ПРЕПАРАТ ЖИДКОГО ЗОЛОТА Российский патент 1996 года по МПК C09D5/28 C03C17/28 

Изобретение относится к технологии изготовления красок на основе растворимых органических соединений золота и некоторых металлов, применяемых для надглазурного декорирования пленкой золота изделий из фарфора, фаянса и стекла методом вжигания.

Такие краски, которые обычно называют препаратами жидкого золота, содержат резинаты золота в смеси с резинатами ряда металлов, таких как Cr, Rh, Bi, Ni, Co, Ag и др. в относительно малых количествах (0,05 0,5 мас.) в целях улучшения прочности сцепления (адгезии) пленки золота с керамической непористой подложкой, например, с глазурями или стеклами, улучшения колористических характеристик золотого покрытия или улучшения структурных характеристик и механических свойств сплава золота.

Известен, например, состав препарата жидкого золота (1), образующего после обжига и удаления продуктов сгорания органических составляющих, пленку золота, содержащую, в пересчете на сухой остаток, компоненты при следующем соотношении, мас.

Au 12; Rh 0,045; Bi₂O₃ 0,4; Cr₂O₃ 0,048
Однако прочность сцепления этой пленки невысока, она относительно легко истирается, что является существенным недостатком приведенного выше состава.

Для улучшения прочности сцепления золотой пленки с подложкой в состав препарата предложено вводить соединения меди или бора [1] К недостаткам их следует отнести возможность появления коричневого оттенка золотого покрытия вследствие наличия в нем меди, а также невысокими колористическими характеристиками.

Наиболее близким к изобретению составу по технической сущности и достигаемому результату является препарат жидкого золота по ТУ 17 РСФСР 4274-81, который состоит из резинатов золота, родия, висмута и хрома и органического растворителя, состоящего из нитробензола, хлороформа, скипидара.

К недостаткам указанного состава следует отнести невысокую прочность сцепления пленки золота с керамической подложкой и ее невысокие колористические характеристики.

Задача изобретения состоит в том, чтобы повысить прочность сцепления пленки золота с глазурями и стеклом, улучшить оптические и колористические характеристики пленки золота в желтой части спектра, повысить механические характеристики сплава золота в пленке, в частности твердость.

Это достигается тем, что препарат жидкого золота, состоящий из смеси резинатов золота, родия, висмута и хрома, канифоли и органического растворителя, включающего нитробензол, хлороформ, скипидар, дополнительно содержит борноизоамиловый эфир и резинат титана при следующем соотношении компонентов, мас.

Резинат золота 21,78 24,04
Резинат родия 0,27 0,4
Резинат висмута 3,75 4,58
Резинат хрома 0,76 0,91
Резинат титана 0,18 0,28
Борноизоамиловый эфир 4,09 5,00
Канифоль 11,57 12,99
Органический растворитель остальное
При этом органический растворитель содержит нитробензол, хлороформ, скипидар в массовом соотношении 1 1,5 2,1 1 1,3.

Роль соединений титана заключается, по-видимому, в том, что в процессе окисления резината титана при обжиге получается высокоактивный в химическом отношении оксид титана, который образует прочные соединения с компонентами глазурей и стекол, повышая величину адгезии золотой пленки к таким керамическим подложкам на границе раздела и дисперсно упрочняя сплав золота.

Состав и содержание компонентов в препарате жидкого золота по предполагаемому изобретению в разработанных и изученных золотых пленках указаны в табл. 1, мас.

Пленки золота, полученные из препаратов жидкого золота по изобретению (примеры 2 4, табл. 1) и по ТУ 17 ЗСФСР 20-4274-81 толщиной 0,1 0,2 мкм и площадью 6 см² на плоской поверхности фарфоровой глазури при 790 - 830^oC и времени обжига 15 30 мин и на плоскопараллельных стеклянных пластинках при 560^oC и времени обжига 15 мин сравнивались между собой на относительное истирание и оптическим и колористическим характеристикам.

Стойкость к истиранию исследовали, применяя способ шлифования золотых пленок на фетровом круге с нанесенной на него высокодисперсной алмазной пастой. Круг вращался со скоростью 60 об/мин, шлифование длилось 10 с.

Измеренные перед процессом шлифования световые потоки, проходящие через разнородные золотые пленки одинаковой толщины, были равны между собой.

После шлифования сравнивались величины световых потоков, проходящих через золотые пленки, нанесенные на стеклянные пластинки. Отношение величин световых потоков I₁/I₂, проходящих через пленки золота, полученные по предполагаемому изобретению I₁ и через пленку золота, полученную по ТУ 17 РСФСР 20-4274-81 I₂, было равно 0,7. Таким образом, оптическая плотность пленок золота в первом случае значительно больше, чем во втором. Это означает, что адгезия золотых пленок к стеклу и твердость золотого сплава в первом случае примерно на 30% выше, чем во втором, т.е. одна из задач, поставленных перед изобретением, достигнута.

Аналогичные измерения, проведенные на золотых пленках, полученных по изобретению с запредельными составами (примеры 1 и 5, табл. 1) показали, что истираемость золотой пленки по примеру 5 близка к истираемости золотой пленки, полученной по ТУ 17 РСФСР 20-427481. Истираемость пленки по примеру 1 близка к истираемости пленок с составами по примерам 2 4, но, как будет показано ниже, ее колористические характеристики невысоки. Поэтому следует считать суммарные характеристики пленок по примерам 1 и 5 неудовлетворяющими задаче предполагаемого изобретения.

Оптические и колористические характеристики пленок золота (по CIELAB, 1976), нанесенных на плоские поверхности фарфоровой глазури, приведены в табл. 2 и 3. Эти характеристики для пленок с составами по примерам 2 4 табл. 1 практически совпадают друг с другом.

Из результатов измерений (использован источник света С) рассчитаны доминирующие длины волн и чистота цвета пленок золота по предполагаемому изобретению (примеры 2 4, табл. 1) и по ТУ 17 РСФСР 20-4274-81. Доминирующие длины волн для указанных пленок характерны для желтой части спектра и практически равны между собой: 583 нм для первого случая и 582 нм для второго, но чистота цвета, "Р", первых пленок равна 62% а второй 54% что указывает на большую близость колористических характеристик первых золотых пленок к чистому спектральному цвету.

Из данных табл. 2 и 3 следует, что насыщенность цвета S первых золотых пленок также выше второй, что говорит о более высокой чистоте цвета первых пленок. Цветовое различие дельта E между золотыми пленками, полученными по предлагаемому изобретению и ТУ 17 РСФСР 20-4274-81, равно 16,5 усл. ед. Это очень большая величина и разнооттеночность легко определяется визуально.

Колористические характеристики пленки золота с составом по примеру 1 табл. 1 невысоки L 31,04, А 6,0, В 32,5 и насыщенность цвета S 33,05, что значительно ниже этих характеристик для пленок золота по примерам 2 4 (табл. 2).

Таким образом доказаны преимущества золотых пленок, нанесенных на непористые керамические подложки, из препаратов жидкого золота по предлагаемому изобретению (примеры 2 4, табл. 1) по сравнению с пленками, полученными из препарата жидкого золота по ТУ 17 РСФСР 20-4274-81.

Препарат жидкого золота по предлагаемому изобретению готовят на основе состава, описанного в ТУ 17 РСФСР 20-4274-81. Для этого сначала получают из растворимой соли золота раствор органического соединения золота, так называемый резинат или харц в смеси со скипидаром, нитробензолом, хлороформом и канифолью. Такой раствор содержит от 12% до 15% металлического золота. Для приготовления препарата жидкого золота резинат золота флюсуют добавками резинатов висмута, родия и хрома, которые получают растворением солей этих металлов в расплавленной канифоли с добавлением скипидара и нитробензола. Дополнительно вводят борноизоамиловый эфир и резинат титана, приготовленный аналогично резинатам других вышеупомянутых металлов.

Компоненты вводят в следующих соотношениях, мас.

Резинат золота 21,78 24,04
Резинат родия 0,27 0,4
Резинат висмута 3,75 4,58
Резинат хрома 0,76 0,91
Резинат титана 0,18 0,28
Борноизоамиловый эфир 4,09 5,00
Канифоль 11,57 12,99
Органический растворитель остальное
(при массовом соотношении нитробензол хлороформ скипидар 1 1,5 - 2,1 1 1,3).

Изобретение относится к технологии получения красок, применяемых для надглазурного декорирования изделий из фарфора, фаянса и стекла методом вжигания.

Сущность изобретения: препарат жидкого золота содержит,мас.%: резинат золота 21,78 - 24,04, резинат родия 0,27 - 0,4, резинат висмута 3,75 - 4,58, резинат хрома 0,76 - 0,91, резинат титана 0,18 - 0,28, борноизоамиловый эфир 4,09 - 5,00, канифоль 11,57 - 12,99, органический растворитель остальное.

Характеристика свойств: золотая пленка обладает адгезией и твердостью сплава, насыщенностью цвета. 3 табл.

Препарат жидкого золота, содержащий резинаты золота, родия, хрома и висмута, канифоль и органический растворитель, состоящий из смеси нитробензола, скипидара, хлороформа, отличающийся тем, что он дополнительно содержит борноизоамиловый эфир и резинат титана при следующем соотношении компонентов, мас.

Резинат золота 21,78 24,04
Резинат родия 0,27 0,4
Резинат висмута 3,75 4,58
Резинат хрома 0,76 0,91
Резинат титана 0,18 0,28
Борноизоамиловый эфир 4,09 5,00
Канифоль 11,57 12,99
Органический растворитель Остальное