Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО ПИГМЕНТА
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО ПИГМЕНТА

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО ПИГМЕНТА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к технологии получения термостойких пигментов для декорирования строительной керамики, фарфоровых изделий и др. Исходная шихта для получения керамического пигмента содержит, мас.%: оксид алюминия - 30 - 40, порошкообразный алюминий - 3 - 7, порошкообразный магний - 3 - 7, борная кислота - 1 - 5, краситель - 2 - 24, азотнокислый аммоний - 29 - 49. Шихту указанного состава измельчают, тщательно перемешивают и воспламеняют от электрозапала с помощью термитной шашки или навески алюмомагниевого сплава. Термосинтез пигмента проходит в режиме горения. Полученный в результате термосинтеза пигмент измельчают до размеров частиц менее 10 мкм. Способ обеспечивает упрощение технологии получения керамических пигментов и снижает энергозатраты при их синтезе. 4 з.п.ф-лы, 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2120918
Класс(ы) патента: C03C1/04
Номер заявки: 97111710/03
Дата подачи заявки: 07.07.1997
Дата публикации: 27.10.1998
Заявитель(и): Федеральный центр двойных технологий "Союз"
Автор(ы): Тимошин В.Н.; Селин В.В.; Милехин Ю.М.; Кривошеев Н.А.; Яковлев С.И.; Ус С.А.
Патентообладатель(и): Федеральный центр двойных технологий "Союз"
Описание изобретения: Изобретение относится к области получения термостойких пигментов для декорирования строительной керамики, фарфоро-фаянсовых изделий и др.
Известны рецептуры шихты для получения керамических пигментов различных цветов. Наиболее близкими аналогами являются:
- для получения пигментов розового цвета шихта содержит оксиды алюминия, хрома, цинка [1],
- для получения пигментов синего цвета шихта содержит оксиды алюминия, кобальта, цинка или магния [2],
- для получения пигмента черного цвета шихта содержит оксиды железа, хрома, кобальта [2].
Во всех перечисленных вариантах используется общий способ получения по классической схеме синтеза термостойких пигментов, включающий смешение компонентов, их измельчение в шаровых мельницах, сушку, обжиг при T = 1000-1300 o C в течение 1-6 час с последующим измельчением полученных пигментов [2].
Недостатком данного способа являются высокие энергозатраты на высокотемпературный обжиг пигментов.
Известен способ снижения температуры термообработки за счет приготовления шихты следующего состава, мас.%:
магний - 6,2-7,5
оксид алюминия - 41,1-45,5
сернокислый магний - 34,0-40,6
борная кислота - 3,0-5,0
порошкообразный алюминий - 3,0-5,0
краситель - 4-6,6
Способ заключается в смешении шихты указанного состава, ее прессовании при давлении, нагреве при 650-750 oC с последующей термообработкой в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза и измельчении полученных пигментов [3].
Недостатком данного способа является сложная технология, связанная с прессованием шихты, и энергозатраты на ее предварительный прогрев при 650-750oC.
Целью настоящего изобретения являются упрощение технологии получения керамических пигментов и снижение энергозатрат при их синтезе.
Поставленная цель достигается тем, что в способе получения керамического пигмента путем приготовления шихты, термосинтеза и измельчения берут шихту состава, мас.%:
оксид алюминия - 30-40
порошкообразный алюминий - 3-7
порошкообразный магний - 3-7
борная кислота - 1-5
краситель - 2-24
азотнокислый аммоний - 30-49
Шихту смешивают и воспламеняют от электрозапала с помощью термитной шашки или навески алюмомагниевого сплава. Пламя охватывает весь образец и в течение 2-30 мин в зависимости от размера образца и состава шихты происходит синтез нового керамического пигмента. После охлаждения до комнатной температуры полученные пигменты измельчают до размера частиц менее 10 мкм.
Для получения пигмента розового цвета в качестве красителя используют хромовый ангидрид при следующих соотношениях компонентов шихты, мас.%:
оксид алюминия - 34-40
порошкообразный алюминий - 3-7
порошкообразный магний - 3-7
борная кислота - 1-5
хромовый ангидрид - 2-8
азотнокислый аммоний - 41-49
Для получения пигмента черного цвета в качестве красителя используют оксид кобальта (II, III), хромовый ангидрид и сернокислое железо при следующем соотношении компонентов шихты, мас.%:
оксид алюминия - 30-40
порошкообразный алюминий - 3-7
порошкообразный магний - 3-7
борная кислота - 1-5
оксид кобальта (II, III) - 1-5
хромовый ангидрид - 2-10
сернокислое железо - 2-10
азотнокислый аммоний - 34-40
Для получения пигмента синего цвета в качестве красителя используют оксид кобальта (II, III) при следующем соотношении компонентов шихты, мас.%:
оксид алюминия - 30-40
порошкообразный алюминий - 4-7
порошкообразный магний - 4-7
борная кислота - 1-5
оксид кобальта (II, III) - 3-21
азотнокислый аммоний - 30-48
Вместо порошкообразных алюминия и магния можно использовать алюмомагниевые сплавы, например, ПАМ-4, содержащие эквивалентные количества металлов при тех же соотношениях остальных компонентов.
Количественное соотношение компонентов подобрано экспериментально и является оптимальным.
При введении менее 6 мас.% суммарно порошкообразных алюминия и магния или алюмомагниевого сплава композиция не воспламеняется, а свыше 14 мас.% смеси металлов или алюмомагниевого сплава ПАМ-4 - состав сплавляется, что приводит к ухудшению качества пигмента.
При введении окислителя - азотнокислого аммония более 49 мас.% также происходит оплавление образца, а при содержании азотнокислого аммония менее 30 мас.% - горение неустойчиво.
При содержании оксидов алюминия свыше 40 мас.% - состав не воспламеняется, а менее 30 мас.% - сплавляется.
Предельные значения минерализатора - борной кислоты (1-5 мас.%) обеспечивают оптимальные значения термосинтеза пигментов. Уменьшение содержания кислоты снижает насыщенность цвета пигментов, а увеличение сверх оптимального количества приводит к остекловыванию керамического пигмента, что отрицательно сказывается на качестве продукта.
Отклонение от предельных значений красителей (хромовый ангидрид, сернокислое железо, оксид кобальта (II, III) приводит к изменению цвета, интенсивности окраски и качества продукта. Так, уменьшение концентрации красителя приводит к снижению интенсивности цвета пигмента, а увеличение - к изменению цвета (для розового пигмента) или снижению качества вследствие восстановления металла (хрома, кобальта или железа).
Керамический пигмент предлагаемого состава получают следующим способом. Составные компоненты исходной шихты измельчают, перемешивают в необходимом соотношении и помещают на теплоизоляционный металлический поддон. Дистанционно воспламеняют от электрозапала с помощью термитной шашки или навески алюмомагниевого сплава. Пламя охватывает весь образец и в течение 2-30 мин в зависимости от состава исходной шихты и размеров образца происходит синтез нового соединения - керамического пигмента требуемого цвета.
Полученный пигмент охлаждают до комнатной температуры и измельчают до размера частиц менее 10 мкм.
Пример. Исходные компоненты (в мас.%): оксид алюминия - 7, борная кислота - 1, хромовый ангидрид - 2, азотнокислый аммоний - 49, измельчают и тщательно перемешивают. Полученную смесь высыпают на теплоизоляционный металлический поддон и воспламеняют с помощью термитной шашки или навески алюмомагниевого сплава. Шихта воспламеняется и горит с ярким свечением по всему объему. После термосинтеза полученный пигмент розового цвета охлаждают до комнатной температуры и измельчают до размера частиц менее 10 мкм.
Примеры приготовления керамического пигмента составов 2-14 выполняют аналогично примеру 1 (см. таблицу).
Таким образом, заявляемое техническое решение позволяет уменьшить энергоемкость термосинтеза керамических пигментов различных цветов и упростить технологию их получения по сравнению с известным способом.
ЛИТЕРАТУРА
1. Авт. свид. СССР N 1318560, кл. C 03 C 1/04, 1987, БИ N 23.
2. М.А.Мартынов, В.А.Визир. Технология производства керамических красок. -Киев: Гос.изд.техн.лит. УССР, 1956, с.73, 87 и 122.
3. Патент СССР N 1823862, кл. C 03 C 1/04, 23.06.1993, БИ N 23.
Формула изобретения: 1. Способ получения керамического пигмента путем приготовления шихты, содержащей оксид алюминия, порошкообразные алюминий и магний, краситель, борную кислоту, ее термосинтеза и измельчения, отличающийся тем, что шихта дополнительно содержит азотнокислый аммоний при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Оксид алюминия - 30 - 40
Порошкообразный алюминий - 3 - 7
Порошкообразный магний - 3 - 7
Краситель - 2 - 25
Борная кислота - 1 - 5
Азотнокислый аммоний - 30 - 49
шихту перемешивают и воспламеняют от электрозапала с помощью термитной шашки или навески алюмомагниевого сплава, термосинтез проходит в режим горения, а полученный пигмент измельчают до размеров частиц менее 10 мкм.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для получения пигмента розового цвета в качестве красителя используют хромовый ангидрид при следующих соотношениях компонентов шихты, мас.%:
Оксид алюминия - 34 - 40
Порошкообразный алюминий - 3 - 7
Порошкообразный магний - 3 - 7
Хромовый ангидрид - 2 - 8
Борная кислота - 1 - 5
Азотнокислый аммоний - 41 - 49
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве порошкообразных алюминия и магния используются алюмомагниевые сплавы при тех же соотношениях компонентов.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для получения пигмента синего цвета в качестве красителя используют оксид кобальта (II, III) при следующих соотношениях компонентов шихты, мас.%:
Оксид алюминия - 30 - 40
Порошкообразный алюминий - 4 - 7
Порошкообразный магний - 4 - 7
Оксид кобальта (II, III) - 3 - 21
Борная кислота - 1 - 5
Азотнокислый аммоний - 30 - 48
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для получения пигмента черного цвета в качестве красителя используют оксид кобальта (II, III), хромовый ангидрид и сульфат железа при следующих соотношениях компонентов шихты, мас. %:
Оксид алюминия - 30 - 40
Порошкообразный алюминий - 3 - 7
Порошкообразный магний - 3 - 7
Оксид кобальта (II, III) - 1 - 5
Хромовый ангидрид - 2 - 10
Сульфат железа - 2 - 10
Борная кислота - 1 - 5
Азотнокислый аммоний - 34 - 40я