Полуфриттованная глазурь

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(72) Авторы Левицкий Иван Адамович Баранцева Светлана Евгеньевна Останина Мария Александровна(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(57) Полуфриттованная глазурь, содержащая 2, 2, 23, 23, 23, , ,2 и 2, отличающаяся тем, что дополнительно содержити 3 при следующем соотношении компонентов, мас.2 41,25-48,77 2 0,10-0,26 23 16,49-21,76 23 1,08-1,60 23 0,18-0,24 Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при изготовлении глазурованных износостойких керамических плиток скоростным однократным обжигом на поточно-конвейерных линиях продолжительностью 462 мин при максимальной температуре 116010 С, используемых для настила полов в объектах промышленного и гражданского строительства. Данный тип плиток является востребованным, а расширение цветовой палитры за счет обеспечения красно-коричневых тонов покрытий при использовании в качестве окрашивающего компонента отходов с повышенным содержанием оксидов железа взамен дорогостоящих пигментов является актуальной задачей строительной индустрии. 16114 1 2012.08.30 Известен состав окрашенного глушеного покрытия 1, мас.2 54,16-58,51 23 14,33-17,45 23 0,42-0,472,88-3,101,34-1,46 2 3,87-7,63 2 6,29-6,50 2 1,57-1,78 23 0,31-1,75 3 0,17-0,206,10-7,73, который отличается многокомпонентностью и высоким содержанием оксида цинка. Сырьевая композиция для его получения включает, мас.каолин 4,0-5,5 перлит 33,0-37,0 стеклобой 33,5-35,0 глинозем 0,5-5,5 цирконовый концентрат 5,5-11,0 оксид цинка 6,0-7,5, который является высокоопасным веществом (второй класс опасности) отходы алюмохромового катализатора 3,0-13,0. Недостатком этого покрытия является высокая температура плавления отходов алюмохромового катализатора (1580 С), связанная с его химическим составом, представленным оксидами, мас.23 80 23 20, что требует введения в качестве фритты до 35 стеклобоя. Кроме этого, температура обжига покрытий составляет 980-1020 С, что делает невозможным использование их для вышеуказанной цели. Известна глушеная глазурь 2 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 кремового цвета), расширение которой возможно лишь при использовании дорогостоящих пигментов, а также значительное содержание в сырьевой композиции борокальциевой фритты (до 32 мас. ), что увеличивает топливно-энергетические затраты при использовании ее в таком количестве в процессе производства продукции. Кроме этого, температура обжига глазури, составляющая 1060-1080 С, и узкий интервал наплавления обусловливают невозможность ее использования для целей, указанных в настоящем изобретении. Известна окрашенная глушеная глазурь 3 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 высокое содержание фритты 38/19 3 в сырьевой композиции, составляющее 35 мас. , количество 23 в ней - 22,7 мас. , что обусловливает применение значительного количества дефицитного борсодержащего компонента, а соотношение стеклообразующих оксидов в вышеприведенной глазури предполагает образование большого количества стекловидной фазы, что, соответственно,вызовет снижение износостойкости. Известна полуфриттованная глазурь 4, 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. Недостатком данной глазури является необходимость ее окрашивания, и достижение определенного цвета обеспечивается только введением дорогостоящих красителей, что вызывает увеличение себестоимости продукции. Существенным недостатком вышеприведенного покрытия является сравнительно высокий температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР) - 70,510-7 С-1, который не согласуется с ТКЛР керамической основы и приводит к снижению термостойкости и ослаблению прочности сцепления глазурь - керамика. 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 используется 5,1-10 мас.базальта состава, мас.2 42,054,0 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 светло-коричневых тонов. Однако содержание диоксида циркония в количестве до 7,9 мас.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 2 16114 1 2012.08.30 температура растекания вызывает увеличение температуры обжига изделий. Повышенное содержание 2 (до 18 мас. ) удорожает стоимость глазури. Кроме этого, глазурь является фриттованной, что ограничивает 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 окрашенной полуфриттованной глазури красно-коричневого цвета с заданным фазовым составом, обеспечивающим высокие показатели микротвердости и износостойкости с использованием отходов обогащения железистых кварцитов в качестве сырьевого и одновременно окрашивающего компонента глазурной шихты. Решение поставленной задачи достигается тем, что полуфриттованная глазурь включает 2, 2, 23, 23, 23, , , 2 и 2 и отличается тем, что дополнительно содержити 3 при следующем соотношении компонентов, мас.2 41,25-48,77 2 0,10-0,26 23 16,49-21,76 23 1,08-1,60 23 0,18-0,246,368,129,42-13,65 2 0,62-1,94 2 1,90-2,569,6-12,6 3 0,5-1,0. Вышеуказанное соотношение компонентов полуфриттованной глушеной глазури с дополнительным содержанием оксида железаи оксида молибденаобеспечит необходимый цвет покрытия, интенсифицирует процесс глазурообразования за счет образующихся при наплавлении покрытий легкоплавких молибдатов кремния и алюминия, а также обусловит формирование кристаллических фаз (магнетита - 34 гематита -23 анортита - 228 и маггемита - -23) и, соответственно, повышенную микротвердость и износостойкость покрытия. Данные по вышеприведенному соотношению компонентов полуфриттованных покрытий в литературе отсутствуют. Химический состав применяемой пробы отходов обогащения железистых кварцитов Новоселковского месторождения Гродненской области Республики Беларусь следующий,мас.2 52,16 23 6,415,824,41 2 3,8527,05. Для приготовления глазури использовались, мас.отходы обогащения железистых кварцитов 43,0-47,0 доломит 13,0-17,0 бесциркониевая фритта 16,0-24,0 каолин 2,5-3,5 глина огнеупорная 3,5-4,5 глинозем 9,0-9,5 полевой шпат 2,5-3,5 оксид молибдена 0,51,0. Составы заявляемой глазури и прототипа приведены в табл. 1, технологические характеристики и физико-механические свойства - в табл. 2. Приготовление глазурных суспензий из отдозированных компонентов глазурной шихты проводилось путем их мокрого помола при влажности 381 . Продолжительность 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 высушенный 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 обжиг на линии -2850 при максимальной температуре 116010 С продолжительностью 462 мин. 16114 1 2012.08.30 Таблица 1 Оксидный химический состав заявляемой глазури и прототипа Содержание оксидов, мас.Оксиды заявляемые составы прототип 5 1 2 3 2 41,25 45,51 48,77 50,94 2 0,10 0,17 0,26 0,4 2 4,4 23 21,76 17,70 16,49 7,8 23 1,08 1,34 1,60 13,6 23 0,18 0,20 0,24 0,54 12,6 11,4 9,6 3 0,50 0,75 1,00 Таблица 2 Технологические и физико-химические свойства заявляемой глазури и прототипа Показатели свойств Свойства заявляемые составы прототип 5 1 2 3 Температура растека 980 85010 86010 86510 ния, С КрасноКрасноКрасноСветлоЦвет покрытия коричневый коричневый коричневый коричневый 582 582 582 Цветовой тон, , нм Отражение,1,23 1,35 1,58 Блеск,14 20 27 7 -1 60,2 59,6 59,2 65 ТКЛ, 10 ,Твердость по Моосу 7 7 7 Микротвердость, МПа 8240 8200 8170 7200-7500 Степень износостой 3 3 3 Прогнозная 2 кости Как видно из данных, приведенных в табл. 2, температура растекания заявляемых составов на 110-130 С ниже, а микротвердость на 740-970 МПа выше, чем у прототипа, что обусловливает повышение степени износостойкости до 3. Синтезированные глазури имеют матовую фактуру поверхности, стабильный красно-коричневый цвет, хорошо заглушены, что обеспечивает высокие декоративно-эстетические характеристики и расширяет диапазон применения за счет комбинации плиток различных цветов при формировании ковровых покрытий. Отличительной особенностью предлагаемой полуфриттованной глазури является возможность утилизации отходов обогащения железистых кварцитов и улучшения экологической ситуации в местах добычи и переработки железорудной породы. При масштабном выпуске керамических плиток, декорированных заявляемой глазурью, будет значительно снижаться их себестоимость за счет содержания в составе сырьевой композиции 4347 мас.отходов обогащения железистых кварцитов. 4 16114 1 2012.08.30 Разработанные составы глазури апробированы в условиях ОАО Керамин при скоростном обжиге в поточно-конвейерной печи с положительными результатами и рекомендованы для дальнейших испытаний с целью внедрения в производство. Изобретение может быть использовано для декорирования керамической плитки, изготавливаемой на ОАО Керамин, ОАО Березастройматериалы и других родственных предприятиях Республики Беларусь. Источники информации 1. А.с. СССР 1567557, МПК 04 41/86, 1990. 2. А.с. СССР 916459, МПК 03 9/00, 1982. 3. Лисачук Г.В. и др. Стеклокристаллические покрытия по керамике. - Харьков НТУ ХПИ. - 2008. - С. 361, 373-375. 4.2189951, МПК 03 8/04, 2002. 5.2298530, МПК 03 8/14,04 41/86, 2007 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5