Эмаль Советский патент 1993 года по МПК C03C8/08 

Изобретение относится к составам бес- пигменных цветных силикатных эмалей и может быть использовано для получения стеклоэмалевых покрытий на изделиях бытового назначения, а именно хозяйственной посуды.

Целью изобретения является повышение щелочестойкости, блеска и растекаемо- сти.

Эмаль, включающая SI02, АЬОз, ВгОз, NaaO, K20, ТЮ2, Р20б. Zr02, MgO, дополнительно содержит СиО и Со20з при следующем соотношении компонентов, мае. %:

SI0237 42

6 11

В20з11 15

N32O14 18

К2013

ТЮ28 11 P20s 4 8 Zr02 0,5 2.5 MgO 0.75 2,25 СаО 0,5 1.5 Со20з 0.01 0,4 Свойства эмали

Коррозионная стойкость - потеря массы после кипячения, мг/см2: в 1 р-ре МааСОз в 4%-ном СНзСООН Растекаемость, мм Блеск, % Температура обжига, °С

0,1-0.15

1.08-1.12

40-45

56-58

780-820

00 СЛ

ю

СЛ

о

Недостатком данной эмали является низкая коррозионная устойчивость по отношению к кислоте, узкий интервал обжига 40°С и низкий коэффициент зеркал ьного отражения - блеск.

Целью изобретения является повышение коррозионной устойчивости, блеска и расширение интервала обжига.

Поставленная цель достигается тем, что состав эмали, содержащей SI02, Р205, TI02, В20з, А120з, MgO, CaO, Na20, К20, красящий оксид, дополнительно содержит Ре20з и МоОз, а в качестве красящего оксида содержит по крайней мере один оксид из группы СиО, СогОз, Сг20з при следующем соотношении компонентов, мас.%:

SlOa41.6-45,6

P20s4.0-8,0

TI024,0-8,0

В20з12,0-15,5

А 20з6,4-10,0

MgO -0,6-1,4

CaO3,0-8,0

№2013.0-18,2

К200,5-0,7, . по крайней мере один оксид из группы

МоОз0,2-0,5

СиО0,01-1,0

Со2030,01-1.0

Сг20з-0,01-1,0

Ре20з0,4-0,7, причем сумма СиО, Со20з, СггОз не более 1.

Анализ известных составов эмалей, используемых для покрытия изделий хозяйственно-бытового назначения, показал, что некоторые введенные в предлагаемое решение компоненты известны, например:

МоОз вместе с СиО и Zr02 добавляют в состав эмали с целью снижения температуры обжига и обеспечения светло-голубого эмалевого покрытия

МоОз добавляют с целью получения бе-. лого покрытия на изделиях из алюминия

Сг20з совместно с СаО, , MgO добавляют в состав эмали с целью расширения интервала обжига, повышения блеска и прочности сцепления

Ре20з совместно с другими компонентами позволяет получить безгрунтовые покрытия, но нельзя получить беспигментные светло-окрашенные покрытия.

Однако их применение в эмалях в сочетании с другими компонентами не обеспечивает эмалями такие свойства, которые заявляются в данном решении, а именно повышение коррозионной стойкости/блеска и расширение интервала обжига.

Для экспериментальной проверки заявляемого состава эмали были подготовлены 10 составов, 7 из которых показали оптимальные результаты, соответствующие решению задачи.

Конкретные составы эмали приведены в табл. 1.

Свойства предлагаемых составов даны в табл.2.

Согласно ГОСТ 24788-81 коррозионная

стойкость - потери массы эмалевого покрытия внутренней поверхности посуды после

кипячения в 4% уксусной кислоте не должна

превышать 0,25 мг/см2.

Большое влияние на качество покрытия оказывает температурный интервал обжига эмали. Увеличение интервала обжига эмали (80-100°С) способствует улучшению качества эмалевого покрытия и устранению дефектов после обжига (прогары, недожег, изменение цвета и др.). 5 Увеличение блеска эмалевого покрытия улучшает его декоративные качества.

Составы эмалей sfc 1-7 (табл. 1) соответствуют решению задачи: коррозионная стойкость равна 0,08-0,12 мг/см , интервал 0 обжига 80-100QC. блеск 60-63%. Составы эмалей Ns 8-Мг 10 вне пределов решения задачи отличаются по свойствам.

Для составления шихты использованы

компоненты обычно применяемые на заво5 дах: кварцевый песок, бура, триполифосфат,

мел, оксиды молибдена, хрома, кобальта.

меди.

В качестве основы шихты может быть использован природный сырьевой матери- 0 ал - натриевая геллефлинта - вскрышная порода Костомукшского железорудного месторождения следующего химического состава, мас.%: 67,89-71,89 Si02, 0,03-0.14 ТЮ2, 15.30-18,91 , 0,02-1,92 Ре20з, 5 0,11-2,70 FeO, 0,28-1,30 MgO, 0,74-2,70 CaO, 4,25-6,87 №20з, 0,37-3,06 К2О, 0,35- 2,79 п.п.п.

Пример для изготовления фритты эмали N 1 (табл. 1) готовят шихту следующе- 0 го состава (в кг на 1 т фритты):

Натриевая геллефлита575 Тринатрийфосфат 400 Диоксид титана 80 Бура 425 5 Мел 55 Трехокись молибдена 3,0 Оксид меди 6,0 Оксид хрома 1,0 Варку фритты осуществляют в тиглях O или промышленных печах при 1250-1280°С в течение 1-2,5 ч.

Грануляцию проводят в проточной холодной воде, что облегчает последующий помол при изготовлении шликера. 5 Приготовление шликера выполнено при следующих мельничных добавках: (в мас.ч.): фритта - 10, глина - 5, калий хлористый - 0,1. вода-45.

Использованы следующие методики для изучения фритт и эмалевых покрытий:

Коррозионную устойчивость покрытий определяли по ГОСТ 24788-81 п.3.6.

Блеск покрытий определяли на приборе Ф.Б-2.

Цветной тон - на спектрофотометре РЕСрДМ-40. ,

Для определения интервала обжига, покрытые эмалью пластинки обжигали в муфельной печи от 700 до 900°С в течение 2 мин с интервалом температуры 20°С.

ТКЛР определяли на образцах сформированных методом вытяжки из расплава стекла на кварцевом дилатометре ДКВ (ГОСТ 24788-81).

Цветные покрытия на основе предлагаемой эмали обладают стабильной окраской, высокой заглушенностью, интенсивно-насыщенным цветом и повышенным блеском.

Так как предлагаемая эмаль не содержит токсичных соединений (фтора) и соответ- ствует требованиям ГОСТа по коррозионной устойчивости, она может быть использована как для наружной, так и внутренней поверхности посуды.

Технико-экономическое обоснование целесообразности использования предлагаемого изобретения в промышленности является возможность получения эмали высшего качества за счет повышения коррозионной стойкости и блеска, без применения токсичных фтористых соединений, загрязняющих, окружающую среду и отрицательно влияющих на здоровье людей при ее производстве.

0

5

0

5

0

При использовании натриевой гелеф- линты в составах эмалей появляется возможность утилизации отходов производства и использования дешевого недефицитного сырья.

Формула из о бретени я

Эмаль, включающая S102. PzOs, TI02. В20з, А120з, MgO, CaO, Na20, teO, красящий оксид, отличающаяся тем, что, с целью повышения коррозионной устойчивости, блеска и расширения интервала обжига, она в качестве красящего оксида содержит по крайней мере один оксид из группы СиО. С020з. СгаОз и дополнительно содержит Ре20з и МоОз при следующем соотношении компонентов, мас.%:

SI0241,6-45,6

Р20з4.0-8,0

ТЮ24,0-8,0

ВаОз12,0-15.5

А 20з6,4-10,0 .

MgO0,6-1,4

CaO.3,0-8,0

Na2013,0-18,2

К200,5-0,7. по крайней мере один оксид из группы

СиО .0.01-1,0

Со20з0,01-1.0 . Сг20з 0,01-1.0

Ре20з 0,4-0.7

МоОз0,2-0,5, причем сумма СиО, СогОз, Сг20з не более 1,

Сущность изобретения: змаль содержит следующие компоненты, мас.%: оксид кремния 41,6-45,6 БФ SiOa; оксид фосфора 4,0-8.0 БФ P20s; оксид титана 4,0-8.0 БФ ТЮа; оксид бора 12,0-15,5 БФ ВгОз; оксид алюминия 6,4-10,0 БФ А120з; оксид железа БФ РеаОз: оксид магния 0,6-1,4 БФ МдО; оксид кальция 3,0-8,0 БФ СаО; оксид натрия 13,0-18,2 БФ Na2O; оксид калия 0,5-0,7 БФ К20; оксид молибдена 0,2-0,5 БФ МоОз; оксид меди 0,01-1,0 БФ СиО; оксид кобальта 0,01-1.0 БФ СоаОз; оксид хрома 0,01-1,0 БФ СпгОз; причем сумма СиО, СоаОз и СгсОз не более 1,0. Характеристика покрытия: ТКЛР 88,9-96,8 1/град., температура обжига 760-880°С, блеск 60-63%, потеря массы после кипячения в 4% СНзСООН 0,08-0,12 мг/см , цветовой тон 455-575 нм. 2 табл.

Таблица

Продолжение табл. 1

Таблица