，在叶片的端部具有喷嘴)，用于均匀地加入水及各种添加剂。所加入水的重量为最终胶料重量的1％-30％左右，添加水的主要作用是在随后的挤压过程中润滑氧化物；优选使用大约10-20％的水，更优选的是使用15％的水。
可以加入添加剂例如萘磺酸甲醛缩合物(混凝土分散剂)、木素磺酸钠(颗粒粘合剂)、烷基苯磺酸钠(润湿剂，作用是使混合均匀)、少量的碳酸钠(pH调节剂)。向搅拌器中加入氧化铁。可以在加入搅拌器之前，将添加剂加入水中。每次每桶可以得到2000-3000公斤的水/添加剂的混合物。
在本发明中，混合物必须为潮湿的粉末而不能变成糊状。根据本发明，为了达到上述要求，加入水的量应为总量的1-30％左右，优选为10-20％左右。从制作工艺上来说，如果所得到的混合物为潮湿的粉末而不是糊状物的话，可以得到能够非常迅速地分散开来的产品。低含水量对于以下是至关重要的(1)形成稳定的颗粒；(2)形成当引入混凝土中能够迅速分散开的颗粒；以及(3)产生分散的颗粒而不是一个长条。
B.挤压可以将潮湿的粉末加入任一挤压装置中。
目前有许多模挤压装置。通过挤压粉末进行压实的冲压机是最古老的压力凝结仪器，在多个行业中具有广泛的用途。这些机器普遍用于陶瓷、粉末状金属、糖果、催化剂行业中，而且越来越广泛地用于石油化工行业中。这些仪器可以分为两大类往复式或单冲程机器以及旋转式机器。
往复式冲压机通常是在单个模子上进行一上一下的冲压。主要适用于需要高压的复杂形状。
往复式冲压机可以进一步分为两小类喷射冲压机和退缩冲压机。
优选的适用于本发明的冲压机为，混合物在压力的作用下穿过模上小孔的仪器，其中模子优选为带孔的盘子或筛子。可以通过螺杆的运动推着混合物穿过模子上的小孔，也可以通过一个活动的叶片或辊子(或类似的推动装置)划过模子，然后挤压混合物并使混合物穿过模子。
达到预先确定的压力比较容易，但是在挤压过程中情况较为复杂。每个冲程中的压力峰值不仅仅取决于撞击中所施加的力，还依赖于被挤压材料在向前运动过程中所遇到的阻力。后者受多种因素的影响槽、模子或孔的形状和长度、相对于长度截面积发生的改变、工具壁的光滑程度、被加工材料的性质包括温度、结构、可塑性等等参数，如果适用的话，还包括养护管道的类型和长度。
压力升高速率也非常重要。其取决于冲程的频率和长度，还取决于叶片运动、挤压物和模子之间摩擦阻力的大小以及被向前推进而且已经被压缩了的柱状产品所产生力的大小三者之间相对较为复杂的关系。这些力随着压缩状态和运动速率而改变。
尽管较为复杂，但是我们认为，本发明所属技术领域的大多数技术人员能够重复本文所述的发明。
推动本发明的材料穿过模上小孔的压力作用于两个方向。最小的力实际上是推着混合物穿过模上小孔。同时，所施加的力产生非常大的侧压力，当材料穿过模子时，该侧压力将材料压紧。使用相对较为简单和易得的模具可以得到20-28000psi的压实力。
典型地，模上小孔的直径应在0.3mm到4mm之间，但是也可以更小或更大。所得到颗粒的直径优选在0.5mm至4mm之间，但是也可以更大或更小。
在本发明的一个优选实施例中，将潮湿的粉末通过振动加料器从单锥鼓式搅拌机的底部送至挤压机中，该挤压机包括一个旋转的模子，该模子里面为一个具有2个辊子的静止杆，一端一个。模子的转动推动潮湿粉末转向辊子，从而使辊子转动，并形成一接合点(nip point)。模子上有许多直径为2mm至10mm、优选为4mm的钻孔。这些钻孔末端都有开口，允许形成小球，这些小球的长度是由切割刀控制的。尽管由于切割刀的作用形成了某些碎屑，所形成的小球长度典型地为6-10mm，其湿度含量低于混合阶段所加水量的1-2％，其原因是，当材料穿过模子时，施加的力产生热量，从而导致水分丧失。
所施加的大的横向剪切力和形成颗粒所输入的机械能(以及由此得到的施加在潮湿粉末上的压实力)可以通过以下方法进行调整(1)改变挤压孔的大小(直径越大，剪切力越小)；和/或(2)改变挤压速度(例如刮板/辊子的速度)；和/或(3)改变进料速率。
在颗粒形成过程中，由于剪切力和在挤压过程中所输入的机械能量，在颜料上所施加的压实力决定了颗粒的再分散以及强度性质。在生产挤压出来的颗粒时，通过适当地设置这些参数，所得到的颗粒性质可以被调节至与其预期的最终用途相匹配。例如，在生产过程中，如果不需要重新分散，则必须使用高压实力时，所得到的颗粒将具有高冲击强度，以及在储存和处理过程中，具有低的形成粉尘的倾向。然而，当要求具有比较容易进行重新分散的性质时，应使用较小的压实力，但是这将使颗粒强度减弱并且不是优选的。
C.干燥对挤压出来的颗粒进行干燥(例如，在盘式干燥器带式干燥器、流化床干燥器等中进行干燥)。在实施例中，将小球(以及碎屑)加入流化床干燥器中，将湿度含量降至总重量的1％以下。在该阶段，较理想的是保持小球的完整性。因为碎屑将被移至旋流器中(进行回收)或送至袋滤器上(进行废物处理)。
D.筛选和粉碎可以对干燥后的颗粒进行筛选，除去碎屑和/或过大的颗粒。碎屑和过大的颗粒均可以回收。过大的颗粒可以通过机械方法使其尺寸变小，并且重新进行筛选。
此外，作为本发明的一个重要部分，使过大的颗粒通过破碎机(薄片压碎机)。我们发现，将颗粒压碎能够给混凝土基料提供出色的着色效果，使得粉碎颗粒的粒子大小分布范围较宽(例如，150-1500微米)。尤其重要的是，颗粒的形状是不规则的。因为我们发现，这种形状使混凝土的性质更加优良，并且更容易分散至混凝土中。
通过破碎机后，可以使材料通过一振动的筛板，在该筛板上只能产生成品和细粒。我们建议，在150微米的网眼上安装超声环以防止出现堵塞。
在实施例中，干燥后的颗粒小球以及碎屑可以通过振动筛板上的大网眼和小网眼分别筛选出来，其中大网眼为1500微米，小网眼的尺寸为150微米。细粒(小于150微米)被重新回收。任何大于1500微米的材料(离开干燥器的大部分材料)将进入下一阶段。大小在150-1500微米之间的材料被认为是最终产品，因此被送走。
根据本发明，优选地在制造颗粒的过程中不进行圆化的过程。由于圆化过程会导致产品在着色以及分散性方面不够理想，因此应避免圆化的过程。
在本方法中，颗粒的产量很高(例如，高于95％)，而且可以非常容易地进行连续操作。在适当情况下，还可以将制作过程自动化。最终得到的颗粒不论在形状上还是尺寸上，均不同于被挤压出来的小球。
相对来说，筛选出来的干燥后的颗粒不含有粉尘和细粉粒。而经压制和喷雾干燥得到的颗粒却不是这种情况。挤压出的颗粒中粉尘的含量较低，而且颗粒比较结实，其显示出良好的可控制的流动性和可处理特性。
与压制的颗粒相比，根据本发明的挤压出来的颗粒具有更好的抗冲击强度，同时在其最终用途中具有类似或更好的快速分散的特性(例如，在混凝土中)。与喷雾干燥的颗粒相比，在最终用途中，挤压出的颗粒通常具有分散更快的特性。与压制颗粒以及传统的被压实的颗粒相比，挤压出的颗粒具有等同的或更好的抗冲击强度。因此，总体来说，与压制颗粒、被压实的颗粒以及喷雾干燥的颗粒相比，挤压出的颗粒具有更好的抗冲击强度及重分散特性。
作为本发明的一个重要部分，我们发现，对挤压之后的产品进行粉碎可以使颜料本身具有更好的着色效果。
与喷雾干燥颗粒相比，本发明中所使用的粘合剂/分散剂的量可以非常少。实际上，完全可以不使用上述添加剂而进行分散。该特点对于在某些行业中使用的颜料非常有利，因为上述添加剂在这些行业中是非常不利的。由于喷雾干燥及压制颗粒中需要使用大量的粘合剂，因此本发明具有显著的优势。
E.实施例实施例1在该实施例中，所注明的百分比均是基于所用颜料重量的重量百分比。以下为一具有代表性的生产方法中的生产步骤，通过这些步骤对本发明进行阐述。
步骤1-混合成分1.重量百分比为0-100％(优选为63％)的金属氧化物(红色、黄色、黑色的铁氧化物或它们的混合物；以及铬氧化物)。
2.下述步骤中所得到的重量百分比为0-100％的细粉粒。
3.重量百分比为0-2％(优选为0.65％)的分散剂(萘磺酸甲醛缩合物-SUPEREX CCOO2)。
4.重量百分比为0-2％(优选为0.32％)的pH缓冲液(碳酸钠-NOVA CARB)。
5.重量百分比为0-0.5％(优选为0.02％)的润湿剂(烷基苯磺酸钠-ARYLANSY30)。
6.重量百分比为0-2％(优选为0.65％)的粘合剂(木素磺化钠-BORRESPERSENA)。
7.重量百分比为5-30％(优选为15％)的水。
将氧化物和/或细粉粒放入分批混合器中，在该混合器中加入分散剂、pH缓冲液、润湿剂、粘合剂以及水的液体混合物。通过单锥鼓式搅拌器中的垂直螺杆进行混合0.2-24小时，该搅拌器具有高速的增强器。混合后，形成潮湿粉末。
步骤2-挤压将搅拌器中得到的潮湿粉末加入压片器中(OSL ORBIT 225/375)。模上小孔的直径为1-6mm；加料速率为250-2500kg/hr(550-5500lb/hr)。
从压片机中挤压出的材料为圆柱形的小粒。
步骤3-干燥从压片机中得到的小球在流化床干燥器中进行干燥，除去几乎所有的水分。干燥器的操作温度为50-170℃。将干燥器气流中的细粉粒收集至旋流器中，并用筛子对其进行处理。
步骤4-破碎将经过干燥器的小球加入破碎机中(BEPEX薄片破碎机)。筛孔为0.5-3mm。
步骤5-筛选对经过破碎机的产品进行筛选(ALLGAIER)以除去细粉粒。使用孔径在105-2000微米(140-10网眼)的筛子。可以选择在筛板上安装超声环和/或能够自洁式球系统。
步骤6-产品/回收对过小的产品(细粉粒)重新进行加工。其它所有的材料均为最终产品，将它们包装进大的袋子中。典型的颗粒直径范围为105-2000微米，其d50为850微米。
实施例2以下实施例将显示本发明在两个不同方面的改进。(1)半干混凝土的着色，以及(2)气动传输。
着色-本发明所属领域的最终目的是制造出在混凝土中具有着色特性的产品；其着色效果接近于并且在少数情况下，等同于分散在混凝土中颜料粉末的着色效果。下面将证明本发明的颗粒与其所来自的粉末一样，在混凝土中显示出相同程度的颜色。令人惊奇的是，本发明所得到的颗粒还能够在混凝土中产生比粉末更好的着色效果。
给出有关黄色氧化铁的例子样品Delta E Delta L*Delta a*Delta b*黄色粉末 55.75 2.63 28.27挤压物 2.28 1.12 -1.47 -1.35未经筛选的碎2.49 0.99 -0.68 2.19屑经筛选的碎屑2.16 1.47 -0.57 1.48在本发明中，引入破碎步骤所得到的碎屑比使用挤压物本身能得到更好的颜色效果。Delta b*的数值代表了黄色增加(δ为正值)或者黄色变浅(δ为负值)。筛选出的碎屑所显示的黄色在28.27(标准粉末黄色的绝对值)的基础上增加了1.48个单位，而挤压出小球所显示的黄色在标准粉末黄色值28.27的基础上减少了1.35个单位。
气动传输-在建有传输系统的公司中进行了一系列的试验，其中所述的传输系统是将颗粒从容器传输至混凝土搅拌车中。试验的目的是检测本发明所生产的颗粒在气动传输器中的完整性。本行业的技术人员都知道，颗粒状氧化铁颜料在气动传输的过程中可以发生降解，从而导致管道和过滤器堵塞。
由标准气动传输组件构成的设备包括直接位于称量漏斗上的小加料斗。
直接位于称量漏斗下的压力传输容器。
约30米长的传输管，其中8m垂直向上，6m向下，16m为水平方向。
包括反向气流(reverse jet)空气过滤器的分离器为了检测水平方向的进料，设置一长约1.5m的振动进料槽，作为设备的一个独立部分。只对黄色颗粒进行检测，约180kg的颗粒分放在六个料罐中。应注意的是，在打开料罐时，其中应几乎没用粉尘，料罐壁以及盖子上应没有褪色，而且当将颗粒倒入加料斗时，只产生极少量的空气粉尘。
使用新鲜材料进行多次传输，每次传输量从5公斤增加至35公斤。在最后一次传输后，回收35公斤的材料，其中一部分再传输3次，以检测该产品降解成粉尘的难易程度。
可以传输致密相重量达20公斤的材料。此时，传送压力升至1.8bar。在该重量以上，所有的传输均是在疏相状态下完成的，其中传送压力不高于0.6bar。所有的传输都进行得非常顺利，只有当致密相为20公斤时，出现将要堵塞的情况。所有传输均在适当的时间内完成，甚至传输35公斤材料的时间少于60秒。典型的工业上的重量在20公斤左右，需要20秒。
每次传输中以粉尘的方式而损失的材料量非常少。典型地，损失变成粉尘的量平均为所有传输材料的0.26％左右。在实际情况下，损失量将更少，因为在将集料斗倒空时所产生的空气粉尘位于混凝土搅拌车里。
将最后一批35公斤材料重新倒入进料斗中，分两批通过该系统，一批10公斤，另一批25公斤。两批在传送时间或粉尘损失量上无明显差别。在该过程中，将25kg的那批材料再进行两次传输，也就意味着，该批材料实际上一共进行了4次传送。4次传送结束后，材料的降解变得非常明显。此时，将材料从进料斗中移出非常困难，传送过程也进行得比较慢，倒空分离器时所产生的空气粉尘非常多。然而，将其放入桶中进行观察，发现其仍然具有某些流动特性，有可能通过至少一次而不导致堵塞。
在振动槽中所进行的试验同样令人印象深刻。不论是粗进给还是精细进给，均能完全控制材料的流动。在该试验中，没有产生明显的粉尘，除了在将材料倒入集料斗时，产生了一层薄雾。实际上，应该将料罐封上，但是出于试验的目的，我们使用开口的料罐。
以上所述仅仅对本发明进行了阐述，并不是对本发明的限制。对于本领域的技术人员来说，可以结合本发明的精神和内容对所公开的实施例进行修改和变动。只要在随后权利要求所请求的保护范围及其等效范围内，均属于本发明。
权利要求
1.一种用于制备氧化铁或氧化铬颗粒的方法，包括将氧化铁或氧化铬与重量百分比为1-30％的水混合，形成潮湿的粉末；施加压力挤压所得到的潮湿粉末，使其通过至少一个含有多个小孔的模子，从而形成圆柱形的挤压物；干燥所得到的挤压物，使挤压物中的最终含水量小于1％左右；以及将挤压物的一部分或全部进行粉碎，从而形成颗粒。
2.如权利要求1所述的方法，其中所加入的水的重量百分比约15％。
3.如权利要求1所述的方法，其中挤压物为圆柱形。
4.如权利要求1所述的方法，其中在所述混合物中加入一种选自下列物质的化学组合物一种或多种粘合剂/分散剂，以及一种或多种粘合剂和一种或多种分散剂的混合物。
5.如权利要求4所述的方法，其中化学组合物的重量为氧化铁或氧化铬重量的0.001-10％。
6.如权利要求4所述的方法，其中化学组合物包括至少一种下列物质硬脂酸盐、醋酸盐、烷基酚、纤维素制品、木质素、丙烯酸树脂类、环氧树脂类、聚氨酯、硫酸盐、磷酸盐、甲醛缩合物、硅酸盐、硅烷、硅氧烷、钛酸盐，以及它们的混合物。
7.如权利要求5所述的方法，其中化学组合物包括至少一种下列物质木素磺化盐、聚丙烯酸脂、含有聚羧酸酯的萘磺酸甲醛缩合物、松香胶的盐类、歧化松香的盐类、乙炔二醇的非金属氧化物、烷基苯磺酸钠、壬酚环氧乙烷冷凝物、基于甘油的环氧乙烷-环氧丙烷共聚体，以及双辛基磺基丁二酸盐。
8.如权利要求1所述的方法，其中挤压物的直径范围在0.1-20mm。
9.如权利要求1所述的方法，进一步包括对挤压物进行筛选，除去过大和过小的挤压物。
10.如权利要求9所述的方法，进一步包括将筛选出的尺寸过小的挤压物加入混合物中，重新进行挤压。
11.含有如权利要求1所述颗粒的混凝土。
12.一种对水泥或混凝土进行着色的方法，包括将氧化铁或氧化铬与一种粘合剂/分散剂以及重量百分比为5-20％的水进行混合，形成混合物；施加压力挤压混合物，使其通过至少一个含有多个小孔的模子，从而压实混合物形成颗粒；干燥所得到的颗粒，使挤出颗粒的最终含水量小于1％左右；以及将颗粒分散至水泥或混凝土的基料中。
13.如权利要求12所述的方法，进一步包括对部分或全部干燥后的颗粒进行粉碎，形成非球形颗粒。
14.一种低粉尘性、能够自由流动的、对水泥或混凝土进行着色的氧化铁或氧化铬颗粒的生产方法，包括将氧化铁或氧化铬与重量百分比为1-30％的水混合，形成混合物；施加压力挤压混合物，使其通过至少一个含有多个小孔的模子，从而压实混合物形成颗粒；干燥所得到的颗粒，使颗粒中的最终含水量小于1％左右；对干燥后的颗粒进行筛选，除去过大或过小的颗粒；以及将过大的颗粒进行粉碎，形成非球形的颗粒；以及回收过大或过小的颗粒，或同时回收两者，并加入混合物中，重新进行挤压。
15.如权利要求14所述的方法，其中在所述混合物中加入一种选自下列物质的化学组合物一种或多种粘合剂/分散剂，以及一种或多种粘合剂和一种或多种分散剂的混合物。
16.一种对水泥或混凝土进行着色的氧化铁颗粒的生产方法，包括将氧化铁、一种化学组合物以及一定量的水进行混合，其中所述化学组合物选自下列物质一种或多种粘合剂/分散剂，以及一种或多种粘合剂和一种或多种分散剂的混合物，水的量足够形成潮湿的粉末；挤压潮湿粉末，使其通过挤压装置，形成挤压物；干燥所得到的挤压物，使挤压物中的最终含水量小于1％左右；以及对部分或全部的挤压物进行粉碎，形成颗粒；其中所得到的颗粒在混凝土中的着色性能等同于或优于所使用的氧化铁的着色性能。
17.含有权利要求16所述的氧化铁颗粒的混凝土。
全文摘要
一种制备颜料颗粒的方法，包括将至少一种选自包括氧化铁和氧化铬组合物的颜料与重量百分比为1－25％的水进行混合，形成潮湿的粉末。然后，挤压混合物，使其通过至少一个含有多个小孔的模子。此后对所得到的颗粒进行干燥，使颗粒的最终含水量小于1％左右，将颗粒粉碎并进行筛选，从而得到最终产品。
文档编号C04B18/02GK1467251SQ0313712
公开日2004年1月14日 申请日期2003年6月4日 优先权日2002年6月20日
发明者休·约瑟夫·麦考利, 乔治·波多尔斯基, 安德鲁·莫里斯, 罗伊·劳恩顿, 莫里斯, 休 约瑟夫 麦考利, 劳恩顿, 波多尔斯基 申请人:伊莱门蒂斯颜料公司