Керамічний пігмент синьо-бірюзовий

Керамічний пігмент синьо-бірюзовий, що містить Аl2О3, Со2О3, Сr2О3, Na2O, К2О, який відрізняється тим, що він додатково містить SiO2, C2 1 3 пигмент / Ю.А.Щепочкина - №2006107709/03; заявл. 13.03.2006; опубл. 10.08.2007, Бюл. №22]. Недоліками такого пігменту є: - обмежена область використання (для декорування фарфорових і фаянсових виробів); - складність технології одержання, яка обумовлена попереднім отриманням пігменту у вигляді високотемпературного розплаву з подальшою його грануляцією на воду. Також відомий керамічний пігмент синьобірюзового кольору, що включає, мас.%: Со2О3 40,0-48,0; Аl2О3 44,0-48,0; Сr2О3 5,0-7,0; SrO 3,05,0 [А. с. 1273338 СССР, МКИ4 С03С1/04. Керамический пигмент сине-бирюзового цвета / Т.Н. Кукушкина, А.Н. Демидовская и др., (СССР). №3924593/29-33; заявл. 02.07.85; опубл. 30.11.86, Бюл. №44]. Недоліками відомого пігменту є: - висока температура випалу (до 1380°С); - великий вміст шкідливого компоненту - оксиду стронцію (до 5мас.%); - великий вміст вартісного компоненту - оксиду кобальту (до 48,0мас.%); використання в якості компонентів пігментної шихти тільки дорогокоштуючої технічно чистої сировини, що значно збільшує її собівартість. Найбільш близьким до запропонованого винаходу за технічною сутністю та результатом, що досягається, є підглазурний барвник синьобірюзового кольору, який включає, мас.%: Аl2О3 74,49-84,36; Со2О3 9,14-15,28; Сr2О3 5,08-8,15; Na2O 0,65-0,95; К2О 0,77-1,13 [А. с. 1712327 СССР, МКИ5 С03С1/04. Подглазурный краситель синебирюзового цвета / О.Т.Ирклиевская, А.Н.Демидовская и др., (СССР). - №4815876/33; заявл. 17.04.90; опубл. 15.02.92, Бюл. №6] - (прототип). Недоліками прототипу є: - обмежена область використання (для декорування фаянсових виробів); - висока температура випалу (до 1320°С); - використання в якості компонентів пігментної шихти тільки дорогокоштуючої технічно чистої сировини, що значно збільшує її собівартість. Задачею винаходу є розробка складів керамічного пігменту синьо-бірюзового з низькими матеріальними та енергетичними витратами, який забезпечує формування скло- та ангобних покриттів зі стабільними оптико-колориметричними і високими естетико-декоративними показниками за рахунок використання в якості основного компонента - кислого електросталеплавильного шлаку шляхом активізації твердофазових реакцій при випалі між оксидами хрому і кобальту, а також діоксидом кремнію з утворенням відповідно хроміту кобальту (СоСr2О4) і силікату кобальту (Co2SiO4), які виступають хромофори при формуванні стійкого та інтенсивного синьо-бірюзового забарвлення. Поставлена задача вирішується тим, що відомий керамічний пігмент, який містить Аl2О3, Со2О3, Cr2O3, Na2O, K2O відповідно до винаходу додатково містить SiO2, Fe2O3, CaO, MgO, FeO, MnO і ТіО2 при наступному співвідношенні компонентів,мас.%: 91162 4 Аl2О3 2,20-2,35 Со2О3 14,40-17,20 Сr2О3 11,50-14,00 Na2O 0,04-0,05 K2О 0,07-0,08 SiO2 57,40-61,80 Fe2O3 4,15-4,45 CaO 1,85-1,95 MgO 1,00-1,10 FeO 1,50-1,60 MnO 0,45-0,55 TiO2 0,14-0,17, причому основний сировинний компонент використовують кислий електросталеплавильний шлак. Сутність винаходу полягає в наступному. Кислий електросталеплавильний шлак є вторинним продуктом металургійного виробництва, який утворюється внаслідок високотемпературної взаємодії складових вихідної сировини як між собою, так і газовим середовищем печі, а також її футеровкою з наступним охолодженням розплаву, що утворився; відрізняється достатньо високою однорідністю і дисперсністю (вміст фракції менше 1мм біля 76мас.%). Після помелу частка так званої пігментної складової (розмір часток менше 0,25мм) в такому шлаці складає 97мас.% від маси вихідного матеріалу. її хімічний склад характеризується переважним вмістом кремнезему (до 84мас.%) і порівняно невисокою концентрацією оксидів заліза (сумарно до 8мас.%). Фазовий склад пігментної частини такого шлаку в основному представлений β-кварцем, невеликою кількістю фериту магнію (MgFe2O4) і вюститу (FeO), а також скловидною фазою. Початок утворення рідкої фази в системі фіксується при температурі 11401150°С, що обумовлює високу реакційну здатність зазначеного металургійного шлаку. Крім того, електросталеплавильним шлаком до складів пігменту вносяться оксиди алюмінію, кальцію та магнію, а також ефективні мінералізуючі компоненти (оксиди двух- та трьохвалентного заліза, марганцю і діоксид титану), які традиційно вводяться з дорогокоштуючими природними чи технічно чистими матеріалами; останні ж сприяють зниженню температури синтезу керамічних пігментів. Готують шихту, в якості сировинних компонентів якої виступає попередньо подрібнений і магнітно збагачений кислий електросталеплавильний шлак, а також оксиди кобальту та хрому, сумісним мокрим помелом в кульовому млині до розміру часток, що характеризуються повним проходженням крізь сито №0056. Отриману сировинну суміш після сушіння завантажують у керамічні чи шамотні тиглі та випалюють з витримкою при максимальній температурі 1150-1200°С на протязі 1 години. В процесі випалу запропонованого керамічного пігменту завдяки відзначеним особливостям шлаку активно відбуваються процеси, що супроводжуються утворенням нових кристалічних сполук, які, в свою чергу, виступають в ролі стійких хромофорів і сприяють інтенсивному забарвленню склопокриттів чи ангобів при подальшому високотемпературному випалі. 5 91162 Після синтезу пігменту здійснюють його тонкий помел до розміру часток не більше 5-10мкм і подальше введення до складу глазурей чи ангобів в кількості до 6-8мас.ч. (понад 100мас.% їх сухої складової). Одержані після випалу покриття, які містять запропонований пігмент, відрізняються 6 високою якістю, рівномірним яскравим та стабільним синьо-бірюзовим кольором (λ=482-488нм) в широкому температурному інтервалі (11501250°С). Приклади конкретного виконання винаходу наведені в табл. 1 і 2. Таблиця 1 Хімічний склад запропонованого пігменту, мас.% Номер пігменту Аl2О3 1 2,35 2 2,30 3 2,20 Прототип 74,49 Со2О3 14,40 15,90 17,20 15,28 Сr2О3 11,50 12,85 14,00 8,15 Na2O 0,05 0,04 0,04 0,95 Найменування компонентів K2О SiO2 Fe2O3 CaO 0,08 61,80 4,45 1,95 0,07 59,40 4,30 1,90 0,07 57,40 4,15 1,85 1,13 MgO 1,10 1,04 1,00 FeO 1,60 1,55 1,50 MnO 0,55 0,50 0,45 TiO2 0,17 0,15 0,14 Таблиця 2 Характеристики склопокриттів, отриманих з введенням керамічних пігментів Номер пігменту 1 2 3 Прототип Температура випалу, °С 1150-1250 1150-1250 1150-1250 Характеристики склопокриттів Колір (візуальна оцінка) Синьо-бірюзовий Насичений синьо-бірюзовий Насичений синьо-бірюзовий Синьо-бірюзовий Аналіз приведених даних свідчить про те, що запропонований склад керамічного пігменту, синтезованого на основі відходу металургійного виробництва (кислого електросталеплавильного шлаку) при зниженій температурі 1150-1200°С, у межах заданого кількісного співвідношення компонентів забезпечує формування інтенсивного та стійкого синьо-бірюзового забарвлення покриттів, Комп’ютерна верстка Т. Чепелева Колірний тон, нм 488 484 482 488 випалених у достатньо широкому температурному інтервалі (1150-1250°С), а також зменшення матеріальних та енергетичних витрат. Запропонований винахід може бути успішно використаний для отримання кольорової як глазурованої, так і ангобованої кераміки різного функціонального призначення. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601