Емалевий шлікер для одержання безфтористих покриттів блакитного кольору

Реферат: Винахід належить до складів емалевих шлікерів для одержання безфтористих щільних покриттів блакитного кольору з високим ступенем блиску та стабільними колірними показниками при низькій температурі випалу 780-800 °C, які можуть бути використані при емалюванні сталевого посуду та інших виробів господарчо-побутового призначення. Поставлена задача вирішується тим, що шлікер містить, мас.ч.: безфтористу фриту системи SiO2-R2O-RO-R2O3-Р2О5 – 100,000; вогнетривку часів-ярську глину як суспендуючу добавку 5,000-6,000; KСl як електроліт - 0,200-0,300; сульфат алюмінію гідрат - 0,025-0,050; дигідроортофосфат амонію - 0,050-0,100; тригідрат оксиду алюмінію - 0,025-0,050; синій пігмент №210 - 2,500-5,000; воду - 41,000-43,000 мл. UA 102911 C2 (12) UA 102911 C2 UA 102911 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Запропонований винахід належить до складів емалевих шлікерів, що можуть бути використані при емалюванні сталевого посуду та інших виробів господарчо-побутового призначення, які отримують відомими способами шлікерної технології: занурюванням, обливом та пульверизацією. Відома титанова емаль, що включає оксиди: SiO2, В2О3, ТіО2, Аl2Оз, Na2O, К2О, MgO, P2O5 при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: 41,7-42,7 SiO2; 16,0-16,9 В2О3; 17,9-18,1 ТiO2; 2,8-5,6 Аl2О3; 10,4-14,0 Na2O; 0,6-1,9 К2О; 0,9-1,4 MgO; 1,8-3,6 Р2О5; 0,6 СоО. Вказана емаль входить до складу емалевого шлікеру, мас.ч.: фрита - 100,0; глина часів-ярська - 5,0; калій хлористий -0,1; натрій азотнокислий - 0,1; вода - 40,0 [Патент №27114 Україна, МПК С0ЗС 8/02, С0ЗС 8/08. Світлозабарвлена емаль / Я.І.Білий, С.М.Пономарчук, О.І. Бондар, С.Ю.Науменко, Л.А. Терновська, Ю.М. Антипов (Україна) - №93006717; Заявл. 06.08.93; Опубл. 28.02.00, Бюл.№1.-3 с] Недоліками цієї емалі є: - обмеження в одержанні широкої гами світлозабарвлених покриттів; - додаткові енергетичні й матеріальні витрати, необхідні для промивання плавильної печі при переході на плавку емалі іншого кольору й особливо білих; - підвищена корозія вогнетривкої футерівки печі у зв'язку з присутністю в шихті оксидів змінної валентності. Відома безфториста титанова фрита, що включає оксиди SiO2, B2O3, ТіО2, Аl2О3, Na2O, K2O, MgO, P2O5 при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: 40,0-43,8 SiO2; 15,6-16,9 В2О3; 16,0-19,5 ТіО2; 3,0-9,0 Аl2О3; 13,0-16,0 Na2O; 0,1-3,0 К2О; 1,4-1,6 MgO; 0,1-3,0 Р2О5 [Патент №51109 А Україна, МПК С03С 8/00, С23Д 5/02, Спосіб одержання світлозабарвлених емалевих покриттів на сталі / Я. І. Білий, С.М.Пономарчук, С. Ю. Науменко, Р. І. Кислична (Україна); №2002010105; Заявл. 03. 01. 02; Опубл. 15.11.02. Бюл. №11.-2с]. Недоліками цієї емалі є: - значний вміст ТіО2, який погіршує інтенсивність кольору при одержанні заглушених світлозабарвлених покриттів; - обмежений інтервал випалу склошару (800-830 °C); - недостатня розтічність склоемалевої фрити. Відомий емалевий шлікер, який готують з малотитанової фрити до складу якої входять оксиди: кремнію, титану, алюмінію, бору, натрію, калію, магнію, фосфору, крім того, вогнетривкої глини та забарвлюючої добавки у вигляді композицій солей металів змінної валентності: хрому, кобальту, міді, нікелю, марганцю, заліза [Патент №83288 Україна, МПК С0ЗС 8/02, С03С 8/12, С03С 8/20, Спосіб одержання світлозабарвлених емалевих покриттів на сталі / Я. І. Білий, Р. І. Кислична, С. Ю. Науменко, Т. І. Нагорна (Україна); №а 200610189; Заявл. 25.09.06; Опубл. 25. 06. 08. Бюл. №12.-4с]. - Недоліками цього винаходу є: - підвищена температура випалу емалевих покриттів (800-860 °C); - незначна складність приготування емалевих суспензій, яка полягає в додатковій операції, тобто, розчиненні солей у воді з подальшим введенням їх у млин; - необхідність додаткового коригування шлікерів для поліпшення їх реологічних властивостей. Найбільш близькою до винаходу, що заявляється, за технічною суттю і результатом, що досягається, є емаль, що включає фриту системи SiO2-R2O-RO-R2O3-Р2О5, суспендуючу добавку, електроліт, воду та один компонент із групи: CoSO4-7H2O, СоС12-6Н2О, Co(NO3)2-6H2O при наступному співвідношенні компонентів емалевого шлікеру, мас. ч.: 100,0 фрита; 5,0-9,0 суспендуюча добавка; 0,1-0,2 електроліт; 40,0-45,0 вода; 0,75-1,0 один компонент із групи: CoSO4-7H2O, СоС12-6Н2О, Co(NO3)2-6H2O [Патент №52310 Україна, МПК С03С 8/00, С03С 1/04, Маса для одержання склоемалевих покриттів сіро-блакитних тонів / Я.І.Білий, С.М. Пономарчук, С. Ю. Науменко, P. I. Кислична, І. В. Комелькова (Україна); №2002042732; Заявл. 05. 04. 02; Опубл. 15. 09. 05. Бюл. №9.-4с. - прототип]. Недоліками прототипу є: - підвищена температура випалу емалевих покриттів (800-860 °C); - недостатня щільність склошару; - відносно низькі показники чистоти кольору. В основу винаходу поставлена задача - розробити склад емалевого шлікеру для одержання безфтористих щільних покриттів блакитного кольору з високим ступенем блиску та стабільними колірними показниками при низькій температурі випалу (780-800 °C) шляхом дослідження та коригування кількісного співвідношення компонентів у складі емалевого шлікера. Поставлена задача вирішується тим, що відомий шлікер, який включає безфтористу фриту системи SiO2-R2O-RO-R2O3-Р2О5, вогнетривку часів-ярську глину як суспендуючу добавку, КСl як електроліт та воду, відповідно до винаходу він додатково містить сульфат алюмінію гідрат, 1 UA 102911 C2 5 10 15 20 дигідроортофосфат амонію, тригідрат оксиду алюмінію, синій пігмент при наступному співвідношенні компонентів, мас.ч.: Фрита - 100,000 глина часів-ярська - 5,000-6,000 КСl-0,200-0,300 Al2(SO4)3-18Н2О - 0,025-0,050 NH4H2PO4-0,050-0,100 Аl(ОН)3-0,025-0,050 синій пігмент №210-2,500-5,000 вода - 41,000-43,000 мл. Як основу використовують безфтористу титанову фриту, яка містить вказані компоненти при наступному їх співвідношенні, мас. %: 40,31-41,5 SiO2; 16,9-17,24 В2О3; 13,0-13,27 ТiО2; 5,0-6,12 Аl2О3; 13,0-14,3 Na2O; 3,0-3,06 К2О; 0,6-2,6 MgO;5,0-5,P2O5. Для отримання безфтористої фрити використовують такі сировинні матеріали: пісок кварцовий, борну кислоту, діоксид титану, глинозем, кальциновану соду, натрієву та калієву селітри, оксид магнію, триполіфосфат натрію. Варку емалей проводять при температурі 12501260 °C протягом 58-60 хвилин. Випал покриттів проводять в інтервалі 780-800 °C. Приводимо приклад конкретного виконання винаходу, що пропонується. Безфтористі емалеві покриття блакитного кольору отримують приготуванням шлікеру, що включає фриту системи SiO2-R2O-RO-R2O3 - Р2О5, суспендуючий компонент, електроліт, пігмент, воду та нанесенням його на заґрунтовану поверхню з подальшим сушінням та випалом. Емалеві шлікери готують за наступними рецептами (табл. 1). Таблиця 1 Компоненти Безфториста фрита Глина часів-ярська КСl Al2(SO4)318H2O NH4H2PO4 А1(ОН)з NaCl KNO3 CoSO4-7H2O Синій пігмент №210 Н2О, мл 25 30 Склади емалевих і шлікерів, мас.ч. Номери емалевих шлікерів Прототип 1 2 3 100,0 100,0 100,0 100,0 5,0 5,0 6,0 5,0 0,2 0,2 0,3 0,025 0,025 0,05 0,1 0,1 0,05 0,05 0,025 0,05 0,1 0,1 0,98 2,5 3,0 3,5 40,0 41,0 41,0 43,0 4 100,0 6,0 0,2 0,05 0,05 0,025 4,0 41,0 5 100,0 5,0 0,3 0,025 0,1 0,05 4,5 43,0 6 100,0 5,0 0,2 0,025 0,1 0,05 5,0 41,0 До складу запропонованого емалевого шлікеру входить незначна кількість керамічного синього пігменту №210 (2,5-5,0 мас.ч.), ДСТУ 1438-94 Пігменти для фарб. Загальні технічні умови. Вказаний пігмент характеризується наступними колірними показниками: координати кольору - Х=23,75; Y=18,27; Z=18,28; координати колірності x=0,3936; y=3028; чистота кольору 1 6; колірний тон 577 нм. Емалеві покриття випалюються при нижчій температурі на 20-60 °C в порівнянні з прототипом. Оптико-колірні характеристики безфтористих емалевих покриттів блакитного кольору визначались на компараторі кольору КЦ-3 при джерелі світла "А", значення яких приведені в табл. 2. Таблиця 2 Оптико-колірні характеристики розроблених склопокриттів, випалених при температурі 780 °C Координати кольору № покриття X Y Z Прот. 57,0 51,9 22,2 1 55,38 50,12 23,78 Координати колірності х у 0,435 0,396 0,4283 0,3877 2 КДзВ% 96 83 1) КДВ% 2) 50,03 Чистота Колірний кольору, тон, % % 3 479 3 474 UA 102911 C2 2 3 4 5 6 1) 2) 5 10 15 20 52,82 50,54 48,44 46,96 42,47 46,86 44,67 42,68 41,08 37,08 23,09 23,02 22,64 22,50 22,72 0,4302 0,4274 0,4257 0,4248 0,4152 0,3817 0,3778 0,3751 0,3715 0,3625 74 75 77 75 74 46,21 43,82 41,78 40,25 36,12 5 4 5 4 6 472 474 462 458 460 - коефіцієнт дзеркального відбиття (КДзВ); - коефіцієнт дифузного відбиття (КДВ). Наведені результати (табл. 2) та візуальна оцінка свідчать, що розроблені безфтористі малотитанові емалеві покриття блакитного кольору мають якісний склошар (без уколів та віспин, кращу щільність, хороший блиск, приємний колір для зорового сприйняття від світлоблакитного до насиченого, про що свідчать показники КДВ та колірний тон). Крім відміченого, отримані емалеві покриття характеризуються вищою чистотою кольору (46 %) в порівнянні з прототипом (3 %). За фізико-хімічними властивостями вони відповідають вимогам ГОСТ 24405-80 до покривних емалей (за хімічною стійкістю базова емаль належить до 1-го гідролітичного класу, розтічність складає 34,0 мм), отримані покриття витримують дію 4-%-ї оцтової кислоти більше 5ти хвилин. Запропоновані склади емалевих шлікерів можуть бути використані при емалювання сталевих виробів господарчо-побутового призначення. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Емалевий шлікер для одержання безфтористих покриттів блакитного кольору, що містить безфтористу фриту системи SiO2-R2O-RO-R2O3-Р2О5, вогнетривку часів-ярську глину як суспендуючу добавку, KСl як електроліт та воду, який відрізняється тим, що він додатково містить сульфат алюмінію гідрат, дигідроортофосфат амонію, тригідрат оксиду алюмінію та синій пігмент при наступному співвідношенні компонентів, мас. ч.: фрита 100,000 глина часів-ярська 5,000-6,000 KСl 0,200-0,300 0,025-0,050 A12(SO4)3 18Н2О NH4H2PO4 0,050-0,100 Аl(ОН)3 0,025-0,050 синій пігмент №210 2,500-5,000 вода 41,000-43,000 мл. Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3