Рожевий керамічний пігмент

Реферат: Винахід належить до керамічного пігменту рожевого кольору, який включає SnO2, CaO, SiO2 і Сr2О3 відповідно до винаходу додатково містить MgO, Аl2О3, Fe2O3, FeO, ТіО2, К2О і Na2O при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: SnO2 50,80-56,20; CaO 17,30-19,40; SiO2 19,3023,00; Сr2О3 1,00-2,00; MgO 1,85-2,05; Аl2О3 2,70-3,00; Fe2O3 0,10-0,12; FeO 0,18-0,20; ТiO2 0,080,09; К2О 0,18-0,21; Na2O 0,11-0,13, причому як один з основних сировинних компонентів використовують доменний гранульований шлак, а як хромовмісну сполуку - Cr(NO3)3-9H2O. UA 98894 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Запропонований винахід належить до технології отримання керамічних пігментів, які використовуються при забарвленні фритованих глазурей, а також для декорування виробів з фарфору, фаянсу, майоліки та скла. Відомий керамічний пігмент рожевий, який включає, мас. %: оксид олова - 60,0; крейду 31,0; кварцовий пісок - 3,0; хромовокислий свинець - 3,0; каолін - 3,0 [Пищ, И. В. Керамические пигменты [Текст] / Пищ И. В., Масленникова Г. Н. -Минск: Вышэйшая школа, 1987.-132 с.]. Недоліками пігменту є: - необхідність випалу пігментної шихти в умовах окисного середовища; - вміст токсичного компонента - хромовокислого свинцю (3,0 мас. %); - використання як компонентів пігментної шихти дорогої технічно чистої і природної сировини, що значно збільшує її собівартість. Відома також підглазурна краска для фаянсу, яка містить, мас. %: SnO2 72,62-80,51; СаО 4 19,17-26,93; Сr2О3 0,32-0,45 [А.с. 1430374 СССР, МКИ С 03 С 1/04. Подглазурная краска для фаянса [Текст] / Ирклиевская О. Т., Демидовская А. Н. и др. (СССР). - № 4205308/28-33; заявл. 04. 03. 87; опубл. 15. 10. 88, Бюл. № 38]. Недоліками такої краски є: - необхідність випалу шихти в умовах окисного середовища; - великий вміст дорогого компонента - діоксиду олова (до 80,51 мас. %). - використання як компонентів шихти лише дорогої технічно чистої сировини, що значно збільшує її собівартість. Найбільш близьким до запропонованого винаходу є керамічна підглазурна краска, що включає мас. %: SnO2 28,5-30,56; СаО 39,50-42,00; SiO2 23,33-25,00; ZnO 3,87-5,00; Cr2O3 0,74 0,77 [А.с. 1291561 СССР, МКИ С 03 С 1/04. Керамическая подглазурная краска [Текст] / Глебычева А. И., Казакова Н. Н. и др. (СССР). - № 3923923/29-33; заявл. 05.07.85; опубл. 23. 02. 87, Бюл. № 7]. -(прототип). Недоліками прототипу є: - висока температура випалу (до 1360 °C); - необхідність випалу шихти в умовах окисного середовища; - тривала витримка при максимальній температурі випалу (4 години); - використання як компонентів шихти лише дорогої технічно чистої сировини, що значно збільшує її собівартість. Задачею винаходу є розробка складів керамічного пігменту рожевого кольору з низькими матеріальними та енергетичними витратами, який забезпечує формування склопокриттів з високими фізико-технічними показниками за рахунок використання як одного з основних компонентів – гранульованого доменного шлаку шляхом його активної взаємодії в процесі випалу з іншими компонентами пігментної шихти і утворенням твердого розчину зі структурою олов'яного сфену (CaSnSiOs), який і є носієм стійкого рожевого забарвлення, а також за рахунок використання як хромвмісної сполуки розчинної у воді солі - нітрату хрому (III), гідрату [Сr(NO3)39Н2О] шляхом її рівномірного розподілення в об'ємі сировинної суміші з наступним розкладанням при випалі і утворенням необхідного окисного мікросередовища. Поставлена задача вирішується тим, що відомий керамічний пігмент, який включає SnO 2, CaO, SiO2 і Сr2О3, відповідно до винаходу, додатково містить MgO, А1 2О3, Fe2O3, FeO, ТіО2, K2О і Na2O при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: SnO2 50,80-56,20 CaO 17,30-19,40 SiO2 19,30-23,00 Сr2О3 1,00-2,00 MgO 1,85-2,05 Аl2О3 2,70-3,00 Fe2O3 0,10-0,12 FeO 0,18-0,20 TiO2 0,08-0,09 K2О 0,18-0,21 Na2O 0,11-0,13, причому як один з основних сировинних компонентів використовують доменний гранульований шлак, а як хромвмісну сполуку - Cr(NO3)3-9H2O. Суть винаходу полягає в наступному. Готують шихту, як сировинні компоненти якої виступають доменний шлак, кварцовий пісок, діоксид олова і нітрат хрому (III), гідрат сумісним мокрим помелом в кульовому млині до розміру 1 UA 98894 C2 5 10 15 20 25 30 часток, що характеризуються залишком на контрольному ситі №0056 не більше 0,2 %. Отриману сировинну суміш після сушіння гомогенізують, завантажують у шамотні тиглі і випалюють при максимальній температурі 1300 °C з витримкою протягом 1 години. Доменний шлак є вторинним продуктом виробництва чавуну, утворюється внаслідок високотемпературної взаємодії порожньої породи залізних руд, золи палива і флюсів (доломіту чи вапняку) з наступною мокрою грануляцією розплаву, що утворився; відрізняється однорідністю і порівняною стабільністю за хімічним складом. Основними компонентами доменного шлаку є діоксид кремнію і оксид кальцію (загальний вміст становить біля 85 мас. %), які традиційно вводяться до складу рожевих олововмісних пігментів з природними і технічно чистими матеріалами. Загальний вміст оксидів заліза в ньому не перевищує 0,8 мас. %. Такий шлак переважно представлений скловидною фазою, що обумовлює його високу реакційну здатність в процесі випалу. При синтезі запропонованого керамічного пігменту відбувається активна взаємодія склофази доменного шлаку з підшихтовочними матеріалами; при цьому утворюється олов'яний 3+ сфен, в кристалічну ґратку якого вбудовуються іони Сr . Крім того, в процесі розкладання нітрату хрому (llІ), гідрату виділяється кисень, який є носієм необхідного окисного мікросередовища в об'ємі пігментної шихти. Вищезазначене обумовлює формування стійкого рожевого забарвлення як самого пігменту, так і склопокриттів, отриманих з його введенням. Після синтезу пігменту проводять його тонкий помел до розміру часток не більше 5-10 мкм і подальше введення до складу фритованих глазурей в кількості до 8 мас.ч. (понад 100 мас. % їх сухої складової). Одержані після випалу склопокриття, які містять запропонований пігмент, відрізняються високою якістю, рівномірним яскравим та стабільним рожевим кольором. Приклади конкретного виконання винаходу наведені в табл. 1 і 2. Аналіз приведених даних свідчить про те, що запропонований склад керамічного пігменту, синтезованого з використанням як однієї з основних сировинних складових шихти відходу металургійного виробництва (гранульованого доменного шлаку) при зниженій температурі 1300 °C, у межах заданого кількісного співвідношення компонентів забезпечує формування стійкого рожевого забарвлення склопокриттів ( = 630-650 нм), а також зменшення матеріальних та енергетичних витрат. Запропонований винахід може бути успішно використаний для отримання кольорових фритованих глазурей різного функціонального призначення, а також декорування виробів з фарфору, фаянсу та інших тонкокерамічних мас. Таблиця 1 Хімічний склад запропонованого пігменту, мас. % Номер пігменту 1 2 3 Прототип SnO2 56,20 53,60 50,80 30,56 СаО 17,30 18,20 19,40 40,50 Найменування компонентів SiO2 ZnO Cr2O3 MgO Al2O3 Fe2O3 19,30 2,00 1,85 2,70 0,10 21,20 1,50 1,95 2,85 0,11 23,00 1,00 2,05 3,00 0,12 24,30 3,87 0,77 FeO 0,18 0,19 0,20 TiO2 0,08 0,08 0,09 K2O 0,18 0,20 0,21 Na2O 0,11 0,12 0,13 Таблиця 2 Характеристики запропонованого пігменту та глазурних покриттів, отриманих з їх введенням Характеристики пігменту глазурованого покриття Колір Колір Довжина Чистота Довжина Чистота (візуальна (візуальна хвилі (А,), нм кольору, % хвилі, нм кольору, % оцінка) оцінка) вишнево1 630 15 рожевий 650 25 рожевий 2 рожевий 627 15 рожевий 645 24 3 світло-рожевий 625 13 світло-рожевий 630 22 вишневоПрототип 494' 12 малиновий Номер пігменту 35 2 UA 98894 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 Рожевий керамічний пігмент, що містить SnO2, CaO, SiO2 і Сr2О3, який відрізняється тим, що він додатково містить MgO, Al2O3, Fe2O3, FeO, TiO2, K2O і Na2O при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: SnO2 50,80-56,20 CaO 17,30-19,40 SiO2 19,30-23,00 Сr2О3 1,00-2,00 MgO 1,85-2,05 Аl2О3 2,70-3,00 Fe2O3 0,10-0,12 FeO 0,18-0,20 ТіО2 0,08-0,09 К2О 0,18-0,21 Na2O 0,11-0,13, причому як один з сировинних компонентів містить доменний гранульований шлак, а хромвмісна сполука є Cr(NO3)39H2O. Комп’ютерна верстка Л. Купенко 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