close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY4687

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 4687
(13)
C1
7
(51) C 04B 33/14,
(12)
C 04B 35/00
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
СПОСОБ ОБЪЕМНОГО ОКРАШИВАНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ГРАНИТОВ
(21) Номер заявки: 970730
(22) 1997.12.30
(46) 2002.09.30
(71) Заявитель: Учреждение
образования
"Белорусский
государственный
технологический университет" (BY)
(72) Авторы: Терещенко И.М., Левицкий И.А.,
Тютюнов А.Д., Капский В.И., Мазуро В.В. (BY)
(73) Патентообладатель: Учреждение образования
"Белорусский
государственный
технологический университет" (BY)
(57)
Способ объемного окрашивания керамических гранитов, включающий введение в сырьевую шихту носителя цвета, представляющего собой по меньшей мере один оксид переходного металла, и ее высокотемпературную обработку, отличающийся тем, что носитель цвета берут в количестве 0,25-1,80 % от массы шихты
и предварительно смешивают с минерализатором, в качестве которого используют по меньшей мере один
оксид из группы, включающей СаО, ВаО, ZnO, в количестве 0,5-1,5 % от массы шихты.
BY 4687 C1
(56)
Строительная керамика: Справочник / Под ред. Е.Л. Рохваргера. - М.: Стройиздат, 1976. - С. 169-176.
JP 02239149 A, 1990.
Изобретение относится к производству цветных керамических изделий высокотемпературного обжига со
спекшимся черепком, в частности керамических гранитов.
Искусственные граниты - новый вид облицовочной керамики, получивший широкое признание в мире и
вытесняющий традиционную облицовочную плитку благодаря высоким эстетическим и техническим характеристикам. Технология производства искусственных гранитов, воспроизводящих фактуру естественного
камня (гранита, мрамора, габбро и др.), предусматривает получение на предварительном этапе объемно окрашенных в различные цвета керамических порошков с последующим их смешением, прессованием и обжигом. Используемый в настоящей технологии традиционный способ окрашивания керамических масс состоит
во введении в их состав предварительно синтезируемых пигментов, устойчивых к действию высоких температур и света, обладающих яркостью и сочностью тонов [1, 2].
Однако промышленное получение пигментов осуществляется по громоздкой технологии, включающей
следующие стадии: приготовление шихты - тонкий помол смеси - просев - высокотемпературный обжиг тонкий мокрый помол спека - сушка - упаковка. Реализация технологии синтетических красителей требует
больших производственных площадей, значительных затрат топлива, электроэнергии и рабочей силы.
Окрашивание керамических гранитов предварительно синтезируемыми пигментами существенно удорожает производство, что отражается на их конкурентоспособности по сравнению с другими видами облицовочных материалов.
Известен также способ окрашивания керамических масс путем ввода в их состав окрашенных минералов
и пород: диабазов, базальтов, диоритов, охр, глауконитов и др. [3]. Однако этот способ окрашивания ограничивает диапазон получаемых цветов и не обеспечивает чистоты тонов окраски материала. Кроме того, нестабильность составов природных красящих материалов создает проблему воспроизводимости цвета.
Известен также способ окрашивания, используемый в производстве некоторых цветных эмалей, применяемых для покрытия по стали [4]. Суть его заключается во введении в состав эмали смеси солей либо оксидов переходных металлов Mn, Fe, Cr, Cd, Ni, Сu (носителей цвета) в сочетании с серой и селеном с после-
BY 4687 C1
дующей термической обработкой эмали, вызывающей ее оплавление. При этом относительно малая вязкость
расплава существенно облегчает процесс диффузии атомов и взаимодействия ионов-носителей цвета, что и
обеспечивают соответствующую окраску эмали в зависимости от типа и концентрации носителей.
Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ объемного окрашивания спекшихся керамических изделий путем ввода в состав массы оксидов
переходных металлов (Мn, Сг, V, Со, Ni, Fe и др.), что позволяет получить изделия, окрашенные в различные цвета [5]. При этом получение достаточной интенсивности окраски достигается при относительно
больших концентрациях носителей цвета: от 4 до 14 %. Однако при таких содержаниях дефицитных красителей существенно модифицируются физико-химические свойства изделий, а также удорожается их производство.
Задачей предлагаемого изобретения является упрощение технологии и снижение затрат на производство
керамических гранитов.
Для решения поставленной задачи предложен способ объемного окрашивания керамических гранитов,
включающий введение в сырьевую шихту носителя цвета, представляющего собой по меньшей мере один
оксид переходного металла, и ее высокотемпературную обработку, отличающийся тем, что носитель цвета
берут в количестве 0,25-1,80 % от массы шихты и предварительно смешивают с минерализатором, в качестве которого используют по меньшей мере один оксид из группы, включающей CaO, BaO, ZnO, в количестве
0,5-1,5 % от массы шихты.
В итоге синтез окрашивающих соединений нужного цвета и тона осуществляется напрямую в ходе спекания основного продукта.
Особенностью метода являются низкие концентрации носителей цвета, обеспечивающих аналогичную с
прототипом интенсивность окраски.
Получаемые цвета и окраска продуктов обжига определяется типом носителей цвета, их концентрацией и
соотношением, видом и содержанием минерализатора, а также химическим составом образующейся в обжиге жидкой фазы.
Из литературных источников неизвестен способ управляемого прямого синтеза красящих соединений в
ходе обжига искусственных гранитов и нами предложен впервые.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1.
Для получения черного "гранита" в базовую керамическую шихту вводится смесь носителей цвета - оксидов СоО+Сr2О3+Fе2О3 в количестве 1,8 % от массы шихты, взятых в соотношении 1,0:2,0:4,5 мас. частей.
Перед введением в шихту носители цвета смешиваются в шаровой мельнице с минерализатором, в качестве
которого используют 0,7 % ZnO (от массы шихты). Затем шихта измельчается мокрым способом до остатка
менее 0,5 % на сите 0,0063 мм, обезвоживается в башенной распылительной сушилке. Из полученного порошка формуют плиты методом прессования при удельном давлении 350-400 кг/см2. Плиты сушатся и обжигаются на конвейерной линии при температуре 1100-1250 °С по скоростному режиму (цикл обжига 50
мин).
Пример 2.
Для получения гранита "морская волна" в исходную неокрашенную шихту вводится смесь носителей
цвета в количестве 1,5 %. Смесь включает оксиды Со2O3 + Сr2O3 + V2O5, а их соотношение равно 1,25:1,5:1
(мас. частей).
В качестве минерализатора используется смесь оксидов ВаО + СаО в соотношении 1:1 (1,2 % от массы
шихты). Технология получения гранита аналогична описанной в предыдущем примере.
Пример 3.
Зеленые гранитные изделия получают по аналогичной схеме, где в качестве носителя цвета используется
смесь Сr2O3 + Со2O3, взятых в соотношении 7:1 (мас. части ), а их содержание в шихте составляет 1,2 %, в
качестве минерализаторов используют BaO + ZnO (соотношение 1:1) в количестве 1,5 % от массы шихты.
По такой же схеме получают розовые, синие, голубые, серые, коричневые изделия с различными оттенками цветов. Окрашенные порошки могут смешиваться в различных соотношениях с образованием декоративных эффектов.
Для приведенных выше цветных масс, прошедших скоростной обжиг при 1100 °С в течение 50 мин, были
определены их физико-химические характеристики. Результаты испытаний приведены в таблице.
2
BY 4687 C1
Характеристики заявляемого и известного вариантов
Характеристики сравниваемых масс
1. Цвет
2. Концентрация носителей цвета,
мас. %
3. Содержание
минерализатора,
мас. %
4. Огневая усадка, %
5. Водопоглощение, %
6. Плотность, г/см3
7. Коэффициент
интенсивности
отраженного света, %
8. Температура
обжига,°С
9. Продолжительность
обжига, мин
Пример 1
Прототип
Пример 2
Прототип
Пример 3
Прототип
черный
черный
синий
зеленый
зеленый
СоО-0,24
Сr2О3-0,48
Fe2O3-l,08
ZnO-0,7
Mn-руда-4,0
Fe2O3-10,0
морская
волна
СоО-0,5
Сr2O3-0,6
V2O5-0,4
BaO-0,6
СаО-0,6
СоО-0,87
ZnO-5,13
Сr2O3-1,05
СоО-0,15
Сr2O3-5,25
СоО-0,75
-
ВаО-0,75
ZnO-0,75
-
7,5
0,40
2,56
8,1
1,08
2,41
7,3
0,47
2,50
9,3
2,14
2,42
7,2
0,33
2,54
8,3
2,48
2,36
12
15
33
30
29
30
1100
1100
1100
1100
1100
1100
50
60
50
60
50
60
-
Из таблицы видно, что окрашенные изделия, полученные по предлагаемому изобретению, имеют повышенные физико-химические характеристики по сравнению с прототипом. Так, их водопоглощение варьирует
в пределах 0,33-0,47 %, у прототипа - 1,08-2,14 %. Плотность изделий по предлагаемому варианту изменяется в пределах - 2,50-2,56 г/см3, у прототипа - 2,36-2,42 г/см3. Огневая усадка предлагаемых масс варьирует от
7,2 до 7,5 %, у прототипа - от 8,1 до 9,3 %.
Повышенные физико-химические свойства черепка синтезируемых "гранитов" объясняются низким содержанием красящих оксидов в них при примерно равной с прототипом интенсивности окраски изделий.
Содержание носителей цвета в предлагаемом способе окрашивания не превышает 1,8 %, варьируя в
пределах 0,25-1,8 %, что существенно снижает стоимость производства гранитов.
Предлагаемая технология окрашивания искусственных гранитов за счет прямого синтеза красящих соединений в ходе обжига керамических изделий обладает следующими преимуществами:
отпадает необходимость предварительного синтеза керамических пигментов, в структуре которых носители цвета связаны в кристаллической решетке носителя (шпинели, муллита, сфена и др.), что позволяет резко снизить затраты на производство искусственных гранитов;
достигается существенное снижение концентрации носителей цвета при сохранении интенсивности окраски по сравнению с известным способом окрашивания;
существенно упрощается технология получения окрашенных керамических гранитов.
Источники информации:
1. Loris Mucci. Le gres porcelaine: situation et perspertives, production et es-thetique. L'indastrie ceramique, ¹
850, 6/90, p. 403-404.
2. Gres fine porcellanato. Prospectus de la firme "Sacmi". - Faenza, 1995. - 16 p.
3. Дир У.А., Зусман Дж., Хауи Р.А. Породообразующие минералы. - М.: Мир, 1965. - Т. 2. -230 с.
4. Josef Wratil. Vitreous Enamels. Holdings Limited. London. 1984. - p. 74.
5. Строительная керамика: Справочник / Под ред. Е.Л. Рохваргера. - М.: Стройиздат, 1976. - С. 171.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
143 Кб
Теги
by4687, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа