ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО ПИГМЕНТА СИНЕГО ЦВЕТА Российский патент 2006 года по МПК C03C1/04 C04B33/14 

Описание патента на изобретение RU2283291C1

Область использования предлагаемого изобретения - производство керамических пигментов, красок.

При синтезе кордиерита посредством твердофазных реакций установлено, что для подготовки шихтовых смесей могут быть использованы разные исходные вещества, содержание оксидов в которых обеспечивает стехиометрический состав кордиерита. Чаще всего для получения кордиерита в промышленных условиях используют смеси талька, высококачественных огнеупорных глин и технического глинозема. При обжиге указанных смесей начало образования кордиерита лежит в области температур 1000-1270°С. Активно идет образование кордиерита при температурах 1200-1380°С. При повышении температуры до 1400-1450°С кордиерит плавится с разложением. Скорость твердофазной реакции регулируют введением добавок (Аввакумов Е.Г., Гусев А.А. Кордиерит - песпективный керамический материал // - Новосибирск, 1999).

Кордиерит после введения в него соответствующих хромофорных добавок может использоваться в качестве пигментов.

Недостатком традиционной технологии получения керамических пигментов является использование в качестве сырьевых продуктов чистых химических веществ, что обусловливает высокие температуры синтеза пигментов и большие затраты на их производство.

Рассмотрены возможности получения пигментов в системе MgO-AL2О3-Cr2О3-SiO2 путем замещения в эквимолекулярных количествах AL2O3 на Cr2О3 (Пырков В.П., Черепанина Л.И., Денисов А.Н., Визир Л.А., Солдатова Г.М. Керамические пигменты типа кордиерита. /Стекло и керамика. 1981. - №5. - с.22-23). Исходными сырьевыми материалами являлись оксиды MgO, AL2O3, Cr2O3, SiO2. Пигменты обжигали в условиях нейтральной или слабоокислительной среды при температуре 1320°С. Минерализатором служил В2О3 в количестве 2% от расчетной массы пигментов. После обжига пигменты имеют свойства александрита: при дневном свете их окраска зеленая или серая, при электрическом - розовая и серо-зеленая. Рентгенофазовым анализом установлено, что пигменты системы MgO-AL2O3-Cr2O3-SiO2 являются кордиерито-шпинельными. Недостатком пигментов является использование в качестве сырьевых материалов чистых химических веществ, высокая температура синтеза пигментов.

Известны марганецсодержащие керамические пигменты кордиеритового состава, синтезированные путем последовательного эквимолекулярного замещения MgO в составе кордиерита на MnO (Черепанина Л.И., Пырков В.П., Глебычева А.И., Визир Л.А., Денисов А.Н. Марганецсодержащие пигменты кордиеритового типа. / Стекло и керамика. 1985. - №6. - с.22-23). В качестве исходных материалов использовали оксиды MgO, AL2O3, MnO2, SiO2. Температура обжига пигментов 1300-1320°С. В окраске пигментов преобладают пастельные тона от розовато-бежевого до бежевого с коричневым оттенком. Недостатком пигментов можно считать высокую температуру синтеза из-за отсутствия в их составе минерализатора и нестабильность окраски при различной концентрации MnO2 в шихте.

Прототипом предлагаемого изобретения являются пигменты на основе кордиерита, в котором MgO последовательно в эквимолекулярных количествах замещали СоО (Черепанина Л.И., Пырков В.П., Визир Л.А., Денисов А.Н. Керамические пигменты кордиеритового типа системы MgO-СоО-Al2O2-SiO2. / Стекло и керамика. 1978. - №12. - с.27-28). Исходными материалами служили оксиды MgO, AL2О3, SiO2. СоО вводили с помощью Co2О3, Co(NO3)2·6H2O и CoCL2·6Н2О. В качестве минерализатора использовали В2О3 в количестве 2% от расчетной массы пигментов. Обжиг проводили при температуре 1320°С. Кристаллическая фаза всех синтезированных пигментов представлена кордиеритом (до 40%), муллитом, шпинелью, кристобалитом. Установлено значительное влияние минерализатора на образование кордиерита.

Недостатком данного прототипа является низкое содержание кордиеритовой фазы и высокая температура обжига при использовании в качестве минерализатора В2О3, который оказывает интенсифицирующее воздействие на синтез через образование жидкой фазы.

Задачей предлагаемого изобретения является получение синего керамического пигмента со структурой кордиерита на основе талька.

Поставленная задача решается путем составления шихты на основе талька с добавлением оксидов Al2О3, SiO2, СоО, а также использованием в качестве минерализатора топазового концентрата месторождения «Копна» (химический состав представлен в таблице 1), последующего обжига и помола смеси. Шихта для получения керамического пигмента содержит тальк, Al2O3, SiO2, СоО, а также содержит топазовый концентрат при следующем содержании ингредиентов, мас.%:

Тальк41.0-42.9Al2О323.0-30.8SiO223.1-23.7СоО2.1-8.4Топазовый концентрат2.0-3.0

Температура синтеза пигмента - 1100-1200°С, он рекомендуется для использования в подглазурных и надглазурных керамических красках, а также и для окрашивания керамических масс и глазурей.

Красящий оксид СоО вводится в состав шихты с целью получения синей окраски пигмента. Количества СоО менее 2.1 мас.% не достаточно для обеспечения требуемого цвета, а повышение содержания данного хромофора более 8.4 мас.% нецелесообразно, поскольку не приводит к видимому улучшению окраски.

Температуры ниже 1100°С не приводят к образованию достаточного количества кордиеритовой фазы и обеспечению стабильной окраски пигмента, а повышение температуры обжига выше 1200°С экономически нецелесообразно, поскольку не приводит к улучшению цветовых свойств пигмента. Выдержка при максимальной температуре не менее 0.5 часа способствует окончательному завершению процессов фазообразования кристаллической структуры пигмента.

Содержания топазового концентрата менее 2 мас.% не достаточно для обеспечения минерализирующего воздействия на синтез пигментов, а при введении топаза более 3 мас.% он участвует в процессе синтеза не как минерализатор, а как компонент шихты.

Пример изготовления пигмента

Компоненты шихты, мас.%: онотский тальк (химический состав представлен в таблице 1) - 42.2, AL2О3 - 28.4, SiO2 - 23.3, CoO - 4.1, топазовый концентрат - 2.0 смешивают мокрым способом, высушивают при температуре 100°С, затем обжигают при температуре 1150°С. После обжига пигмент измельчают до прохождения через сито 10000 отв./см. Составы пигмента приведены в таблице 2.

Представленные составы пигмента обладают следующими физико-химическими свойствами: цвет пигмента - синий, доминирующая длина волны 468-474 нм (табл.3), чистота тона - 18-29%. Полученные пигменты имеют окраску от светло-синей до синей, могут использоваться для получения подглазурных, надглазурных красок (при добавлении флюса), окрашенных керамических масс, глазурей.

Преимуществом предлагаемого изобретения является использование в качестве минерализатора топазового концентрата в количестве 2-3% от расчетной массы пигментов. При термообработке происходит перестройка топазовой структуры с образованием летучих фторидов, которые оказывают более значительное минерализирующее воздействие на синтез кордиерита, чем В2О3, за счет своей большей диффузионной способности.

Таблица 1.
Химический состав талька и топазового концентрата
СырьеСод. минерала, %Содержание компонентов, мас.%SiO2Al2О3CaOMgOTiO2Fe2О3F-ОН-Топазовый концентрат мест. «Копна»90.335.8948.190.130.100.190.398.017.10Онотскии тальк9962.280.560.431,14сл.0.50-5.12Таблица 2.
Шихтовый состав пигментов, мас.%
№ пигментаТалькAL2O3SiO2СоОТопазовый концентрат141.030.823.12.13.0242.228.423.34.12.0342.923.023.78.42.0Таблица 3.
Цветовые характеристики пигментов
№ пигментаКоординаты цветностиДоминирующая длина волны λдом, нмЧистота тона
Р, %
XY10.220.184681820.210.184722230.200.1847429

Похожие патенты RU2283291C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОРДИЕРИТОВЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ ПИГМЕНТОВ 2006
  • Седельникова Мария Борисовна
  • Погребенков Валерий Матвеевич
  • Верещагин Владимир Иванович
RU2332366C1
ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО ПИГМЕНТА СИНЕ-ЗЕЛЕНОГО ЦВЕТА 2008
  • Седельникова Мария Борисовна
  • Погребенков Валерий Матвеевич
RU2358922C1
ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО ПИГМЕНТА ОЛИВКОВОГО ЦВЕТА 2007
  • Седельникова Мария Борисовна
  • Погребенков Валерий Матвеевич
  • Клименко Екатерина Олеговна
RU2358921C1
ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО ПИГМЕНТА СИНЕГО ЦВЕТА 2000
  • Седельникова М.Б.
  • Погребенков В.М.
  • Верещагин В.И.
  • Бондалетов В.Г.
  • Антонов И.Г.
  • Приходько С.И.
RU2184101C2
ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО ПИГМЕНТА СИНЕГО ЦВЕТА В СИСТЕМЕ CaO-MgO-SiO 2009
  • Седельникова Мария Борисовна
  • Погребенков Валерий Матвеевич
  • Лисеенко Наталья Владимировна
RU2424988C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ПИГМЕНТОВ НА ОСНОВЕ АЛЮМОМАГНЕЗИАЛЬНОЙ ШПИНЕЛИ 2015
  • Радишевская Нина Ивановна
  • Касацкий Николай Григорьевич
  • Назарова Анастасия Юрьевна
  • Львов Олег Владимирович
  • Максимов Юрий Михайлович
RU2580343C1
ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО ПИГМЕНТА ЖЕЛТО-КОРИЧНЕВОГО ЦВЕТА 2007
  • Седельникова Мария Борисовна
  • Погребенкова Тамара Васильевна
RU2337889C1
ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПИНКОВОГО ПИГМЕНТА СО СТРУКТУРОЙ ОЛОВЯННОГО СФЕНА 2013
  • Седельникова Мария Борисовна
  • Погребенков Валерий Матвеевич
RU2534875C1
ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО ПИГМЕНТА СО СТРУКТУРОЙ ГЕЛЕНИТА ЖЕЛТО-КОРИЧНЕВОГО ЦВЕТА 2009
  • Седельникова Мария Борисовна
  • Погребенков Валерий Матвеевич
  • Кауцман Екатерина Яковлевна
RU2389697C1
КЕРАМИЧЕСКИЙ ПИГМЕНТ 2006
  • Щепочкина Юлия Алексеевна
RU2345961C2

Реферат патента 2006 года ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО ПИГМЕНТА СИНЕГО ЦВЕТА

Изобретение относится к керамической промышленности, в частности к области производства керамических пигментов для декорирования фарфоро-фаянсовых и майоликовых изделий. Техническим результатом изобретения является снижение температуры синтеза пигмента и улучшение его цветовых свойств. Шихта для получения керамического пигмента содержит тальк, AL2О3, SiO2, CoO, а также дополнительно содержит топазовый концентрат при следующем содержании ингредиентов, мас.%: тальк - 41.0-42.9; AL2O3 - 23.0-30.8; SiO2 - 23.1-23.7; CoO - 2.1-8.4; топазовый концентрат - 2.0-3.0. Температура синтеза пигмента 1100-1200°С, он рекомендуется для получения подглазурных и надглазурных керамических красок, для окрашивания керамических масс, глазурей. 3 табл.

Формула изобретения RU 2 283 291 C1

Шихта для изготовления керамического пигмента синего цвета, включающая тальк, Al2О3, SiO2, CoO, отличающаяся тем, что она в качестве минерализатора дополнительно содержит топазовый концентрат при следующем содержании ингредиентов, мас.%:

Тальк41,0-42,9Al2O323,0-30,8SiO223,1-23,7CoO2,1-8,4Топазовый концентрат2,0-3,0

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2006 года RU2283291C1

ЧЕРЕПАНИНА Л.И., ПЫРКОВ В.П., ВИЗИР Л.А., ДЕНИСОВ А.Н
Керамические пигменты кордиеритового типа системы MgO-CoO-AlO SiO
Стекло и керамика, 1978, №12, с.27-28
0
SU404814A1
Силикатный пигмент 1974
  • Бондарев Константин Тимофеевич
  • Чепижный Константин Иванович
  • Быстриков Александр Семенович
  • Мурмилов Евгений Васильевич
  • Рудь Светлана Ивановна
SU552312A1
Керамический пигмент 1982
  • Шушанашвили Арчил Исакович
  • Рухадзе Натела Галактионовна
  • Гогидзе Михаил Иванович
  • Гегенава Гия Акакиевич
SU1065360A1
Способ получения шлакового войлока 1936
  • Гаврилов Е.К.
SU51578A1

RU 2 283 291 C1

Авторы

Седельникова Мария Борисовна

Погребенков Валерий Матвеевич

Даты

2006-09-10Публикация

2005-05-11Подача