Бузковий керамічний пігмент

Реферат: Винахід належить до композиції керамічного пігменту бузкового кольору, що включає SiO2, CaO, MgO, Аl2О3, Fe2O3 і СоО, додатково містить FeO, ТіО2, К2О і Na2O при відповідному співвідношенні компонентів, причому як основний сировинний компонент є використаним доменний гранульований шлак. UA 99213 C2 (12) UA 99213 C2 UA 99213 C2 5 10 15 20 25 30 35 Запропонований винахід належить до технології отримання керамічних пігментів, які використовуються при забарвленні глазурних покриттів для керамічних виробів художньодекоративного, господарчо-побутового і санітарно-технічного призначення, а також для декорування виробів з фарфору, фаянсу, майоліки та скла. Відомий керамічний пігмент бузковий, який включає, мас. %: SiO2 35,17-45,24 ZnO 10,59-16,71 CaO 15,36-21,88 Co2O3 22,69-32,36. 3 [А. с. 1011574 СССР, МКИ С 03 С 1/04. Керамический пигмент сиреневый [Текст] / Пищ И. В, Скрипко Г. Г. и др. (СССР). - № 3378325/29-33; заявл. 08.01.82; опубл. 15.04.83, Бюл. № 14]. Недоліками пігменту є: - великий вміст вартісного компонента - оксиду кобальту (до 32,36 мас. %); - використання як компонентів пігментної шихти дорогокоштуючої технічно чистої сировини, що значно збільшує її собівартість. Відомий також керамічний пігмент бузковий, який містить, мас. %: SiO2 49,30-51,93 CaO 31,58-33,28 Сo2O3 2,00-7,00 Аl2О3 7,16-7,55 Fe2O3 1,39-1,47 MgО 0,98-1,04 K2О 1,70-1,79 Na2O 0,89-0,94. 5 [А. с. 1726404 СССР, МКИ С 03 С 1/04. Керамический пигмент сиреневый [Текст] / Пулатов З., Акрамова Н. Н. и др. (СССР). - № 4844326/33; заявл. 29.05.90; опубл. 15.04.92, Бюл. № 14]. Недоліками такого пігменту є: - обмежена область використання (для виробництва кольорових глазурованих керамічних плиток); - складність технології одержання, яка обумовлена попереднім отриманням пігменту у вигляді високотемпературного розплаву (1150 °C) з подальшою його грануляцією на воду. Крім того, відомий керамічний пігмент бузкового кольору, який містить, мас. %: SiO2 52,37-57,52 CoO 10,22-15,84 MgО 25,72-34,96 P2О5 0,4-1,06 Na2O 0,52-1,39. 5 [А. с. 1567533 СССР, МКИ С 03 С 1/04. Керамический пигмент сиреневого цвета [Текст] / Пищ И. В., Ротман Т. И. (СССР). - № 4475670/31-33; заявл. 18.08.88; опубл. 30.05.90, Бюл. № 20]. Недоліками зазначеного пігменту є: - висока температура випалу (1200 °C); - використання як компонентів пігментної шихти дорогокоштуючої технічно чистої сировини, що значно збільшує її собівартість. Найбільш близьким до запропонованого винаходу є керамічний пігмент бузковий, що включає мас. %: SiO2 52,12 CaO 24,96 MgO 13,98 Аl2О3 0,43 P2О5 0,07 Fe2O3 0,05 СоО 8,39. [Погребенков, В. М. Получение керамических пигментов с диопсидовой структурой из талька [Текст] / Погребенков В. М., Седельникова М. Б., Верещагин В. И. // Стекло и керамика.-1998. № 5. - С. 16-18] - (прототип). Недоліками прототипу є: - висока температура випалу (до 1300 °C); - використання як основних компонентів пігментної шихти дорогокоштуючої природної сировини - воластоніту і тальку (відповідно 50,58 і 41,26 мас. %), що збільшує її собівартість. 1 UA 99213 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Задачею винаходу є розробка складів керамічного пігменту бузкового 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 на основі діоксиду (CaOMgO2SiO2), який і є носієм стійкого та інтенсивного бузкового забарвлення. Поставлена задача вирішується тим, що відомий керамічний пігмент, який включає SiO2, CaO, MgO, Аl2О3, Fe2O3 і СоО, відповідно до винаходу, додатково містить FeO, ТіО2, K2О і Na2O при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: SiO2 49,50-51,50 CaO 22,00-23,00 MgO 7,00-12,00 Аl2О3 3,40-3,60 Fe2O3 0,12-0,14 СоО 9,00-17,30 FeO 0,22-0,24 ТiО2 0,10-0,12 K2О 0,22-0,24 Na2O 0,14-0,16, причому як основний сировинний компонент використовують доменний гранульований шлак. Суть винаходу полягає в наступному. Готують шихту, як сировинні компоненти якої виступають доменний шлак, кварцовий пісок, оксид магнію і оксид кобальту, сумісним мокрим помелом в кульовому млині до розміру часток, що характеризуються залишком на контрольному ситі № 0056 не більше 0,2 %. Отриману сировинну суміш після сушіння завантажують у шамотні тиглі та випалюють при максимальній температурі 1150 °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 з наступною мокрою грануляцією розплаву, що утворився; відрізняється однорідністю і порівняною стабільністю за хімічним складом. Основними компонентами доменного шлаку є діоксид кремнію, а також оксиди кальцію, магнію і алюмінію (сумарно до 97-98 мас. %), які традиційно вводяться до складу керамічних пігментів бузкового кольору з природними чи 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 відбуваються активна взаємодія склофази доменного шлаку з підшихтовочними матеріалами; при цьому відбувається формування чітко вираженої кристалічної структури, типової для діоксидового твердого розчину, який, в свою чергу, виступає в ролі стійкого хромофору і сприяє забарвленню склопокриттів у бузковий колір при їх подальшому випалі. Після синтезу пігменту проводять його тонкий помел до розміру часток не більше 5-10 мкм і подальше введення до складу 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 бузковим 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 1150 °C, у межах заданого кількісного співвідношення компонентів забезпечує формування стійкого бузкового забарвлення склопокриттів різного ступеня інтенсивності ( = 445-578' нм), а також зменшення матеріальних та енергетичних витрат. Запропонований винахід може бути успішно використаний для отримання кольорових склопокриттів різного функціонального призначення, а також декорування виробів з фарфору, фаянсу та інших тонкокерамічних мас. 2 UA 99213 C2 Таблиця 1 Хімічний склад запропонованого пігменту, мас. % Номер пігменту 1 2 3 Прототип SiO2 51,50 50,50 49,50 52,12 СаО 23,00 22,50 22,00 24,96 MgO 12,00 9,50 7,00 13,98 Найменування компонентів Аl2О3 P2О5 Fe2O3 СоО FeO 3,60 0,14 9,00 0,24 3,50 0,13 13,15 0,23 3,40 0,12 17,30 0,22 0,43 0,07 0,05 8,39 ТiО2 0,12 0,11 0,10 K2О 0,24 0,23 0,22 Na2О 0,16 0,15 0,14 Таблиця 2 Характеристики запропонованого пігменту та покриттів, отриманих з його введенням Номер пігменту 1 2 3 Прототип Колір (візуальна оцінка) світлий фіолетовобузковий світлий бузковий рожевобузковий бузковий Характеристики пігменту глазурного покриття Довжина Чистота Коефіцієнт Колір Коефіцієнт Довжина дифузного хвилі (), кольору, дифузного (візуальна хвилі, нм % відбиття, % оцінка) відбиття, % нм світлий 573' 4 33,86 синювато445 12,46 бузковий фіолетово540' 6 31,50 420 8,40 бузковий бузково520' 7 29,12 578' 6,27 фіолетовий синьо530' 7 фіолетовий ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 Бузковий керамічний пігмент, що включає SiO2, CaO, MgO, Аl2О3, Fe2O3 і СоО, який відрізняється тим, що він додатково містить FeO, ТіО2, k2О і Na2O при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: SiO2 49,50-51,50 CaO 22,00-23,00 MgO 7,00-12,00 Аl2О3 3,40-3,60 Fe2O3 0,12-0,14 СоО 9,00-17,30 FeO 0,22-0,24 ТiО2 0,10-0,12 К2О 0,22-0,24 Na2O 0,14-0,16, причому основною сировинною частиною складу пігменту є доменний гранульований шлак. 10 Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 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