Шихта для изготовления керамического пигмента синего цвета

 

Изобретение относится к керамической промышленности, в частности к технологии получения керамических пигментов и декорирования фарфоро-фаянсовых и майоликовых изделий. Пигмент содержит Al₂O₃ и TiO₂ в виде прокаленного продукта нейтрализации каталитического комплекса Циглера-Натта следующего состава, мас.%: Al₂O₃ 40-60, TiO₂ 40-60 и дополнительно содержит СoО и B₂О₃ при следующем содержании ингредиентов, мас.%: продукт нейтрализации каталитического комплекса Циглера-Натта 78-93, СоО 5-20, В₂О₃ 2. Пигмент отличается повышенной кислотостойкостью и щелочестойкостью, устойчивостью в расплавах глазури, невысокой температурой синтеза. Использование промышленных отходов вместо традиционного дорогостоящего сырья делает производство предложенного пигмента более экономичным. 2 табл.

Область использования изобретения - фарфоро-фаянсовая промышленность, производство керамических красителей для декорирования тонкой керамики.

Производство керамических пигментов является самым дорогостоящим в керамической промышленности, что обусловлено применением чистых химических веществ и большими энергозатратами.

Известен керамический пигмент синего цвета, включающий SiO₂, Аl₂O₃, СаО, Со₂О₃, отличающийся тем, что с целью повышения химической устойчивости он содержит указанные компоненты в следующих количествах, мас.%: SiO₂ - 28 - 43 Аl₂О₃ - 16 - 26 СаО - 31 - 41 Со₂O₃ - 5 - 10 Недостатком данного пигмента является высокая температура синтеза 1623К(1350^oС) [1].

Другой керамический пигмент [2], включающий Со₂O₃, ZnO, Аl₂О₃, Сr₂О₃, В₂О₃, отличается тем, что с целью повышения устойчивости в глазурном расплаве и расширения цветовой гаммы от интенсивно - синего до голубого, он содержит указанные компоненты в следующих количествах, мас.%: Со₂О₃ - 15 - 30 ZnO - 5 - 20 Аl₂О₃ - 40 - 60 Сг₂О₃ - 7 - 12
В₂O₃ - 2 - 4
Недостатком пигмента является довольно высокая концентрация основного красящего оксида Со₂О₃, хотя представленные оттенки синего цвета можно получить при более низких концентрациях хромофора, соответственно затраты на производство пигмента значительно снизятся.

Прототипом служит [3] подглазурный краситель синего цвета для фаянса, содержащий Аl₂O₃, Со₂О₃, МоО₃, Fе₂О₃, которые вводят с отходами азотного производства - отработанным алюмокобальтомолибденовым катализатором (АКМ), а также Сr₂О₃, отличающийся тем, что с целью обеспечения чистоты тона 21-23% он дополнительно содержит Na₂O при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Со₂O₃ - 17.58 - 26.21
Аl₂О₃ - 59.00 - 69.43
МоО₃ - 9.00 - 10.59
Fе₂O₃ - 0.15 - 0.17
Сr₂O₃ - 2.24 - 5.56
Na₂O - 0.08 - 0.09
Недостатком пигмента является высокая температура синтеза 10^oС.

Задачей предлагаемого изобретения является получение синего керамического пигмента с повышенной кислотостойкостью и щелочестойкостью и устойчивостью в расплавах глазури, на основе отходов нефтехимического производства.

Это достигается соединением красящего оксида СоО и продукта нейтрализации каталитического комплекса Циглера-Натта (ЦН), использованного для полимеризации пропилена и непредельных соединений жидких продуктов пиролиза прямогонных бензинов. Комплекс содержит хлорид титана III (IV) ТiС1₃ (TiCl₄) и диэтилалюминийхлорид. После нейтрализации его в основном производстве образуется смесь гидроксидов Аl(ОН)₃ и ТiO(ОН)₂. В пересчете на оксиды, их содержание в смеси составляет, мас.%:
Аl₂О₃ - 40 - 60
TiO₂ - 40 - 60
В среднем, соотношение оксидов алюминия и титана в смеси можно принять 50:50. Предлагаемый состав пигмента, мас.%:
продукт нейтрализации каталитического комплекса Циглера-Натта указанного в составе - 78 - 93
СоО - 5 - 20
В₂O₃ - 2
Пример изготовления
Компоненты шихты, мас.%: прокаленный катализатор, измельченный до прохождения через сито 10000 отв/см² - 78, оксид кобальта (II) (в виде раствора соли Со(NО₃)₂6Н₂O - 20, оксид бора - 2 смешивают, высушивают при температуре 100^oС, затем обжигают при температуре 1100-1200^oС. Температуры, ниже 1100^oС не достаточно для образования интенсивной окраски пигмента, а повышение температуры обжига выше 1200^oС способствует потемнению окраски и образованию плотного, трудноразмалываемого спека. Выдержка при максимальной температуре 1 час способствует окончательному завершению процессов фазообразования кристаллической структуры пигментов, образования цветонесущей фазы.

После обжига пигменты измельчают до прохождения через сито 10000 отв/см², наносят на обоженные изделия, которые глазуруют и повторно обжигают при температуре 1050^oС. Составы пигмента приведены в табл. 1.

Представленные составы пигмента обладают следующими физико-химическими свойствами: температура обжига 1100^oС, цвет пигмента - синий, доминирующая длина волны 471-478 нм (табл.2), чистота тона - 21-28%, кислотостойкость и щелочестойкость 99%.

Полученные пигменты имеют окраску от васильково-синей до темно-синей, устойчивы к действию высоких температур и расплавленной глазури и могут использоваться для получения подглазурных, надглазурных красок, окрашенных глазурей.

Использование отходов производства делает получение керамических пигментов данных составов довольно экономичным.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Авторское свидетельство СССР 1168522, кл. С 03 С 1/04, 1985.

2. Авторское свидетельство СССР 1381088, кл. С 03 С 1/04, 1988.

3. Авторское свидетельство СССР 1564128, кл. С 03 С 1/04, 1990.

Формула изобретения

Шихта для изготовления керамического пигмента синего цвета, включающая Аl₂O₃, СоО, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит оксиды ТiO₂ и B₂O₃, оксиды ТiO₂ и Аl₂O₃ вводят в шихту в виде прокаленного продукта нейтрализации каталитического комплекса Циглера-Натта следующего состава, мас. %: Аl₂О₃ 40 - 60, ТiO₂ 40 - 60 при следующем содержании ингредиентов, мас. %:
Продукт нейтрализации каталитического комплекса Циглера-Натта указанного состава - 78 - 93
СоО - 5 - 20
В₂О₃ - 2

РИСУНКИ

Рисунок 1