Шихта для получения пигмента черного цвета

 

Использование: изобретение относится к производству строительных материалов, в частности керамических изделий, и позволяет повысить устойчивость цвета при высоких температурах обжига изделий, улучшить качество глазурованной поверхности. Сущность изобретения: шихта для получения пигмента черного цвета содержит оксид хрома, оксид никеля и хром при стехиометрическом соотношении компонентов, необходимых для получения хромникелевой шпинели. Взаимодействие компонентов протекает по реакции CrO₃+Cr+NiO = NiCr₂O₄+Q . Характеристики пигмента: сохраняет устойчивость цвета при температуре обжига 1600°С, кислотостойкость к 1 н. HCl 99,2%, водостойкость 99,9%.

Изобретение относится к производству строительных материалов, оно может быть использовано для создания черного пигмента преимущественно для керамических изделий.

Известна шихта для получения керамического пигмента черного цвета, включающая компоненты при следующем их соотношении, мас.%: Fe₂O₃ 27-36; Cr₂O₃ 31-34; Co₂O₃ 22-25; MnO₂ 5-6; ZnO 4-5; Na₂SO₄ 2-3 [1].

Недостаток пигмента заключается в низкой устойчивости цвета при высоких температурах обжига изделий.

Наиболее близким к предложенному является керамический пигмент черного цвета, включающий, мол. %: NiO 0,4-1; CuO 0-0,5; MnO 0-0,6; Fe₂O₃0,2-0,8; Cr₂O₃ 0,2-0,8; Mn₂O₃ 0-0,4; Al₂O₃ 0-0,15; Y₂O₃ 0-0,15; причем NiO + CuO + MnO = 1, Fe₂O₃ + Cr₂O₃ + Mn₂O₃ + Al₂O₃ + V₂O₃ ≈ 1 [2].

Недостатками известного пигмента являются сложный состав и длительность получения пигмента - 2 ч.

Технический результат заключается в упрощении состава и в сокращении времени получения пигмента.

Для этого шихта для получения пигмента черного цвета содержит оксиды хрома и никеля и хром при стехиометрическом соотношении компонентов.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Готовят шихту из смеси порошков оксида хрома, оксида никеля и хрома в стехиометрическом соотношении в соответствии с химической реакцией. Смесь помещают в реактор и инициируют реакцию горения методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Взаимодействие компонентов смеси протекает по следующей основной реакции с получением продукта черного цвета: CrO₃ + Cr + NiO = NiCr₂O₄ + Q где Q - теплота реакции.

Полученный по реакции материал представляет собой прочно спеченный сплавленный продукт.

Поскольку шихта состава CrO₃ + Cr + NiO является экзотермичной и локальным воспламенением смеси инициируется реакция самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, время сокращения до нескольких минут. В процессе реакции развивается температура 2500-3000^оС.

Использование экзотермической реакции позволяет вести синтез шпинели без постоянного подогрева внешними источниками энергии и получать однородный по составу целевой продукт.

Рентгенофазовый и химический анализы показывают, что продукт состоит из фаз хромникелевой шпинели и примесей оксидов хрома, в том числе оксид хрома CrO₃ в количестве до 3 мас.%. Полученный спек размалывают до размеров прохождения частиц через сито 10000 отв/см². Полученный пигмент в количестве 3-% мас.% вводят в глазурную массу, которую наносят на изделие. Полученный из спека пигмент сохраняет устойчивый черный цвет при температурах обжига изделий, он может быть использован при температурах обжига до 1600^оС.

Вследствие высокой температуры синтеза пигмента, в его составе практически нет примесей, разлагающихся при низких температурах, поэтому на глазурованных поверхностях, окрашенных этим пигментом, нет таких эффектов, как накол, не происходит вскипания глазури при обжиге. Кроме того, фракцию пигмента 40-100 мкм используют в качестве составной части порошковой композиции для изготовления покрытий методом плазменного напыления с коэффициентом излучения не менее 0,92 при 600^оС.

Продукт имеет значительную кислотостойкость к 1 н.HCl - 99,2% и устойчивость к воде до 99,9%.

Формула изобретения

ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПИГМЕНТА ЧЕРНОГО ЦВЕТА, содержащая оксид хрома и оксид никеля, отличающаяся тем, что в качестве оксида хрома она содержит CrO₃ и дополнительно хром при стехиометрическом соотношении компонентов для получения хромникелевой шпинели NiCr₂O₄.