ГЛАЗУРНЫЙ ШЛИКЕР Российский патент 2002 года по МПК C04B41/86 C03C8/16 

Изобретение относится к области керамических материалов, в частности к керамическим цветным магнийсодержащим бессвинцовым глазурям коричневой и зеленой гаммы, применяемым для глазурования кирпича, плитки, майолики.

Глазурный шликер получают путем совместного помола фритты с мельничными добавками, которые добавляют при помоле вместе с водой для стабилизации шликера, чтобы он не расслаивался в процессе хранения и нанесения глазури на изделия, а также и для улучшения реологических свойств. Вода добавляется до достижения влажности глазурного шликера 39-45%. Известны составы, когда в качестве мельничных добавок применяют беложгущиеся глины, каолин, бентонит, КМЦ (натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы) (см. Ю.Г.Штейнберг, Э.Ю.Тюрн. Стекловидные покрытия для керамики. - Л.: Стройиздат, 1989, с. 90).

Недостатками известных масс является высокое содержание (5-8 мас.%) глинистого компонента, применяемого для обеспечения устойчивости глазурного шликера, что ухудшает зеркало покрытий и повышает температуру созревания глазури. Применение КМЦ в качестве мельничной добавки также часто приводит к таким дефектам поверхности, как "сборка", "наколы". При получении цветных глазурей при помоле добавляют пигмент в количестве 5-10%, который является дорогим и дефицитным компонентом.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому составу является состав глазурного шликера, описанный в книге Труды института. Научные исследования по повышению качества продукции строительной керамики. - М.: Ниистройкерамика, 1979, с. 39.

Известный состав содержит фритту, воду и в качестве мельничных добавок глину и поваренную соль при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Фритта бессвинцовая магнийсодержащая - 58,2
Глина беложгущаяся - 1,8
Натрий хлористый - 0,12
Вода - Остальное
Известный состав содержит достаточно большое количество глинистого компонента, что приводит к повышению температуры обжига изделий. Глазурный шликер сильно загустевает при хранении, а при получении цветной глазури коричневой и зеленой гаммы требует введения большого количества дорогостоящего пигмента (5-10% от общей массы сухого вещества).

Настоящее изобретение направлено на создание нового глазурного шликера с меньшей загустеваемостью при хранении, с более низкой температурой созревания глазурного покрытия, при одновременной утилизации промышленных отходов.

Поставленная задача достигается тем, что в глазурный шликер, содержащий бессвинцовую магнийсодержащую фритту и беложгущуюся глину, дополнительно вводятся отходы гальванического производства - кислые стоки из ванн травления стали и снятия хромового покрытия.

Указанные ингредиенты взяты в следующих соотношениях, мас.%:
Фритта бессвинцовая магнийсодержащая - 59,4-59,7
Глина беложгущаяся - 0,3-0,6
Кислые стоки из ванн травления стали и снятия хромового покрытия - 5-10
Вода - Остальное
Кислые стоки из ванн травления стали и снятия хромового покрытия являются отходом от производства гальванических работ и представляют собой водный раствор НСl с ионами Cr⁺³, Fe⁺³, Cu⁺² с рН 0,1-0,2, содержащий ионы Сr⁺³ не менее 250 г/л, ионы Fe⁺³ не более 10 г/л, ионы Сu⁺² не более 5 г/л.

На дату подачи заявки, по мнению авторов и заявителя, заявляемый состав глазурного шликера неизвестен и данное техническое решение обладает новизной.

Заявляемая совокупность существенных признаков проявляет новое свойство, которое позволяет получить технический результат.

Совместное присутствие водного раствора НСl с ионами Сr⁺³, Fe⁺³, Cu⁺³, глины и фритты оказывает коагулирующее действие на газурный шликер. Уменьшение загустеваемости шликера можно объяснить блокировкой реакционной способности катиона Mg⁺², растворяющегося из фритты, к образованию оксидных цепочек под влиянием кислой среды. Водный раствор НСl с ионами Cr⁺³, Fe⁺³, Cu⁺² оказывает каталитическое действие на реакционную способность компонентов, что способствует снижению температуры созревания глазурного покрытия.

Оптимальное содержание кислых стоков в глазурном шликере 5-10%. При уменьшении содержания кислых стоков менее 5% не обеспечивается нормальное "подвешивание" частиц фритты. При увеличении свыше 10% происходит ухудшение реологических свойств глазурного шликера, в частности текучести.

Содержание глины в глазурном шликере свыше 0,6% ведет к увеличению загустеваемости глазурного шликера и повышению температуры созревания глазурного покрытия, а уменьшение менее 0,3% - к ухудшению стабильности шликера.

Учитывая вышеизложенное, можно сделать вывод, что предлагаемый состав глазурного шликера явным образом не следует из уровня техники, и вся совокупность существенных признаков проявляет новое свойство, позволяющее достичь указанный технический результат, т.е. изобретение соответствует критерию охраноспособности - "изобретательский уровень".

Заявляемое изобретение соответствует критерию "промышленная применяемость", т.к. оно может быть использовано в промышленном изготовлении глазурных шликеров коричневой и зеленой гаммы с меньшей загустеваемостью при хранении и с более низкой температурой созревания глазурного покрытия.

Пример конкретного выполнения. Глазурный шликер приготавливают следующим образом. Отдозированную фритту (Ц-4 ТУ 2365-009-23369647-99) и латненскую беложгущуюся глину заливают водным раствором НСl с ионами Cr⁺³, Fe⁺³, Cu⁺² вместо части воды (5%), которую добавляют до достижения влажности 45%. Все компоненты подвергают мокрому помолу в шаровой мельнице в течение 40 ч. При получении глазурного шликера зеленой и коричневой гаммы добавляют пигмент, содержание которого снижают на 50%.

Характеристика глазурного шликера представлена в таблице.

Анализ данных таблицы показывает, что предлагаемый состав обеспечивает получение глазурного шликера, у которого снизился коэффициент загустеваемости на 23% и температура созревания глазурного покрытия на 50^oС.

При получении глазурного шликера используется побочный продукт гальванического производства, что благоприятно сказывается на экологической обстановке, а также снижает себестоимость продукции. Кроме того, при использовании кислых стоков с ионами Сr⁺³ Fe⁺³, Cu⁺² возникает попутный эффект при получении глазурных шликеров зеленого и коричневого цвета - экономия на 50% дорогостоящих пигментов.

Глазурный шликер может быть использован в керамической промышленности для глазурования кирпича, плитки, майолики с получением бессвинцового покрытия коричневой и зеленой гаммы. Шликер включает следующие компоненты, мас. %: фритта бессвинцовая магнийсодержащая 59,4-59,7; глина беложгущаяся 0,3-0,6; кислые стоки из ванн травления стали и снятия хромового покрытия 5-10; вода остальное. Технический результат изобретения - уменьшение загустеваемости шликера при хранении, снижение температуры созревания глазурного покрытия и утилизация промышленных отходов. 1 табл.

Глазурный шликер, содержащий бессвинцовую магнийсодержащую фритту и беложгущуюся глину, отличающийся тем, что он дополнительно содержит кислые стоки из ванн травления стали и снятия хромового покрытия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Фритта бессвинцовая, магнийсодержащая - 59,4-59,7
Глина беложгущаяся - 0,3-0,6
Кислые стоки из ванн травления стали и снятия хромового покрытия - 5-10
Вода - Остальноел