一种热致变色的低温烧结彩砂及其制备方法与流程

1.本发明属于涂料领域，特别涉及一种热致变色的低温烧结彩砂及其制备方法。


背景技术：

2.彩砂具有色彩多样、立体感强、耐磨性好、坚固等优点，被广泛应用在建筑装修、水墨石骨料、高级喷漆涂料及地面、屋顶材料中，用以提高材料的功能性和美观性。彩砂是用天然砂石为基底和各种着色剂加工而制成的，分为天然彩砂和人工彩砂两种；天然彩砂是由各种天然彩色矿石经过加工得来的，它的色彩柔和、制备工艺简单、立体感强，但由于各地的矿石差异，不同批次的产品容易出现颜色差异的问题，且其硬度较小、不耐磨，只适用于一些承压较小的装饰材料；而人工彩砂是由人工对白色或浅色石英砂进行着色得到的，其颜色均匀、色泽鲜艳、色彩丰富且硬度高、耐磨性好。由于矿山资源有限，过度开采天然彩砂矿石会造成环境破坏，且矿源可控性差、产品质量难以控制使得天然彩砂逐渐被人工彩砂替代，人工彩砂也以其丰富的色彩、稳定的品质和较好的耐候性获得了大众的青睐。人工制备彩砂的方法有许多种，如高温烧结法、树脂固化法、常温染色法、陶瓷彩釉法等，高温烧结法制备的彩砂具有颜色持久、不变色、耐酸碱、耐高温等优点，故而广泛被大众接受。
3.现有技术中，如中国专利cn104193208b，公开了一种高温烧结彩砂及其制备方法，该发明制备的彩砂包括：硅酸盐矿粒和表面色粉层，其表面色粉层是由包裹在硅酸盐矿粒表面的色浆高温煅烧而成。该彩砂的制备方法为：对硅酸盐矿粒进行选取和筛分；色浆的制备：根据所需颜色情况，将水玻璃、高岭土、工业硼砂、无机色料与水混合，球磨；将制得的色浆与硅酸盐矿粒按照重量配比在回转滚筒炉混合，烘干；经回转滚筒炉混合烘干之后，进行高温煅烧，煅烧后送至煅烧炉出口处；冷却存储。最后经过冷却，制得产品高温烧结彩砂。该发明易于操作，能够连续化生产，使其容易对彩砂的颜色进行调整，进而使得彩砂颜色的一致性能够得到保证，生产过程简单快速，但该发明制备的彩砂需要在600-1100℃下煅烧，高温对设备的要求较高，且能耗高，不符合国家倡导的节能环保的主题。再如中国专利cn110451835b，公开了一种高耐磨低温烧结人造彩砂及其制备方法，主要由石英砂、无机颜料、内外双层包覆剂组成。其中石英砂为100份，无机颜料为1-2份，内包覆剂为1-20份，外包覆剂为1-20份。所述石英砂细度为40-100目，其主要化学组成为sio
2 90-96％，al2o
3 1-2％，fe2o3+k2o 1-3％。所述内包覆剂为自制的水性硅基改性剂，所述外包覆剂为自制的水性铝基改性剂。通过低温烧结制得彩砂。该发明在较低的温度下就能实现，且制得的产品彩砂颜色多样，生产成本较低，美中不足的是，该发明在烘干过程中只是通过每隔15分钟搅拌的方式不能很好地解决包覆颗粒之间粘结的问题，还会导致颜料与砂粒之间剥离，进而产生彩砂的品质较差、成品率低等问题。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本发明提供了一种热致变色的低温烧结彩砂及其制备方法，不仅解决了砂粒之间容易粘结的问题，还使彩砂产品的硬度和防水性、耐热性、耐磨性得到了
显著的提高。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
6.一种热致变色的低温烧结彩砂，以12-32目的铜尾矿砂粒作为基层材料，其主要化学组成为：sio
2 73.6％，al2o
3 11.7％，cao 5.4％，mgo 2.8％，fe2o
3 5.3％；在铜尾矿砂粒的外表包裹热致变色涂层。所述热致变色涂层进一步包括：热致变色颜料、粘结剂、苛性白云石粉末、滑石、矿化剂；其中各个组分的质量份数为：铜尾矿砂粒100份、热致变色颜料8-10份、粘结剂10-15份、苛性白云石粉末1-2份、滑石0.5-1份、矿化剂1-2份；
7.所述热致变色颜料由以下质量份数的原料组成：甲醛-尿素混合液18份、热敏染料1份、双酚af2份、十四醇7份、改性剂1份、3wt％阿拉伯胶溶液15份、10wt％氯化铵溶液5份。
8.进一步的，所述粘结剂的原料为：85wt％的磷酸溶液、氢氧化铝粉末、蒸馏水、改性粉煤灰，其中各组分的质量比为20:6:8:1；制备过程为：将85wt％的磷酸水溶液加入蒸馏水稀释，再加入氢氧化铝粉末，在130℃下搅拌30分钟，冷却至室温，加入改性粉煤灰搅拌10分钟制得。
9.进一步的，所述改性粉煤灰的改性剂为硅烷偶联剂，所述改性粉煤灰的原料为粉煤灰和硅烷偶联剂，所述粉煤灰与硅烷偶联剂的质量比为50：3；所述改性粉煤灰的制备过程为：将100份粉煤灰进行干燥处理，并在100℃下搅拌10min，再加入3份硅烷偶联剂，保持环境温度为120℃，继续搅拌10min，再加入3份硅烷偶联剂，并搅拌15min，冷却至室温，得到改性粉煤灰。
10.进一步的，所述热敏染料为热敏绿、热敏黄、热敏红、热敏蓝中的至少一种。
11.进一步的，所述改性剂由无水乙醇、蒸馏水、正硅酸四乙酯、苯基三乙氧基硅烷按504:430:20:1的质量比制备得到；其制备过程为：将无水乙醇、蒸馏水、正硅酸四乙酯按设定比例混合，调节溶液ph＝3，在60℃下搅拌60分钟，再加入苯基三乙氧基硅烷，并搅拌30分钟，得到所述改性剂。
12.进一步的，所述矿化剂为碱灰。
13.一种热致变色的低温烧结彩砂的制备方法，包括以下步骤：
14.(1)铜尾矿砂粒的预处理：选取废弃的铜尾矿，将铜尾矿磨细，使其粒度为12-32目，并对其进行反复洗涤，除去表面可溶性杂质，然后进行干燥处理；
15.(2)热致变色颜料的制备：将福尔马林(甲醛含量37wt％)、尿素、蒸馏水按5:2:10的质量比混合搅拌至溶解，并调节溶液ph＝8，最后在75℃下搅拌60分钟得到甲醛-尿素混合液；将热敏染料、双酚af、十四醇按设定比例混合，在90℃下搅拌60分钟，并降温至70℃，与已加热至70℃的3wt％阿拉伯胶溶液混合搅拌30分钟，并加入甲醛-尿素混合液，搅拌60分钟，调节溶液ph＝3.5并搅拌15分钟，加入10wt％氯化铵溶液、改性剂并搅拌50分钟，再调节溶液ph至2
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2.5，搅拌30分钟后冷却至室温，得到热致变色颜料；
16.(3)彩砂的制备：将上述经过预处理的铜尾矿砂粒与粘结剂按设定比例混合3-5分钟，开启冷气流，将其降温至-5℃到10℃，再加入热致变色颜料、苛性白云石粉末、滑石充分混合10-15分钟，使颜料均匀包裹在铜尾矿砂粒表面，再加入1-2份矿化剂充分搅拌5-8分钟，并在20℃下吹风，对其进行边搅拌边干燥的处理，充分干燥后，将上述混合物置于200-280℃烧结60-75分钟，并在80-100℃下保温15-20分钟，出料后自然冷却，制得产品。
17.进一步的，在彩砂的制备过程中铜尾矿砂粒与热致变色颜料混合后的转速为
1000-1300r/min，加入矿化剂后的转速为800-1000r/min，对彩砂进行边搅拌边干燥的转速为300-500r/min。
18.与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
19.1、本发明提供的一种热致变色的低温烧结彩砂及其制备方法，采用的粘结剂中改性粉煤灰与磷酸发生化学反应，使得粘结剂的线性结构变为立体结构，从而促进固化，降低固化反应的温度，减少固化反应的时间，使固化反应即使在室温条件下也能进行，降低了能耗，同时还能提高涂层固化后的硬度和耐磨度，并能提高涂层的防水性能。
20.2、本发明提供的一种热致变色的低温烧结彩砂及其制备方法，采用的粘结剂中添加了经硅烷偶联剂改性后的粉煤灰，硅烷偶联剂与粉煤灰发生接枝反应，可增强粘结剂在固化反应中的自催化作用，使其固化温度进一步降低，并能提高该粘结剂的黏度，进而使彩砂的稳定性得到增强。
21.3、本发明提供的一种热致变色的低温烧结彩砂及其制备方法，采用的热敏染料遇到双酚af变成有色结构，通过更换热敏染料能够改变彩砂颜色，使其色系丰富。
22.4、本发明提供的一种热致变色的低温烧结彩砂及其制备方法，采用的改性剂可使热致变色颜料的粒径变小，且能够使颜料成膜后的疏水性能得到提高，进而提高彩砂产品的耐水性能。
23.5、本发明提供的一种热致变色的低温烧结彩砂及其制备方法，采用的矿化剂碱灰能够与砂粒形成固熔体，促进晶格活化，加速晶体生长，提升砂粒表面涂层的光泽度，且加入少量的碱灰形成共熔物能显著降低烧结温度，节约生产成本。
24.6、本发明提供的一种热致变色的低温烧结彩砂及其制备方法，在制备彩砂的过程中先采用较高的转速将砂粒与颜料充分混合均匀，使得颜料均匀包裹在彩砂表面；再采用稍高的转速将其与矿化剂混合在一起，颜料中各组分之间的相互配合可降低固化反应的温度，使其在室温下便能发生固化反应，并能加速固化反应的进行，使得制得的彩砂的光泽度得到显著提高；再采用较低转速对其彩砂进行边搅拌边烘干的处理，在搅拌状态下经颜料中各组分之间的相互配合，使颜料与砂粒之间的附着力得到了增强，且能够有效防止砂粒之间粘结，同时使得颜料在粘结剂的作用下快速地在砂粒表面形成一层致密的具有良好防水性、耐磨性、耐热性的热致变色涂层，不仅能达到节约能源的效果，更能使制得彩砂品质得到显著提高。
附图说明
25.图1是本发明所述的一种热致变色的低温烧结彩砂的制备方法的流程图；
26.图2是实施例1制备的彩砂的样品图。
具体实施方式
27.下面结合较佳实施例对本发明做进一步的说明，在本发明中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值；对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开；下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得
到；下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。实施例中原料的份数均为质量份数。
28.实施例1
29.一种热致变色的低温烧结彩砂，其基层材料为100份32目的铜尾矿砂粒，铜尾矿砂粒的化学组成为：sio
2 73.6％，al2o
3 11.7％，cao 5.4％，mgo 2.8％，fe2o
3 5.3％；铜尾矿砂粒外部包裹有热致变色涂层。
30.本发明采用了铜尾矿砂粒作为基层材料，由于铜尾矿中氧化硅的含量较高，可用其代替石英砂，用铜尾矿砂粒代替常规的石英砂生产彩砂能够省去采矿以及加工原料的费用，从而大大降低生产成本，且不会对环境造成破坏，还可节约尾矿的治理费用，对社会环境做出一定贡献。
31.热致变色涂层按质量份数包含组分见表1：
32.表1热致变色涂层组分
33.热致变色颜料8份粘结剂10份苛性白云石粉末1份滑石0.5份碱灰1份
34.本发明采用的矿化剂碱灰能够与砂粒形成固熔体，促进晶格活化，加速晶体生长，提升砂粒表面涂层的光泽度，且加入少量的碱灰能显著降低烧结温度，节约生产成本。
35.粘结剂按质量份数包含组分见表2：
36.表2粘结剂组分
37.85wt％的磷酸溶液5.7份氢氧化铝粉末1.7份蒸馏水2.3份经硅烷偶联剂改性的粉煤灰0.3份
38.粘结剂的制备过程为：将85wt％的磷酸水溶液加入蒸馏水稀释，再加入氢氧化铝粉末，在130℃下搅拌30分钟，冷却至室温，加入改性粉煤灰搅拌10分钟制得。
39.本发明采用的粘结剂中改性粉煤灰为经硅烷偶联剂改性后的粉煤灰，硅烷偶联剂与粉煤灰发生接枝反应，可增强粘结剂在固化反应中的自催化作用，使其固化温度进一步降低，并能提高该粘结剂的黏度，进而使彩砂的稳定性得到增强；且改性粉煤灰与磷酸发生化学反应，使得粘结剂的线性结构变为立体结构，从而促进固化，降低固化反应的温度，减少固化反应的时间，使固化反应即使在室温条件下也能进行，降低了能耗，同时还能提高涂层固化后的硬度和耐磨度，并能提高涂层的防水性能。
40.热致变色颜料按质量份数包含组分见表3：
41.表3热致变色颜料组分
[0042][0043][0044]
改性剂按质量份数包含组分见表4：
[0045]
表4改性剂组分
[0046]
无水乙醇0.084份蒸馏水0.072份正硅酸四乙酯0.003份苯基三乙氧基硅烷0.001份
[0047]
改性剂的制备过程为：将无水乙醇、蒸馏水、正硅酸四乙酯按上述质量比混合，调节溶液ph＝3，在60℃下搅拌60分钟，再加入苯基三乙氧基硅烷，并搅拌30分钟，得到所述改性剂。
[0048]
本发明采用的改性剂可使热致变色颜料的粒径变小，且能够使颜料成膜后的疏水性能得到提高，进而提高彩砂产品的耐水性能。
[0049]
一种热致变色的低温烧结彩砂的制备方法，包括以下步骤：
[0050]
(1)铜尾矿砂粒的预处理：选取废弃的铜尾矿，将铜尾矿磨细，使其粒度为32目，并取100份铜尾矿砂粒对其进行反复洗涤，除去表面可溶性杂质，然后进行干燥处理；
[0051]
(2)热致变色颜料的制备：将福尔马林、尿素、蒸馏水按5:2:10的质量比混合搅拌至溶解，并调节溶液ph＝8，最后在75℃下搅拌60分钟得到甲醛-尿素混合液；将热敏蓝、双酚af、十四醇按设定比例混合，在90℃下搅拌60分钟，并降温至70℃，与已加热至70℃的3wt％阿拉伯胶溶液混合搅拌30分钟，并加入甲醛-尿素混合液，搅拌60分钟，调节溶液ph＝3.5并搅拌15分钟，加入10wt％氯化铵溶液、改性剂并搅拌50分钟，再调节溶液ph＝2，搅拌30分钟后冷却至室温，得到热致变色颜料；
[0052]
(3)彩砂的制备：将上述经过预处理的铜尾矿砂粒与粘结剂按设定比例混合5分钟，开启冷气流，将其降温至-5℃，再加入热致变色颜料、苛性白云石粉末、滑石在1000r/min的转速下充分混合12分钟，使颜料均匀包裹在铜尾矿砂粒表面，再加入碱灰在900r/min的转速下充分搅拌5分钟，并在20℃下吹风，在500r/min的转速下对其进行边搅拌边干燥的处理，充分干燥后，将上述混合物置于250℃下烧结70分钟，并在100℃下保温18分钟，出料后自然冷却，制得产品。
[0053]
本发明在砂粒与粘结剂充分混合后，使粘结剂与砂粒表面充分接触，黏连在一起，再通过开启冷气流的方式能够降低附着在砂粒上的粘结剂表面的粘性，并加入苛性白云石粉末和滑石与热致变色颜料一起附着在砂粒表面，能够有效防止砂粒之间粘结的问题，且能提高彩砂硬度，同时白云石粉末和滑石也作为填充剂，能够使颜料更好地粘结在彩砂表
面，在固化反应过程中，伴随水分的蒸发容易在彩砂涂层表面产生孔洞，造成产品品质不佳，加入白云石粉末和滑石便能填上产生的孔洞，提高涂层硬度，提升彩砂品质，进而再加入矿化剂，并吹风对砂粒进行边搅拌边干燥的处理，进一步防止砂粒之间粘结，最后升温对砂粒进行烧结，升温使得粘结剂表面粘度恢复，将颜料牢牢黏在砂粒表面，由于苛性白云石粉末和滑石的加入使得砂粒表面较为干燥，不易粘结，且矿化剂能够与砂粒形成固熔体，使砂粒表面晶格活化，提升涂层的光泽度，并能够降低烧结温度，达到节约成本的目的。
[0054]
实施例2
[0055]
一种热致变色的低温烧结彩砂，其基层材料为100份24目的铜尾矿砂粒，铜尾矿砂粒的化学组成为：sio
2 73.6％，al2o
3 11.7％，cao 5.4％，mgo 2.8％，fe2o
3 5.3％；铜尾矿砂粒外部包裹有热致变色涂层。
[0056]
热致变色涂层按质量份数包含组分见表5：
[0057]
表5热致变色涂层组分
[0058]
热致变色颜料9份粘结剂12份苛性白云石粉末1.5份滑石1份碱灰2份
[0059]
粘结剂按质量份数包含组分见表6：
[0060]
表6粘结剂组分
[0061]
85wt％的磷酸溶液6.84份氢氧化铝粉末2.04份蒸馏水2.76份经硅烷偶联剂改性的粉煤灰0.36份
[0062]
粘结剂的制备过程为：将85wt％的磷酸水溶液加入蒸馏水稀释，再加入氢氧化铝粉末，在130℃下搅拌30分钟，冷却至室温，加入改性粉煤灰搅拌10分钟制得。
[0063]
热致变色颜料按质量份数包含组分见表7：
[0064]
表7热致变色颜料组分
[0065][0066][0067]
改性剂按质量份数包含组分见表8：
[0068]
表8改性剂组分
[0069]
无水乙醇0.097份蒸馏水0.083份正硅酸四乙酯0.0038份苯基三乙氧基硅烷0.0002份
[0070]
改性剂的制备过程为：将无水乙醇、蒸馏水、正硅酸四乙酯按上述质量比混合，调节溶液ph＝3，在60℃下搅拌60分钟，再加入苯基三乙氧基硅烷，并搅拌30分钟，得到所述改性剂。
[0071]
一种热致变色的低温烧结彩砂的制备方法，包括以下步骤：
[0072]
(1)铜尾矿砂粒的预处理：选取废弃的铜尾矿，将铜尾矿磨细，使其粒度为24目，并取100份铜尾矿砂粒对其进行反复洗涤，除去表面可溶性杂质，然后进行干燥处理；
[0073]
(2)热致变色颜料的制备：将福尔马林、尿素、蒸馏水按5:2:10的质量比混合搅拌至溶解，并调节溶液ph＝8，最后在75℃下搅拌60分钟得到甲醛-尿素混合液；将热敏红、双酚af、十四醇按设定比例混合，在90℃下搅拌60分钟，并降温至70℃，与已加热至70℃的3wt％阿拉伯胶溶液混合搅拌30分钟，并加入甲醛-尿素混合液，搅拌60分钟，调节溶液ph＝3.5并搅拌15分钟，加入10wt％氯化铵溶液、改性剂并搅拌50分钟，再调节溶液ph＝2.5，搅拌30分钟后冷却至室温，得到热致变色颜料；
[0074]
(3)彩砂的制备：将上述经过预处理的铜尾矿砂粒与粘结剂按设定比例混合3分钟，开启冷气流，将其降温至0℃，再加入热致变色颜料、苛性白云石粉末、滑石在1100r/min的转速下充分混合10分钟，使颜料均匀包裹在铜尾矿砂粒表面，再加入碱灰在800r/min的转速下充分搅拌8分钟，并在20℃下吹风，在400r/min的转速下对其进行边搅拌边干燥的处理，充分干燥后，将上述混合物置于200℃下烧结60分钟，并在90℃下保温20分钟，出料后自然冷却，制得产品。
[0075]
实施例3
[0076]
一种热致变色的低温烧结彩砂，其基层材料为100份12目的铜尾矿砂粒，铜尾矿砂粒的化学组成为：sio
2 73.6％，al2o
3 11.7％，cao 5.4％，mgo 2.8％，fe2o
3 5.3％；铜尾矿砂粒外部包裹有热致变色涂层。
[0077]
热致变色涂层按质量份数包含组分见表9：
[0078]
表9热致变色涂层组分
[0079]
热致变色颜料10份粘结剂15份苛性白云石粉末2份滑石1份碱灰1.5份
[0080]
粘结剂按质量份数包含组分见表10：
[0081]
表10粘结剂组分
[0082]
85wt％的磷酸溶液8.55份氢氧化铝粉末2.55份蒸馏水3.45份
经硅烷偶联剂改性的粉煤灰0.45份
[0083]
粘结剂的制备过程为：将85wt％的磷酸水溶液加入蒸馏水稀释，再加入氢氧化铝粉末，在130℃下搅拌30分钟，冷却至室温，加入改性粉煤灰搅拌10分钟制得。
[0084]
热致变色颜料按质量份数包含组分见表11：
[0085]
表11热致变色颜料组分
[0086]
甲醛-尿素混合液3.673份热敏黄0.205份双酚af0.408份十四醇1.429份改性剂0.204份3wt％阿拉伯胶溶液3.061份10wt％氯化铵溶液1.02份
[0087]
改性剂按质量份数包含组分见表12：
[0088]
表12改性剂组分
[0089]
无水乙醇0.107份蒸馏水0.092份正硅酸四乙酯0.004份苯基三乙氧基硅烷0.001份
[0090]
改性剂的制备过程为：将无水乙醇、蒸馏水、正硅酸四乙酯按上述质量比混合，调节溶液ph＝3，在60℃下搅拌60分钟，再加入苯基三乙氧基硅烷，并搅拌30分钟，得到所述改性剂。
[0091]
一种热致变色的低温烧结彩砂的制备方法，包括以下步骤：
[0092]
(1)铜尾矿砂粒的预处理：选取废弃的铜尾矿，将铜尾矿磨细，使其粒度为12目，并取100份铜尾矿砂粒对其进行反复洗涤，除去表面可溶性杂质，然后进行干燥处理；
[0093]
(2)热致变色颜料的制备：将福尔马林、尿素、蒸馏水按5:2:10的质量比混合搅拌至溶解，并调节溶液ph＝8，最后在75℃下搅拌60分钟得到甲醛-尿素混合液；将热敏黄、双酚af、十四醇按设定比例混合，在90℃下搅拌60分钟，并降温至70℃，与已加热至70℃的3wt％阿拉伯胶溶液混合搅拌30分钟，并加入甲醛-尿素混合液，搅拌60分钟，调节溶液ph＝3.5并搅拌15分钟，加入10wt％氯化铵溶液、改性剂并搅拌50分钟，再调节溶液ph＝2，搅拌30分钟后冷却至室温，得到热致变色颜料；
[0094]
(3)彩砂的制备：将上述经过预处理的铜尾矿砂粒与粘结剂按设定比例混合4分钟，开启冷气流，将其降温至10℃，再加入热致变色颜料、苛性白云石粉末、滑石在1300r/min的转速下充分混合15分钟，使颜料均匀包裹在铜尾矿砂粒表面，再加入碱灰在1000r/min的转速下充分搅拌7分钟，并在20℃下吹风，在500r/min的转速下对其进行边搅拌边干燥的处理，充分干燥后，将上述混合物置于280℃下烧结75分钟，并在80℃下保温15分钟，出料后自然冷却，制得产品。
[0095]
对比例1
[0096]
与实施例1基本相同，但有以下改变：
[0097]
在彩砂的制备过程中，加入的粘结剂不添加改性粉煤灰。
[0098]
对比例2
[0099]
与实施例1基本相同，但有以下改变：
[0100]
在彩砂的制备过程中，加入的矿化剂为氯化钙。
[0101]
对比例3
[0102]
与实施例1基本相同，但有以下改变：
[0103]
在彩砂的制备过程中，不添加苛性白云石粉末和滑石。
[0104]
实施效果评价
[0105]
下面通过具体试验，进一步说明本发明达到的优异效果。
[0106]
首先，将通过上述具体实施方式制备得到的热致变色的低温烧结彩砂分别制成样板，并对上述样板进行性能测试。具体结果如下所示：
[0107]
外观性能：
[0108]
对实施例1-3与对比例1-3进行观察，发现实施例1-3与对比例1-2的彩砂粒粒分明，而对比例3的彩砂有少量颗粒之间发生粘结；且对比例2的光泽度明显不如实施例1-3与对比例1、对比例3的光泽度；说明本发明制备的热致变色的低温烧结彩砂具有良好的光泽度，且本发明提供的一种热致变色的低温烧结彩砂的制备方法能够有效解决彩砂颗粒之间粘结的问题。
[0109]
耐水性试验：
[0110]
对实施例1-3与对比例1-3进行720小时的耐水性试验，具体试验结果见下表：
[0111]
表13耐水性试验表
[0112]
项目实施例1实施例2实施例3对比例1对比例2对比例3240小时无变化无变化无变化无变化无变化无变化480小时无变化无变化无变化无变化无变化无变化720小时无变化无变化无变化轻微褪色轻微褪色无变化
[0113]
可以观察到，实施例1-3与对比例3均无明显变化，而对比例1-2的彩砂有轻微褪色，说明本发明制备的热致变色的低温烧结彩砂具有良好的防水性能。
[0114]
耐磨性试验：
[0115]
对实施例1-3与对比例1-3进行同等程度的耐磨性试验，具体试验结果见下表：
[0116]
表14耐磨性试验表
[0117]
项目实施例1实施例2实施例3对比例1对比例2对比例3一级摩擦无变化无变化无变化无变化无变化无变化二级摩擦无变化无变化无变化无变化无变化无变化三级摩擦无变化无变化无变化轻微脱落轻微脱落无变化
[0118]
可以观察到，实施例1-3、对比例3均无明显变化，但对比例1-2的彩砂的涂层有轻微脱落，说明本发明制备的热致变色的低温烧结彩砂具有良好的耐磨性。
[0119]
温度变化试验：
[0120]
将实施例1-3与对比例1-3置于同一环境下进行温度变化试验，试验温度范围为0℃到40℃，具体试验结果见下表：
[0121]
表15温度变化试验表
[0122][0123]
可以观察到，在0℃-13℃，实施例1和对比例1-3的颜色均为蓝色，实施例2的颜色为红色，实施例3的颜色为黄色；在13℃-28℃，实施例1和对比例1-3的颜色均由蓝色变浅，实施例2的颜色由红色变浅，实施例3的颜色由黄色变浅；在28℃-40℃，实施例1和对比例1-3的颜色均转变为浅紫色，实施例2的颜色转变为浅粉色，实施例3的颜色转变为白色；从以上现象可以看出，本发明制备的热致变色的低温烧结彩砂的色系较为丰富，且具有很好的随温度变化而变色的性能。
[0124]
本发明提供的一种热致变色的低温烧结彩砂及其制备方法，该方法同现有技术相比，具有成本低、烧结温度低、工艺简单等优点，利用该工艺能生产各种规格和颜色的彩砂，能够满足对彩砂耐水性、耐候性、耐磨性及抗冻性等技术的要求。在工艺过程中，选用了热敏颜料，采用不同的颜料配方，可以得到不同颜色的彩砂产品，使其色系丰富，能够满足大众需求。粘结剂的使用可以使热致变色颜料在铜尾矿砂粒表面润湿，分散均匀并牢固地黏附在砂粒表面上，且其中添加的改性粉煤灰能够降低粘结剂的固化反应温度，使粘结剂在室温下就能发生固化反应，达到节约能源的目的。添加的矿化剂碱灰可降低彩砂的烧结温度，节约能源。本发明制得的彩砂具有耐水性好、耐高温、附着力大等特点，能够使颜料更好得附着在砂粒表面。
[0125]
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。