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

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

Реферат

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.%	Δmпрк %
SiO2	Al2O3	CaO	MgO	TiO2	Fe2O3	R2O
Слюдянский волластонит	51.70	0.11	46.48	1.23	-	-	0.16	0.32

Таблица 2
Компонентный состав шихты
№ пигмента	Содержание компонентов, мас.%
CaSiO3	SiO2	MgO	CoO
O-1	55.9	28.9	11.6	3.6
O-2	55.0	28.4	9.5	7.1
O-3	54.0	28.0	7.5	10.5
Прототип Р-2	49.67	25.69	8.62	16.02

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

Таблица 4
Цветовые характеристики пигментов
№ пигмента	Координаты цветности	Доминирующая длина волны λдом, нм	Чистота тона Р, %
Х	Y
O-1	0.19	0.18	475	35
O-2	0.18	0.18	476	38
O-3	0.17	0.18	478	45
Прототип	0.37	0.28	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

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
SiO2	28,0-28,9
MgO	7,5-11,6
CoO	3,6-10,5