шихта для получения керамического пигмента синего цвета в системе cao-mgo-sio2

Классы МПК:C03C1/04 глушители стекла, например фториды и фосфаты; пигменты 
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2009-12-28
публикация патента:

Изобретение относится к получению керамических пигментов. Техническим результатом является повышение устойчивости синей окраски керамических пигментов. Шихта для получения керамического пигмента синего цвета в системе CaO-MgO-SiO2 содержит следующие компоненты, мас.%: природный волластонит - 54,0-55,9; SiO2 - 28,0-28,9; MgO - 7,5-11,6; CoO - 3,6-10,5. 4 табл.

Формула изобретения

Шихта для получения керамического пигмента синего цвета в системе CaO-MgO-SiO2, включающая природный волластонит, оксид магния, оксид кремния, оксид кобальта, отличающаяся тем, что она содержит указанные компоненты в следующем соотношении, мас.%:

природный волластонит 54,0-55,9
SiO228,0-28,9
MgO 7,5-11,6
CoO3,6-10,5

Описание изобретения к патенту

Область использования изобретения - производство керамических изделий, пигментов, красок.

Известна шихта для получения керамического пигмента фиолетово-синего цвета, имеющего доминирующую длину волны 478 нм, чистоту тона 35%, содержащая, мас.%: природный волластонит - 43.89, Al2O3 - 19.26, SiO2 - 22.70, СоО - 14.15. Температура обжига шихты 1200°С (Седельникова М.Б., Погребенков В.М. Керамические пигменты со структурами диопсида и анортита на основе волластонита. / Стекло и керамика. 1999. - № 2, с.18-20). Недостатком шихты является низкое содержание природного волластонита и высокое содержание оксида кобальта по сравнению с предлагаемым изобретением, что ведет к удорожанию пигмента.

Прототипом изобретения выбрана шихта для получения керамического пигмента состава, мас.%: природный волластонит - 49.67, MgO - 8.62, SiO2 - 25.69, СоО - 16.02. (Седельникова М.Б., Погребенков В.М. Керамические пигменты со структурами диопсида и анортита на основе волластонита. / Стекло и керамика. 1999. - № 2, с.18-20). Температура обжига шихты 1200°С, пигмент имеет сиренево-розовую окраску, дополнительная длина волны пигмента 507 нм, чистота тона 14%. Недостатком данного пигмента является то, что при нанесении его в качестве подглазурной краски цвет меняется с сиреново-розового на сине-фиолетовый.

Задачей изобретения является получение керамических пигментов синего цвета в системе CaO-MgO-SiO2, улучшение потребительских свойств пигментов за счет повышения устойчивости синей окраски при использовании их в керамических красках, расширения цветовой палитры.

Поставленная задача решается следующим образом. В соответствии с прототипом шихта для получения керамического пигмента синего цвета включает природный волластонит, оксид кремния, оксид магния и в качестве красящего компонента - оксид кобальта. При этом указанные компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%: природный волластонит 54.0-55.9, SiO2 28.0-28.9, MgO 7.5-11.6, CoO 3.6-10.5.

Обжиг смеси производится при температуре 1100-1250°С. Пигмент рекомендуется для получения керамических красок, окрашивания керамических масс и глазурей.

Красящий оксид CoO вводится в состав пигмента для получения требуемого цвета. Количества вводимого CoO менее 3.6 мас.% не достаточно для получения достаточно насыщенного цветового оттенка, а при введении данного хромофора более 10.5 мас.% цвет пигмента смещается в фиолетово-синюю гамму.

Обжиг при температуре ниже 1100°С не приводит к образованию достаточного количества цветонесущей кристаллической фазы и обеспечению стабильной окраски пигмента, а повышение температуры обжига выше 1250°С не способствует улучшению цветовых свойств пигмента. Выдержка при максимальной температуре не менее часа позволяет окончательно завершить процессы фазообразования кристаллической структуры пигмента и цветообразования.

В таблице 1 приведен химический состав природного волластонита.

В таблице 2 приведен компонентный состав пигментов.

В таблице 3 приведен цвет пигментов и красок.

В таблице 4 представлены цветовые характеристики пигментов.

Пример изготовления пигмента

Компоненты шихты, мас.%: волластонит, измельченный до остатка на сите № 0063 не более 2% - 54.0, оксид кремния SiO2 в виде кремниевой кислоты безводной - 28.0, оксид магния MgO - 7.5, оксид кобальта CoO в виде соли Со(NO3) 2·6H2O - 10.5 (в пересчете на оксид) смешивают мокрым способом, высушивают при температуре 100°С и обжигают при температуре 1200°С. После обжига пигмент измельчают до остатка на сите № 0063 не более 0.2%.

Представленные составы пигмента обладают следующими физико-химическими свойствами: цвет пигмента синий, доминирующая длина волны 475-478 нм, чистота тона - 35-45%. Полученные пигменты могут использоваться для получения подглазурных, надглазурных красок (при добавлении флюса), окрашенных керамических масс, глазурей.

Таблица 1
Химический состав природного сырья
Сырье Содержание компонентов, мас.% шихта для получения керамического пигмента синего цвета в системе   cao-mgo-sio2, патент № 2424988 mпрк

%
SiO2 Al2O3 CaOMgO TiO2 Fe2O3 R2O
Слюдянский волластонит 51.700.11 46.481.23 -- 0.160.32

Таблица 2
Компонентный состав шихты
№ пигмента Содержание компонентов, мас.%
CaSiO3 SiO2 MgOCoO
O-1 55.928.9 11.63.6
O-2 55.028.4 9.57.1
O-3 54.028.0 7.510.5
Прототип Р-2 49.6725.69 8.6216.02

Таблица 3
Цвет пигментов и красок
№ пигмента Цвет пигмента, Тобж=1200°С Цвет подглазурной краски, Тобж=1050°С
O-1голубой голубой
O-2 светло-синий светло-синий
O-3синий синий
Прототип Р-2сиренево-розовый сине-фиолетовый

Таблица 4
Цветовые характеристики пигментов
№ пигмента Координаты цветности Доминирующая длина волны шихта для получения керамического пигмента синего цвета в системе   cao-mgo-sio2, патент № 2424988 дом, нм Чистота тона Р, %
ХY
O-1 0.190.18 47535
O-2 0.180.18 47638
O-3 0.170.18 47845
Прототип 0.370.28 507*14
*Для прототипа указана дополнительная длина волны, поскольку по координатам цветности сиреневые пигменты попадают в область пурпурных цветностей цветового треугольника и для них определяется не доминирующая, а дополнительная длина волны

Класс C03C1/04 глушители стекла, например фториды и фосфаты; пигменты 

способ получения алюмоникелевого пигмента -  патент 2482143 (20.05.2013)
шихта для получения керамического пигмента муллитового состава бирюзового цвета -  патент 2478584 (10.04.2013)
смесь для получения керамической краски -  патент 2423326 (10.07.2011)
сырьевая смесь для получения термостойких неорганических пигментов, способ получения термостойких неорганических пигментов и устройство для его осуществления -  патент 2418830 (20.05.2011)
керамический пигмент -  патент 2403213 (10.11.2010)
смесь для получения керамической краски -  патент 2400438 (27.09.2010)
керамический пигмент -  патент 2398746 (10.09.2010)
шихта для получения керамического пигмента со структурой геленита желто-коричневого цвета -  патент 2389697 (20.05.2010)
керамический пигмент зеленый -  патент 2387603 (27.04.2010)
керамический пигмент -  патент 2380328 (27.01.2010)
Наверх