Емаль

Реферат: Винахід належить до хімічної галузі промисловості, а саме стосується малофтористих титанових емалей, які використовують як захисні покриття при емалюванні сталевого посуду та інших виробів господарчо-побутового призначення. Емаль для одержання білих титанових покриттів містить компоненти, у наступному співвідношенні, мас. %: 38,44-39,6 SiO2; 15,88-16,20 ТіО2; 13,80-14,22 В2О3; 4,76-4,90 Аl2О3; 1,92-1,98 MgO; 2,74-5,57 K2О; 11,82-12,17 Na2O; 4,484,61 Р2О5; 0,48-0,49 Li2O; 0,72-0,74 ВаО та 2,28-2,35 F'. Застосування винаходу забезпечує одержання титанової емалі зі зниженим вмістом фтору для отримання легкоплавких заглушених покриттів білого кольору з високим ступенем білизни та показником жовтизни не більше 6,0 %. UA 114844 C2 (12) UA 114844 C2 UA 114844 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Запропонований винахід належить до хімічної галузі промисловості, а саме стосується виробництва покривних титанових емалей, які можуть використовуватись як антикорозійні захисні покриття при емалюванні сталевого посуду та інших виробів господарчо-побутового і технічного призначення. Біла титанова емаль отримується в процесі часткової кристалізації ТіО 2: анатазу і рутилу, котрі з'являються в процесі кристалізації ТіО 2. Анатаз внаслідок меншого значення коефіцієнта заломлення забезпечує візуально більш біле глушіння, ніж рутил. Цьому відповідає ізометрична форма і рівномірний малий розмір кристалів анатазу. Розсіювання світла від таких кристалів надає емалі приємного білого кольору з блакитним відтінком. Для білих титанових емалей найхарактернішим візуальним недоліком є слабкий жовтий відтінок (що вимірюється показником жовтизни - G), який є небажаним і пояснюється він кристалізацією ТіО2 у вигляді рутилу. Показник білизни емалевих покриттів, окрім хімічного складу емалі, залежить також і від природи та кількості млинових складових шлікеру. Відома фрита для титанових покриттів, що включає SiO2, В2О3, ТіО2, Аl2О3, Na2O, MgO, Р2O5, яка відрізняється тим, що вона додатково містить K2О, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: (SiO2+TiO2)-56,3-64,0; (B2O3+Аl2О3)-19,5-25,0; (Na2O+K2О)-14,6-18,0; 0,053,0 Р2О5; 0,05-1,6 MgO; при цьому SiO2/ТіО2=1,91-2,56; В2О3/Аl2О3=2,57-13,1; Na2O/K2О=0,93-8,1 [Патент 24823 А Україна, С03С 8/02. Фрита для титанових покриттів /Білий Я.І., Пономарчук С.М., Науменко С.Ю., Антипов Ю.М., Терновська Л.А., Нагорний І.Г., Худяков В.І., Косенко О.І. (Україна) - № 97084194; заявл. 21.01.98; опубл. 25.12.98. Бюл. № 6]. Недоліками цієї емалі є підвищений вміст діоксиду титану у складі емалі (15,0-21,92 %), небажаний жовтуватий відтінок емалевих покриттів, про що свідчать показники коефіцієнта дифузного відбиття (82-90,8 %), більшість розроблених складів емалей належать до ІІ-го гідролітичного класу. Відома емаль, що включає оксиди SiO2, Аl2О3, ТіО2, Na2O, CaO та складові емалевих шлікерів, мас. ч.: фриту - 100,0; вогнетривку глину - 7,0; електроліти - 0,2; воду - 40 мл [Пат. 92428 Україна, МПК С03С 8/12; 8/02; 8/20, Безфториста безборна титанова емаль /Я.І., Білий, Н.О. Мінакова, Р.І. Кислична, (Україна); № 200910171; заявл. 07.10.09; опубл. 25.10.10. Бюл. № 20]. Недоліками цієї емалі є низькі показники блиску, на покриттях присутній жовтий відтінок, що підтверджується показниками жовтизни, високий вміст дорогокоштуючого діоксиду титану у складі емалі (18,6-20,0 мас. %) та вогнетривкої глини у складі емалевої суспензії. Найбільш близькою до винаходу, що заявляється, за технічною суттю і результатом, що досягається, є емаль, що включає оксиди SiO2, TiO2, В2О3, Аl2О3, MgO, K2O, Na2O, P2O5, F', СоО [ГОСТ 24405-80. Эмали силикатные (фритты). Технические условия. Введ. 01.02.2005, База нормативных документов www.complexdoc.ru.] - (найближчий аналог). Недоліками найближчого аналога є високий вміст фтору, підвищена температура варки емалі і випалу склопокриттів, довготривалий термін варки емалі, високі показники ступеня жовтизни (7,48-8,57 %), вміст дорогого СоО. В основу винаходу поставлена задача - розробити склад титанової емалі зі зниженим вмістом фтору для отримання легкоплавких заглушених покриттів білого кольору з високим ступенем білизни та показником жовтизни не більше 6,0 % шляхом дослідження та коригування кількісного співвідношення компонентів у складі емалі. Поставлена задача вирішується тим, що відома емаль для одержання білих титанових покриттів, яка включає оксиди кремнію, титану, бору, алюмінію, магнію, калію, натрію, фосфору, фтору та додатково модифікуючі оксиди літію і барію, відповідно до винаходу містить вищевказані компоненти, у наступному співвідношенні, мас. %: 38,44-39,6 SiO2; 15,88-16,20 ТіО2; 13,80-14,22 В2О3; 4,76-4,90 Аl2О3; 1,92-1,98 MgO; 2,74-5,57 K2О; 11,82-12,17 Na2O; 4,484,61 Р2О5; 0,48-0,49 Li2O; 0,72-0,74 ВаО та 2,28-2,35 F'. В табл. 1 наведені хімічні склади запропонованих титанових емалей. Для одержання емалевих фрит використовують наступні сировинні матеріали: кварцовий пісок, діоксид титану, борну кислоту, глинозем, палену магнезію, натрієву та калієву селітри, триполіфосфат натрію, вуглекислі барій і літій та кремнефтористий натрій. Варку емалі в промислових умовах проводять при температурі 1260-1280 °C протягом 1 год. 50 хв - 1 год. 58 хв з наступною грануляцією розплаву на воду. Властивості фрит представлені в табл. 2. Емалеві шлікери готують за загальноприйнятою технологією з додаванням на 100,0 мас. ч. фрити вогнетривкої глини, електролітів та води. Шлікери наносять на попередньо заґрунтовану і випалену металеву поверхню шляхом пульверизації. Після сушіння склоемалеві покриття випалювались при різних температурно-часових режимах, оптико-колірні характеристики дослідних покриттів наведені в табл. 3. 1 UA 114844 C2 5 10 Запропоновані емалі у порівнянні з прототипом мають наступні переваги: - варка розроблених емалей проводиться при значно нижчій температурі (1260-1280 °C); - скорочений термін варки емалі (110-118 хв); - нижчий ступінь жовтизни (1,24-5,95 %); - знижений вміст шкідливого фтору у складі емалі (2,26-2,35 %); - відсутність дорогого кобальту; - знижену температуру випалу емалевих покриттів (800 °C - лабораторний випал; на виробництві ТОВ "Новомосковський посуд" емальовані сталеві вироби випалюються на лінії "Декор", яка має нижчу температуру, ніж піч № 8. Використання винаходу, в якому пропонується малофториста титанова емаль забезпечить отримання якісних емалевих покриттів для сталевого посуду та інших виробів господарчопобутового призначення. Таблиця 1 Хімічний склад запропонованих емалей, мас. % Найближчий Найменування компонентів аналог ЕСП117 SiO2 42,6 ТіО2 17,6 В2О3 16,6 Аl2О3 4,3 MgO 1,5 K2О 2,6 Na2O 12,7 Р2О5 2,1 Li2O ВаО F' 5,7 СоО 0,015 15 Номери запропонованих складів емалей 1 2 3 4 39,60 16,20 14,22 4,90 1,98 2,74 12,17 4,61 0,49 0,74 2,35 39,21 16,04 14,08 4,85 1,96 3,70 12,05 4,56 0,49 0,73 2,33 38,82 15,88 13,94 4,80 1,94 4,65 11,93 4,52 0,49 0,73 2,30 38,44 15,73 13,80 4,76 1,92 5,57 11,82 4,48 0,48 0,72 2,28 Властивості отриманих емалей і покриттів визначали відповідно стандартам: ГОСТ 24405-80 та ГОСТ 24788-81. Таблиця 2 Властивості дослідних емалей Властивості емалей Найближчий аналог ЕСП117 Температура варки емалі 1360-1380 в промислових умовах, °С Термін варки, хв 170-180 Розтічність, мм 35,0-45,0 3 Водостійкість, см /г 0,05 Клас водостійкості 1/98 20 Номери запропонованих складів емалей 1 2 3 4 31,1 0,09 1/98 37,3 0,07 1/98 1260-1280 110-118 43,0 0,06 1/98 30,8 0,06 1/98 Температура випалу розроблених склопокриттів в лабораторних умовах є нижчою (800 °C) від випалу промислової емалі ЕСП-117 (830 °C). 2 UA 114844 C2 Таблиця 3 Оптико-колірні характеристики запропонованих емалевих покриттів Прототип Номери запропонованих складів емалей Характеристики покриттів емаль ЕСП1 2 3 4 117 1) 2) Режим випалу 830 °C /№ 8 800 °C, 4 хв (лаб. випал) /Лінія "Декор" Координати кольору: X 73,38/76,02 65,00/62,58 66,96/64,25 68,62/64,35 71,06/75,16 Y 75,49/78,16 67,47/65,73 69,73/66,62 70,57/66,21 73,87/77,20 Z 83,29/85,48 75,58/74,80 78,32/74,01 80,30/75/87 81,66/87,52 Ступінь жовтизни, % (G) 7,48/8,57 4,57/1,24 3,81/5,68 3,84/2,95 5,95/4,44 Коефіцієнт дифузного 75 78/73 74/74 79/75 82/87 відбиття, % (КДВ) Коефіцієнт дзеркального 65 75/73 68/62 64/63 60/54 відбиття, % (КД, В) 1) - випал покриттів в емальцеху на ТОВ "Новомосковський посуд" в печі № 8 при наступному режимі: 590-660-780-800-850-850-845-800-740 °C зі швидкістю конвеєра 2,9 м/хв. 2) - випал покриттів в емальцеху на ТОВ "Новомосковський посуд" на лінії "Декор" при наступному режимі: 600-630-740-820-830-845-845-820-760 °C зі швидкістю конвеєра 2,1 м/хв. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 Емаль для одержання білих титанових покриттів, яка включає оксиди кремнію, титану, бору, алюмінію, магнію, калію, натрію, фосфору, фтору, яка відрізняється тим, що додатково містить модифікуючі оксиди літію і барію, при цьому містить вищевказані компоненти, у наступному співвідношенні, мас. %: 38,44-39,6 SiO2; 15,88-16,20 ТіО2; 13,80-14,22 В2О3; 4,76-4,90 Аl2О3; 1,921,98 MgO; 2,74-5,57 K2О; 11,82-12,17 Na2O; 4,48-4,61 Р2О5; 0,48-0,49 Li2O; 0,72-0,74 ВаО та 2,282,35 F'. Комп’ютерна верстка О. Гергіль Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3