Керамический пигмент коричневого цвета

Изобретение относится к технологии получения керамических пигментов, используемых в производстве цветных керамических изделий декоративного, декоративно-утилитарного и хозяйственного назначения. Пигмент коричневого цвета содержит следующие компоненты, мас.%: Fe₂O₃ 21,90-23,10; ZnO 33,04-38,56; SiO₂ 1,10-2,40; Al₂O₃ 0,89-1,08; TiO₂ 9,30-11,01; CaO 0,99-1,14; MnO 1,04-1,20; MgO 0,40-0,62; K₂O 0,24-0,36; FeO 22,70-27,00; Na₂O 0,32-0,54; P₂O₅ 0,21-0,41; V₂O₅ 0,25-0,30. В качестве сырьевых компонентов используют титаномагнетитовый концентрат и оксид цинка. Предлагаемый состав керамического пигмента позволяет снизить температуру синтеза до 750-1100°С, повысить чистоту тона до 31,5-33,1%, расширить цветовую гамму и обеспечить высокую химическую стойкость в агрессивных средах. 2 табл.

 

Изобретение относится к технологии получения керамических пигментов, используемых в производстве цветных керамических изделий декоративного, декоративно-утилитарного и хозяйственного назначения. Известен керамический пигмент коричневого цвета (см. авт. св. СССР №937367, МКИ³ С 03 С 1/04, С 04 В 41/06, 1982), включающий следующие компоненты, мас.%: SiО₂ 24,3-45,9; Аl₂О₃ 8,5-13,8; Fе₂О₃ 5,2-7,4; CaO 15,2-20,1; MgO 2,9-3,9; К₂O 0,6-0,9; Na₂O 0,8-1,3; Сr₂О₃ 15,0-18,0; ZnO 5,5-11,3.

Недостатками пигмента являются высокая температура синтеза, 1250-1280°С, при этом полученный пигмент имеет один цвет, светло-коричневый, кроме того для его получения в состав шихты вводится дорогостоящий оксид хрома.

Известен также керамический пигмент коричневого цвета (см. авт. св. СССР №1074839, МКИ³ С 03 С 1/04, 1984), включающий следующие компоненты, мас.%: Сr₂O₃ 15,75-20,22; Fe₂O₃ 16,03-27,29; ZnO 13,65-18,20; SiO₂ 3,78-17,57; Аl₂О₃ 3,03-14,13; TiO₂ 0,04-0,19; CaO 0,06-0,24; MnO₂ 22,04-27,29; MgO 0,05-0,22; К₂O 0,04-0,21.

Недостатками данного пигмента являются высокая температура синтеза, 1250-1280°С, недостаточно высокая чистота тона, отсутствие цветовой гаммы - пигмент имеет темно-коричневый цвет, а также присутствие в его составе дорогостоящего оксида хрома.

Настоящее изобретение направлено на решение задачи снижения температуры синтеза пигмента, повышения чистоты тона, расширение цветовой гаммы при обеспечении высокой химической стойкости.

Поставленная задача решается тем, что керамический пигмент коричневого цвета, включающий Fе₂О₃, ZnO, SiO₂, Аl₂O₃, ТiO₂, CaO, оксид марганца, MgO, К₂О, согласно изобретению дополнительно содержит FeO, Na₂O, P₂O₅ и V₂O₅, а в качестве оксида марганца - МnО, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Fе₂O₃ 21,90-23,10

ZnO 33,04-38,56

SiO₂ 1,10-2,40

Аl₂О₃ 0,89-1,08

TiO₂ 9,30-11,01

CaO 0,99-1,14

МnО 1,04-1,20

MgO 0,40-0,62

К₂O 0,24-0,36

FeO 22,70-27,00

Na₂O 0,32 -0,54

P₂O₅ 0,21-0,41

V₂O₅ 0,25-0,30

Приведенный состав пигмента обеспечивается составом исходного сырья. В качестве сырьевых компонентов используют титаномагнетитовый концентрат и оксид цинка. В результате синтеза указанное количество оксидов железа, цинка и титана формируется в кристаллах шпинельного типа ZnОFе₂О₃, 2ZnOTiO₂, 2FeOTiO₂ в контакте с силикатным расплавом, что определяет температуру синтеза.

Оксид цинка в оптимальном соотношении с оксидами железа, марганца и магния обеспечивает получение коричневого пигмента различных оттенков и повышает чистоту тона.

Содержание оксида титана, оксида алюминия и натрий-калиевых щелочных компонентов в указанных пределах способствует повышению химической стойкости пигмента.

Керамический пигмент получают по следующей технологии. Титаномагнетитовый концентрат смешивают с оксидом цинка в соотношении 1,5:1. Полученную смесь обжигают в силитовой печи при температуре 750-1100°С с выдержкой при конечной температуре в течение 3 ч. После охлаждения спек измельчают до полного прохождения через сито №005. Полученный керамический пигмент в количестве 5-10 мас.% (сверх 100%) вводят в глазурную массу и производят совместный помол до полного прохождения через сито №005. Приготовленной глазурью покрывают керамические изделия и обжигают при температуре 950-1080°С. Покрытые глазурью изделия характеризуются равномерной окраской от светло-коричневого до темно-коричневого цвета.

Примеры конкретного выполнения изобретения приведены в таблице 1. Свойства полученного пигмента приведены в таблице 2.

Таким образом, предлагаемый состав керамического пигмента по сравнению с прототипом позволяет снизить температуру синтеза с 1250-1280°С до 750-1100°С, повысить чистоту тона с 29,5% до 31,5-33,1% при расширении цветовой гаммы от светло-коричневого до темно-коричневого цвета и обеспечить высокую химическую стойкость пигмента в агрессивных средах.

Таблица 1 Состав керамического пигмента
Компоненты	Примеры	Прототип
	1	2	3
Fе2O3	21,90	23,10	22,20	20,82
ZnO	38,56	37,12	33,04	15,46
SiO2	1,50	1,10	2,40	11,14
Аl2О3	0,89	1,05	1,08	8,75
TiO2	9,30	11,01	9,90	0,09
CaO	0,99	1,00	1,14	0,18
МnО	1,10	1,04	1,20	25,77
MgO	0,40	0,62	0,54	0,05
К2O	0,24	0,25	0,36	0,21
FeO	24,30	22,70	27,00	-
Na2O	0,36	0,32	0,54	-
P2O5	0,21	0,41	0,30	-
V2O5	0,25	0,28	0,30	-

Таблица 2 Свойства керамического пигмента
Показатели	Примеры	Прототип
	Изобретение
1	2	3
Температура синтеза, °С	750	900	1100	1250-1280
Химическая стойкость, % 35%NaOH 6% уксусная кислота Н2О	99,6 99,9 99,98	99,7 99,9 99,99	99,7 99,9 99,99
Чистота тона, %	31,5	32,0	33,1	29,5
Цвет пигмента	Светло-коричневый	Коричневый	Темно-коричневый	Темно-коричневый

Керамический пигмент коричневого цвета, включающий Fе₂О₃, ZnO, SiO₂, Аl₂O₃, TiO₂, CaO, оксид марганца, MgO, К₂О, отличающийся тем, что он дополнительно содержит FeO, Na₂O, P₂O₅ и V₂O₅, а в качестве оксида марганца - MnO при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Fе₂O₃ 21,90-23,10

ZnO 33,04-38,56

SiO₂ 1,10-2,40

Аl₂О₃ 0,89-1,08

TiO₂ 9,30-11,01

CaO 0,99-1,14

МnО 1,04-1,20

MgO 0,40 -0,62

К₂O 0,24-0,36

FeO 22,70-27,00

Na₂O 0,32-0,54

P₂O₅ 0,21-0,41

V₂O₅ 0,25-0,30