Окрашенная полуфриттованная глазурь

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования 1658593 1, 1996. Белорусский государственный техЛЕВИЦКИЙ И.А. и др. Энерго- и матенологический университетриалосберегающие экологически чистые(72) Авторы Левицкий Иван Адамович технологии. Тез. докл. 7-й междунар. Баранцева Светлана Евгеньевна Познауч.-тех. конф. - Гродно, 2007. - С. 59-60. няк Анна Ивановна Головенчик Ро 11672 1, 2009. ман Владимирович 4589 1, 2002.(73) Патентообладатель Учреждение обра 2007284279 , 2007. зования Белорусский государственный технологический университет(57) Окрашенная полуфриттованная глазурь, содержащая 2, 2, 23, 23, 23 , , 2 и 2, отличающаяся тем, что дополнительно содержит 2 при следующем соотношении компонентов, мас.2 41,93-43,54 2 1,36-1,55 23 19,20-21,19 23 1,13-1,35 23 6,73-7,73 3,00-3,47 2 1,17-1,68 2 1,92-2,09 2 0,50-1,50. Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при изготовлении износостойких керамических плиток для полов скоростным однократным обжигом на поточно-конвейрных линиях продолжительностью 462 мин с максимальной температурой 116010 С. Данный тип плиток является востребованным, а расширение цветовой палитры за счет обеспечения красно-коричневых, темно-коричневых и шоколадных тонов покрытий при использовании дешевых природных окрашивающих компонентов взамен дорогостоящих пигментов наряду с обеспечением их износостойкости является актуальной задачей строительной индустрии. 15607 1 2012.04.30 Известна глушеная глазурь 1 состава, мас.2 50,2-60,5 23 12,4-17,0 23 4,0-9,0 23 0,1-2,512,0-22,00,3-2,4 2 0,8-5,5 2 0,5-3,0. К недостаткам указанной глазури относятся ограниченная цветовая палитра (от белого до кремого цвета), расширение которой возможно лишь при использовании дорогостоящих пигментов, а также значительное содержание в сырьевой композиции борокальциевой фритты (до 32 ), что увеличивает топливно-энергетические затраты при синтезе фритты и, соответственно, производстве продукции. Кроме этого, высокое содержание СаО в составе глазури (до 22 ) даже при достаточной светорассеивающей способности повышает блеск покрытий за счет образовывающейся легкоплавкой натрийкальцийборосиликатной стекловидной фазы, вызывающей повышение блеска и снижение износостойкости. Известна окрашенная глушеная глазурь 2 состава, мас.2 39,11 23 12,53 23 8,91 23 21,587,310,744,12 2 3,85 2 1,97 2 0,17. Недостатком вышеуказанной глазури является нестабильность цвета покрытия за счет колебания соотношения 23/ в зависимости от окислительно-восстановительного потенциала в печи при обжиге, а также непостоянство состава окрашивающей добавки отхода отработанных катализаторов. Содержание фритты 38/19 2 в сырьевой композиции вышеуказанной составляет 35 , а количество В 2 О 3 во фриттованной составляющей 22,7 , что связано с применением значительного количества дефицитного борсодержащего компонента. Соотношение оксидов в вышеприведенной глазури предполагает образование большого количества стекловидной фазы, что, соответственно, приводит к снижению износостойкости. Известна глазурь 3, содержащая, мас.2 46,70-50,23 23 5,79-11,25 23 10,86-14,21 23 0,1-0,45,21-10,10,41-2,25 2 1,45-4,02 2 3,62-8,102,48-7,60 2 8,1-9,98 2 0,11-0,60. К недостаткам данной глазури относится то, что ее окрашивание и достижение определенного цвета может быть обеспечено только введением соответствующих красителей,что вызывает увеличение себестоимости продукции. Существенным недостатком вышеприведенного покрытия является высокий температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР) (70,5-10-7 С-1), который не согласуется с ТКЛР керамической основы и приводит к снижению термостойкости и ослаблению прочности сцепления глазурь-керамика. Известен состав окрашенной глазури 4, включающий, мас.2 41,0-54,0 23 5,0-12,0 23 10,0-18,0 23 0,5-1,53,0-12,00,1-3,0 2 0,5-1,4 2 1,08,07,7-18,0 2 3,0-7,9 2 0,1-1,0. К недостаткам вышеприведенной глазури относится высокое содержание оксида цинка (7,7-18,0 ), вводимого не только дефицитным, но и опасным (2 класс опасности) компонентом - цинковыми белилами. Кроме этого, значительное содержание тугоплавкого диоксида циркония (7,9 ) и соответственно высокая температура растекания (953 С) повышают температуру глазурообразования при обжиге. Наиболее близким по химическому составу, технической сущности и достигаемому результату является окрашенная глазурь, включающая, мас.2 41,0-54,0 23 5,012,0 23 10,0-18,0 23 0,1-1,53,0-12,03,1-8,0 2 1,5-4,6 2 3,0-8,03,0-7,6 2 3,0-7,9 2 0,1-0,6 пигмент 5,1-10,0 5. В качестве пигмента использовалось 5,1-10 мас.базальта состава, 2 42,0-54,0 23 17,0-21,0 (23) 11,0-18,08,5-12,52,0-6,5, но при этом количестве пигмента обеспечиваются лишь цветовые оттенки слоновой кости. Кроме того, содержание диоксида циркония в количестве до 7,9 требует соблюдения температурно-временных параметров варки фритты (1410 С с выдержкой 4 ч 30 мин), что увеличивает топливно-энергетические затраты при ее синтезе, а повышенная температура 2 15607 1 2012.04.30 растекания вызывает увеличение температуры обжига изделий. Высокое содержание 23 до 18 удорожает стоимость глазури. Данная глазурь является фриттованной, что исключает возможность ее использования для покрытия плиток для полов из-за недостаточной микротвердости и износостойкости,связанных со значительным количеством стекловидной фазы, образующейся в процессе формирования глазурного покрытия. Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является синтез стеклокристаллической бесциркониевой полуфриттованной глазури с заданным фазовым составом, обеспечивающим высокие показатели микротвердости и износостойкости и расширение ее цветового диапазона за счет использования природного базальта, содержащего достаточного для окрашивания количества оксидов железа. Решение поставленной задачи достигается тем, что окрашенная глазурь включает 2, 2, 23, 23, 23, , , , 2 и 2 и отличается тем, что дополнительно содержит МО 2 при следующем соотношении компонентов, мас.2 41,9343,54 2 1,36-1,55 23 19,20-21,19 23 1,13-1,35 23 6,73-7,737,09-8,0211,11-12,673,00-3,47 2 1,17-1,68 2 1,92-2,09 2 0,5-1,5. Вышеуказанное соотношение компонентов полуфриттованной глушеной глазури с дополнительным содержанием пиролюзита позволит стабилизировать валентное состояние железа в форме 23, а отсутствие диоксида циркония позволит интенсифицировать процесс глазурообразования за счет снижения температуры растекания глазури. Кроме этого, проектируемые кристаллические фазы (корунд -2 О 3 магнетит 34 гематит 23 анортит 228,) обеспечат повышенную микротвердость и износостойкость покрытия. Данные по вышеприведенному соотношению компонентов фритты в литературе отсутствуют. Для приготовления глазури использовались, мас.природный базальт 40,0-46,5 доломит 13,5-18,0 фритта 20,0-22,0 каолин 3,5-4,5 глина огнеупорная 3,5-4,5 цинковые белила 2,5-3,5 глинозем 6,97-8,99 пиролюзит 0,51-1,53. Природный базальт имеет следующий состав,2 48,73, 2 2,83, 23 15,13,23 16,87,4,38,8,53, 2 3,53. Составы заявляемой глазури и прототипа приведены в табл. 1 технологические характеристики и физико-механические свойства - в табл. 2. Таблица 1 Оксидный химический состав заявляемой глазури и прототипа Содержание оксидов,Оксиды Заявляемые составы Прототип 5 1 2 3 2 43,54 42,39 41,93 48,1 2 1,55 1,42 1,36 0,10 2 4,40 23 21,19 21,16 19,20 6,00 23 1,13 1,22 1,35 12,14 23 7,73 7,08 6,73 0,54 3,00 3,35 3,47 6,40 2 1,17 1,29 1,68 4,02 2 1,99 1,92 2,09 1,60 2 0,50 1,00 1,50 Приготовление глазурных суспензий из отдозированных компонентов глазурной шихты проводилось путем мокрого помола, составляющих при влажности 381 . Продол 3 15607 1 2012.04.30 жительность помола до остатка на сите 0063 не более 0,2-0,3 составляла 20 мин, соотношение мелющих тел и материала 11,4. Глазурь наносилась на полуфабрикат отпрессованной керамической плитки методом полива с помощью фильеры с зазором 0,3 мм. После нанесения глазури производилась подсушка в сушильном шкафу при температуре 150 С до остаточной влажности не более 0,5 . Затем обжигалась на линии -2850 при максимальной температуре 116010 С, продолжительность обжига 462 мин. Таблица 2 Технологические и физико-химические свойства заявляемых фритт и прототипа Показатели свойств Свойства Заявляемые составы Прототип 5 1 2 3 Температура растекания,989 86010 86010 86010 С Цвет покрытия краснотемношоколадный слоновой кости коричневый коричневый 582 586 590 Цветовой тон, , нм Отражение,1,23 1,35 1,58 7-1 65,2 64,5 63,4 65 ТКЛР, 10 , К Микротвердость, МПа 9240 9220 9200 7200-7500 Степень износостойкости 3-4 3-4 3-4 2 (прогнозная) Как видно из данных, приведенных в табл. 2, температура растекания заявляемых составов на 125-130 С ниже, а микротвердость на 2000 МПа выше чем у прототипа. Синтезированные глазури имеют матовую фактуру поверхности, стабильный цветовой тон,хорошо заглушены, что обеспечивает высокие декоративно-эстетические характеристики и расширяет диапазон применения керамической плитки за счет комбинации плиток различных цветов при формировании ковровых покрытий. Отличительной особенностью предлагаемой полуфриттованной глазури является высокая степень износостойкости - 4, что увеличит срок службы плиток для пола в условиях интенсивного движения людского потока. Использование природного базальта как сырьевого и окрашивающего компонента значительно удешевит стоимость готовых изделий. Разработанные составы глазури были апробированы в условиях ОАО Керамин при скоростном обжиге в поточно-конвейерной печи с положительными результатами и рекомендованы для более масштабных испытаний с целью внедрения в производство. Изобретение может быть использовано на ОАО Керамин, ОАО Березастройматериалы Республики Беларусь и родственных предприятиях, выпускающих износостойкие керамические плитки для полов. Источники информации 1 . А.с. СССР 916459, МПК 03 9/00, 1982. 2. Лисачук Г.В. и др. Стеклокристаллические покрытия по керамике. 3. Лисачук Г.В. и др. - Харьков НТУ ХПИ, 2008. - С. 361, 373-375. 4.2189951, МПК 03 8/04, 2000. 5.2243173, МПК 03 8/2004 В 41/86, 2004. 6.2298530, МПК 03 8/1404 В 41/86, 2007 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4