Силикатный пигмент Советский патент 1977 года по МПК C03C3/22 

1

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано в стекольной и керамической промышленности при получении кобальтсодерл ащего силикатного пигмента, предназначенного для нромышленного и гражданского строительства. Пигмент имеет синий цвет различных оттенков и может применяться в виде порошков, крошки, пластин и плит, а так же в качестве наполнителя различных прозрачных связующих (.глазурей, клеев, смол и т. д.) или самостоятельно, как декоративный материал. Окраска силикатного пигмента обусловлена окисью кобальта.

Известна стеклокерамика, которая окрашивается с применением состава, содержащего Fe, Со, Ni или их окислов, нри нагреванин до 900-1175°С в течение 1-4 час.

Однако в результате применения этого состава получаются материалы неярких пастельных тонов с невысокими декоративными качествами. Объясняется это тем, что в результате кристаллизации стекла не происходит образования какого-либо определенного кристаллического соединения, обладающего способностью изоморфно включать в свою кристаллическую структуру красящие окислы, которые могли бы сообщать материалу устойчивую интенсивную окраску. Поэтому при кристаллизации происходит выпадение неокращенных

фаз, а окраска обусловлена цветом оставшегося стекла.

Оставшееся кобальтсодержащее стекло не может обеспечить удовлетворительную окраску материала, так как оно обладает широкой полосой поглощения (430-710 ммк), распространяющейся почти на весь видимый спектр (до 80%).

Наиболее близкий к изобретению состав для получения кобальтсодержащего декоративного матернала предусматривает применение снециальных нуклеаторов, образующих кристаллы типа ильмента, добавляется 0,08-0,5

Сг20з и но крайней мере один из окислов группы переходных элементов (в том числе и СоО).

Термообработка проводится при температуре 800-1150°С.

Недостаток этого состава заключается в том, что полученные кристаллы типа ильмента не дают возмол ;ности получнть на их основе кристаллы, имеющие интенсивную синюю окраску.

Целью изобретения является получение устойчивого по цвету и имеющего синюю окраску различных оттенков силнкатното иитмента. Это достигается тем, что силикатный пигмент, включающий SiO2, СаО, MgO, АЬОз,

NaaO и CoO содержит указанные компоненты в следующем соотношении, вес. 7о:

ЫОг 39-46

СаО36-43

MgU1,2-1/

АЬОз0,05-1

iNasO 0,1-2

СоО0,1-22

Шихту спекают или варят при температуре 1100- 1ьОО С с последующей выдержкой полученного материала лри температуре 1000- в течение 0,5-5 час.

В другом случае полученный после варки или спекания материал может быть резко охлажден со скоростью 10-20 град/мин до комнатной температуры, после чего его нагревают до температуры 1000-1200°С.

В-результате получают силикатный пигмент, имеющий устойчивую синюю окраску различных оттенков. Возможность получения такой окраски обусловлена еще на первой стадии способа, а именно при приготовлении шихты, когда входящие в состав шихты компоненты смешивают при определенных соотношениях: окись магния:окись кобальта;окись кремния 2 : 1 : 2.

Такое соотношение обеспечивает в дальнейшем условия для эквимолярного замещения окисью кобальта окиси магния, что приводит к образованию кобальтсодерл ащего окерманита Ca2(Mg, Co)Si207, придающего материалу устойчивую интенсивную окраску. Эта окраска обусловлена тем, что по сравнению с кобальтсодержащим стеклом, кобальтсодержащий окерманит имеет гораздо более узкую полосу поглощения в видимой части спектра (470-670).

Окраска полученного силикатного пигмента устойчива, что объясняется стабильностью полученного соединения (кобальтсодержащего окерманита).

Кроме того, окраска материала обладает температурной устойчивостью в широком температурном интервале. Пигмент можно многократно переплавлять, формовать заново, придавать ему новую внешнюю форму. При этом после тер.мообработки окраска каждый раз восстанавливается до первоначальной. Изменяя условия кристаллизации расплава окерманита, можно получить различную кристаллическую структуру и текстуру декоративного материала.

Полученный силикатный пигмент является универсальным, так как может быть использован не только в виде окрашенного порошкапиг.мента, но и как цветной наполнитель в виде крошки, .гранул, сфер, брекчии и т. д.

Большим преимуществом синего силикатного пигмента является то, что его получают из дешевого и доступного сырья: известняка, доломита и кварцевого песка с добавлением соединений кобальта и отходов стекольного производства.

Сочетание доступности, универсальности и высоких декоративных качеств силикатного

пигмента делает его перспективным декоративным материалом и обуславливает большой спрос на него.

В таблице приведены конкретные примеры выполнения изобретения.

В шихту, содержащую исходные компоненты - известняк, доломит, кварцевый песок, окись кобальта, добавляли стекло (для введеиия АЬОз и iNa2O).

Полученную шихту (состав 1) мололи в шаровой мельнице и нагревали в шамотных тиглях до температуры 1470°С. Затем расплав формовали в виде плиток 7X7 см толщиной 5 мм, температуру снижали до 1150°С и выдерживали при этой температуре 2 час, и охлаждали. Получали .готовый стеклокристаллический силикатный пигмент в виде плиток синего цвета.

Во втором случае (состав 2) щихту тщательно смещивали в щаровой мельнице и варили в шамотных тиглях до температуры 1450°С. Расилав выливали в воду для образования гранулята.

Полученный промежуточный аморфный продукт выдерживали при температуре в течение 1,5 час. После охлаждения получали готовый силикатный пигмент в виде гранул синей окраски с матовой поверхностью.

В третьем случае (состав 5) шихту тщательно смешивали в шаровой мельнице и обжигали в шамотных тиглях в атмосфере воздуха при температуре . Для резкого охлаждения расплав выливали в воду. Полученный про.межуточный продукт в виде гра-нул темного цвета, не имеющий на этой стадии кристаллической структуры, выдерживали при температуре 1050°С в течение часа. После охлаждения и помола получали интенсивно синий порошок силикатного пигмента кобальтокерманитового состава.

Формула изобретения

Силикатный пигмент, включающий SiOj, СаО, MgO, АЬОз, Na2O и СоО отличающийся тем, что, с целью получения устойчи65 вой к внешним воздействиям синей окраски. 5 он содержит указанные компоненты в следующем соотношении, вес. %: SiO2 39-46 CaO 36-43 6 MgO1,2-17 АЬОз0,05-1 Na2O0,1-2 СоО0,1-22