Глазурь

Глазурь

Реферат

Изобретение относится к составам глазурей, используемых в керамической промышленности для покрытия изделий декоративного, декоративно-утилитарного и хозяйственного назначения.

Известна глазурь (см. пат. РФ №2139260, МПК⁶ С03С 8/08, 8/02, 1999), включающая следующие компоненты, мас.%: SiO₂ 40,73-47,80; Al₂О₃ 9,46-13,14; В₂О₃ 13,62-21,06; CaO 2,88-3,74; MgO 0,94-1,31; Na₂O 5,16-6,59; K₂О 2,31-3,15; Fe₂O₃ 3,52-5,06; TiO₂ 2,38-2,70; FeO 0,70-0,93; P₂O₅ 0,16-0,45; V₂О₅ 0,07-0,09; MnO 0,18-0,23; SO₃ 0,01-0,03; ZnO или CuO 3,71-8,33. Глазурь имеет растекаемость 180-280 мм, блеск 90,0-90,8%, цвет в основном - коричневый с примесями различных цветов.

Недостатками данной глазури являются относительно невысокая растекаемость, пониженный показатель блеска и невысокая декоративность.

Известна также глазурь (см. пат. РФ №2112757, МПК⁶ С03С 8/08, 1998), включающая следующие компоненты, мас %: SiO₂ 51,41-54,06; Al₂О₃ 8,56-12,58; В₂O₃ 14,77-16,22; CaO 6,03-16,65; MgO 0,06-0,10; Na₂O 3,43-8,37, K₂O 2,08-2,96; Fe₂O₃ 0,83-1,50; TiO₂ 0,20-0,41; FeO 0,23-0,33; Р₂O₅ 0,23-0,47; V₂О₅ 0,21-0,45. Глазурь имеет термостойкость 520-690°С, растекаемость 245-295 мм, цвет глазурного покрытия - молочно-белый с голубым оттенком.

Недостатками известной глазури являются пониженная термостойкость, недостаточно высокая растекаемость и невысокая декоративность.

Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении термостойкости и растекаемости глазури, а также в улучшении ее декоративности.

Указанный технический результат достигается тем, что глазурь, включающая SiO₂, Al₂O₃, В₂О₃, CaO, MgO, Na₂O, K₂O, Fe₂O₃, TiO₂, FeO, P₂O₅ и V₂O₅, согласно изобретению дополнительно содержит CoO, Mn₂O₃ и MnO при следующем соотношении компонентов, мас.%:

SiO2	45,24-50,50
Al2O3	7,66-9,40
В2O3	14,20-15,83
CaO	10,71-12,41
MgO	0,22-0,44
Na2O	2,62-3,81
K2O	1,84-2,06
Fe2O3	1,94-4,06
TiO2	0,36-1,84
FeO	0,41-3,75
P2O5	0,01-0,03
V2O5	0,03-0,04
CoO	1,97-3,75
Mn2O3	1,97-3,75
MnO	0,04-0,26

Введение MnO, Mn₂O₃ и V₂O₅ в указанных пределах позволяет улучшить адгезию глазурного слоя по отношению к керамическому черепку, а также повысить смачивающую способность глазури. Это позволяет увеличить растекаемость глазури и повысить качество глазурных покрытий.

Содержание MnO ниже 0,04 мас.%, Mn₂O₃ ниже 1,97 мас.% и V₂O₅ ниже 0,03 мас.% приводит к увеличению вязкости расплава и снижению растекаемости глазури. Увеличение содержания MnO выше 0,26 мас.%, Mn₂О₃ выше 3,75 мас.% и V₂О₅ выше 0,04 мас.% приводит к разжижению глазури и стеканию ее с изделия в процессе обжига.

При введении в состав фритты CoO происходит образование его соединений с оксидами алюминия и калия, что позволяет получить глазурные покрытия различного цвета с белыми кристаллическими включениями в виде звездочек. Кристаллические включения образуются в результате кристаллизации кремнезема за счет изменения основности расплава. Увеличение содержания СоО в количестве выше 3,75 мас.% вызывает кристаллизацию расплава и потерю блеска глазури. Снижение содержания СоО ниже 1,97 мас.% ухудшает насыщенность цвета глазури.

При повышенном содержании SiO₂ выше 50,50 мас % и пониженном содержании Al₂O₃ ниже 7,66 мас.% происходит образование кристобаллита при охлаждении глазури, в результате чего снижается термостойкость глазури и на покрытии возникает сеть мелких трещин (цек).

При содержании SiO₂ ниже 45,24 мас.% и уменьшении содержания Al₂O₃ ниже 7,66 мас.% снижается химическая стойкость покрытий. Введение Al₂O₃ выше 9,40 мас.% увеличивает температуру обжига, а в присутствии P₂O₅ и TiO₂ способствует глушению глазури и потере блеска.

При введении В₂O₃ в количестве ниже 14,20 мас.% снижается растекаемость глазури, а также ухудшается блеск. Повышение содержания B₂O₃ более 15,83 мас.% отрицательно влияет на кристаллизацию кремнезема в расплаве за счет снижения основности расплава, в результате чего снижается декоративность покрытия.

Введение MgO, Na₂O, K₂O в заявленных пределах приводит к появлению кристаллических фаз, таких как волластонит и анортит, обеспечивающих повышенную термостойкость, а присутствие TiO₂ способствует образованию указанных фаз.

Содержание MgO ниже 0,22 мас.% при содержании K₂О и Na₂O выше 2,06 мас.% и 3,81 мас.% соответственно снижает термостойкость глазури. Содержание MgO выше 0,44 мас.%, К₂О ниже 1,84 мас.% и Na₂O ниже 2,62 мас.% снижает растекаемость глазури при обжиге.

Уменьшение содержания СаО ниже 10,71 мас.% снижает химическую стойкость глазури, а увеличение СаО более 12,41 мас.% вызывает глушение глазури.

Пониженное содержание оксидов железа Fe₂O₃ и FeO менее 1,94 мас.% и 0,41 мас.% соответственно ухудшает сцепление глазурного слоя и его смачивающую способность, что приводит к снижению растекаемости. Увеличение содержания Fe₂О₃ более 4,06 мас.% и FeO более 3,75 мас.% способствует преждевременному плавлению и растеканию глазури, что приводит к образованию брака.

Шихта для приготовления глазури содержит, мас.%: нефелиновый концентрат 20,56-23,64; кварцевый концентрат 29,73-33,60; борную кислоту 20,56-23,64; оксид кальция 12,85-14,90; оксид кобальта 2,36-4,50 и оксид марганца 2,36-4,50. В процессе приготовления шихты ее компоненты перемешивают и увлажняют до влажности 5-6%. Затем шихту загружают в тигли, обжигают в электропечи при температуре 1250-1280°С в течение 8 ч и выдерживают 1 ч при конечной температуре. Полученный расплав резко охлаждают, выливая в холодную воду. Помол фритты осуществляют мокрым способом в шаровой мельнице до остатка 0,1% на сите №005. Влажность полученного глазурного шликера 38-45%. Глазурь наносят на поверхность изделий методом окунания, распыления или поливом. После подсушивания глазурного слоя изделия обжигают при температуре 1000-1100°С с выдержкой при конечной температуре в течение 2,5 часов. После обжига поверхность изделий в зависимости от состава шихты имеет оливковый, темно-зеленый и темно-синий цвет с белыми кристаллическими включениями.

Примеры составов глазурей, приготовленных по вышеуказанной технологии, приведены в таблице 1. Свойства глазурей приведены в таблице 2.

Из приведенных в таблицах примеров видно, что предлагаемая глазурь имеет по сравнению с прототипом повышенные термостойкость (700-715°С) и растекаемостъ (300-330 мм), а также улучшенную декоративность за счет расширения цветовой гаммы от оливкового до темно-зеленого и темно-синего цветов с белыми кристаллическими включениями.

Таблица 1
Компоненты	Примеры	Прототип
1	2	3
SiO2	50,50	45,24	47,82	51,41-54,06
Al2O3	8,58	9,4	7,66	8,56-12,58
В2O3	15,83	14,20	14,70	14,77-16,22
СаО	10,71	12,41	11,71	6,03-16,65
MgO	0,22	0,25	0,44	0,06-0,10
Na2O	3,81	2,62	2,77	3,43-8,37
K2O	2,06	1,95	1,84	2,08-2,96
Fe2O3	1,94	4,06	2,4	0,83-1,50
TiO2	1,84	0,86	0,36	0,20-0,41
FeO	0,41	3,75	2,47	0,23-0,33
Р2O5	0,03	0,01	0,03	0,23-0,47
V2O5	0,03	0,03	0,04	0,21-0,45
СоО	1,97	2,59	3,75	-
Mn2O3	1,97	2,59	3,75	-
MnO	0,1	0,04	0,26	-
Таблица 2
Показатели	Примеры	Прототип
1	2	3
Температура варки фритты, °С	1250-1280	1250-1280	1250-1280	1240-1300
Температура обжига, °С	1000-1100	1000-1100	1000-1100	950-1100
Термостойкость, °С	700	710	715	520-690
КТЛР×10-7 град-1	64,03	65,24	65,27	60,43-74,70
Химическая стойкость, %:
- концентр. H2SO4	99,60	99,80	99,50	99,40-99,70
- уксусная кислота 6%-ная	99,62	99,90	99,85	99,50-99,96
- Н2O	99,88	99,94	99,96	99,94-99,99
Блеск, %	100	100	97	94-100
Растекаемость, мм	300	310	330	245-295
Цвет глазурного покрытия	оливковый	темно-зеленый	темно-синий	белый

Глазурь, включающая SiO₂, Al₂O₃, B₂O₃, CaO, MgO, Na₂O, K₂O, Fe₂O₃, TiO₂, FeO, P₂O₅ и V₂O₅, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит СоО, Mn₂O₃ и MnO при следующем соотношении компонентов, мас.%:

SiO2	45,24-50,50
Al2O3	7,66-9,40
B2O3	14,20-15,83
CaO	10,71-12,41
MgO	0,22-0,44
Na2O	2,62-3,81
K2O	1,84-2,06
Fe2O3	1,94-4,06
TiO2	0,36-1,84
FeO	0,41-3,75
P2O5	0,01-0,03
V2O5	0,03-0,04
СоО	1,97-3,75
Mn2O3	1,97-3,75
MnO	0,04-0,26