Шлікер для одержання глазурованих покриттів чорного кольору

Запропонований винахід відноситься до технології керамічного виробництва, зокрема до складів сирих безпігментних глазурей, призначених для покриття санітарного фарфору, а також може бути використаний для нанесення на фаянсові, напівфарфорові та тонкокам'яні керамічні вироби. Відома чорна глазур, яка містить, мас.%: SiO2 55,6-60,1; Аl2О3 13,72-15,82; Fe2O3 2,80-2,95; FeO 0,530,62; ТІО2 0,32-0,41; МnО 0,05-0,07; СаО 12,8-13,66; MgO 1,60-1,80; Na2O 2,80-3,61; К2О 1,88-2,64; Со2О3 3,20-4,30 [А.с. 852811 (СССР) МКИ 3 С03С9/00, Чёрная глазурь, БИ №29, 1981]. Недоліками вказаної глазурі є: - низький блиск (76-78%); - великий вміст дорогокоштуючого оксиду кобальту (до 4,3мас.%); - вузький інтервал випалу (до 60°С). Відома також чорна глазур, яка містить, мас.%: SiO2 58,87-68,42; Аl2О3 11,25-13,07; Fe2O3 2,36-8,33; ТіО2 0,20-0,25; MgO 2,66-3,16; Na2O 0,53-0,60; К2О 2,29-2,73; СаО 4,71-5,57; Со2О3 2,09-7,37; ZnO 0,21-0,42; Сr2О3 1,57-3,16 [А.с. 1730086 (СССР) МКИ 5 С04В41/86, Черная глазурь, БИ №16, 1992]. Недоліками цієї глазурі є: - висока температура випалу (1320-1410°С); - недостатньо високий блиск (76-80%); - великий вміст дорогокоштуючого оксиду кобальту (до 7,37мас.%). Найбільш близьким за складом до запропонованого винаходу є шлікер для одержання глазурних покриттів чорного кольору, складений з основи, яка включає SiO2, Аl2 О3 , Fe2O 3, ТіО 2, СаО, MgO, Na 2O, К2 O, BaO, ZnO, електроліту, КМЦ, води та забарвлюючої добавки у складі СоО і Fe2O3 при наступному співвідношенні компонентів, мас.ч.: Основа 100,0 Електроліт 0,05-0,1 КМЦ 0,1-0,15 Вода 60-65 Забарвлююча добавка: СоО 2,8-3,1 Fe2O3 2,9-3,2 причому основа містить, мас.%: SiO2 65,2-68,47; АІ2 О3 11,32-12,34; Fe2O3 0,85-0,95; ТіО2 0,4-0,48; СаО 8,88-10,0; MgO 1,25-1,44; ВаО 1,67-1,98; ZnO 1,95-2,18; Na2O 1,51-1,63; К2О 3,53-3,89 [Рішення про видачу деклараційного патенту на винахід по заявці №2003032061 (Україна) МКВ7 С03С8/00, С04В41/86, Шлікер для одержання глазурних покриттів чорного кольору, Білий Я.І., Зайчук О.В. від 07.03.2003р.] - (прототип). Недоліками прототипу є: - вміст дефіцитних і шкідливих ВаО та ZnO; - вузький інтервал випалу (40°С). Задачею винаходу є розробка складів сирих безпігментних глазурей при використанні лише місцевих сировинних матеріалів і відходів промисловості з розширеним інтервалом випалу для отримання покриттів чорного кольору, які дозволять спростити технологію виробництва за рахунок протікання адсорбційних та іонообмінних процесів, а також сприятимуть зниженню матеріальних та енергетичних витрат. Поставлена задача вирішується тим, що відомий шлікер, складений з основи, що включає SiO2, АІ2 О3, Fe2O3 , ТіО 2, СаО, MgO, Na 2O, К2O, електроліту, КМЦ, води та забарвлюючої добавки, відповідно до винаходу він додатково містить в основі FeO, а забарвлююча добавка складається з К2Сr2О7 та CoSO 4·7H2O при наступному співвідношенні компонентів, мас.ч.: основа 100,0; електроліт 0,05-0,1; КМЦ 0,1-0,15; вода 60-65; забарвлююча добавка: К2Сr2О7 0,74-1,47, CoSO4·7H2O 5,79-9,65, причому основа містить, мас.%: SiO2 62,81-64,15; Аl2О3 13,21-13,59; Fe2O3 2,26-2,46; FeO 5,58-6,64; ТіО2 0,19-0,24; СаО 10,59-11,00; MgO 0,62-0,66; Na2O 1,14-1,22; К2О 1,92-2,25. Для приготування основи використовують наступні сировинні матеріали: пегматит Шевченківського родовища; пісок кварцовий Пологівського родовища; крейда технічна ГОСТ 17498-72; глина червоно-бура Ново-Олександрівського родовища та залізовміщуючий компонент. В якості залізовміщуючого компоненту використовують відходи теплоенергетичної галузі промисловості - шлак Придніпровської ТЕС. Хімічний склад шлаку наведено у табл.1. Таблиця 1 Хімічний склад шлаку, мас.% Назва матеріалу Шлак Придніпровської ТЕС SiO2 49,4 AI 2O 3 21,7 Найменування компонентів Fe2O3 FeO CaO MgO К2O+Na2O 4,4 16,4 3,93 0,91 2,16 в.п.п 1,1 Для забезпечення кращої покривної здатності та розтікаємості глазурі на сирих виробах додатково при помелі вводять електроліт - рідке скло (розчинний силікат натрію) та суспендуючу добавку - КМЦ (карбоксі метил целюлозу). Для одержання глазурних покриттів інтенсивного чорного кольору застосовують розчинні у воді солі, які містять катіони: Сr6+ та Со2+. Процес забарвлення здійснюється за рахунок протікання адсорбційно-іонообмінного механізму між дисперсною фазою і дисперсійним середовищем шлікера з наступним іонним забарвленням глазурі в результаті проходження окислювально-відновлювальних процесів при випалі покриттів. Склади запропонованих шлікерів приведені в табл.2. Таблиця 2 Склади запропонованих шлікерів на 100 мас.ч. Назва матеріалів Основа Електроліт - рідке скло КМЦ Забарвлююча добавка: К2Сr2О7 CoSO4·7H2O СоО Fе2О3 Вода 100 0,05 0,1 1 100 0,05 0,1 Номери шлікерів 2 100 0,05 0,1 3 100 0,05 0,1 2,80 3,20 60 0,74 5,79 65 0,74 7,72 65 0,74 9,65 65 Прототип Конкретний склад основи, розробленої для запропонованих шлікерів містить, мас.%: SiO2 - 63,33; АI2О3 - 13,3; Fe 2O 3 - 2,36; FeO - 6,09; ТіО2 - 0,22; СаО - 10,8; MgO - 0,64; Na 2O -1,18; К2О - 2,08. Запропонований шлікер готують методом сумісного мокрого помелу компонентів сировинної суміші у кульовому млині до залишку на ситі №0063 не більше 0,01-0,03% і вистоюють на протязі доби (старіння). Отриману суспензію наносять на поверхню висушених зразків методом поливу чи пульверизації і випалюють з витримкою на протязі однієї години при температурі 1150-1250°С. На основі запропонованих шлікерів одержані покриття інтенсивного чорного кольору з розширеним інтервалом випалу, для яких визначено ряд властивостей, представлених у табл.3. Таблиця 3 Властивості глазурних покриттів на основі запропонованих лікерів Назва властивості Колір, візуально КДзВ (блиск) КДВ (коефіцієнт дифузного відбиття) Температура випалу Інтервал випалу Одиниці вимірювання % % °С °С Прототип чорний 92 3,27 1200 40 1 чорний 86 3,3 1200 100 Номери шлікерів 2 3 чорний чорний 84 82 3,34 3,34 1200 1200 100 100 За результатами визначення властивостей глазурних покриттів встановлено, що вони на відміну від прототипу мають більш широкий інтервал випалу (до 100°С), а також не містять у своєму складі дефіцитних і шкідливих ВаО та ZnO. Таким чином, саме запропоновані шлікери, які містять вище вказані компоненти, дають можливість одержати безпігментні глазурні покриття насиченого чорного кольору з використанням лише недефіцитних місцевих сировинних матеріалів та відходів промисловості, а також з розширеним інтервалом випалу, що робить можливим їх використання в промисловості для покриття різних керамічних виробів: фарфорових, тонкокам'яних та напівфарфорових.