Отвечающие этим требованиям глазурные покрытия характеризуются высокой стоимостью реагентов и сложной технологией изготовления [1]. Существующая технология получения цветных покрытий преду-сматривает введение во фритту специальных красителей (пигментов) при совместном помоле. Окрашивание глазури обеспечивается за счет диспергирования в ней твердых частиц красителя или растворения ок-рашивающего соединения в ионном состоянии в стекловидной фазе. В зависимости от устойчивости пигментов к воздействию алюмосиликат-ного расплава, которым является глазурная фритта, изменяется качество окрашивания глазури. На данный момент известно лишь небольшое количество пигментов устойчивых к воздействию алюмосиликатного расплава, что существенно обедняет цветовую гамму предлагаемых покрытий [2].
Наиболее перспективным способом окрашивания глазурных стекол является введение в их состав различных соединений переходных металлов, которые при химическом взаимодействии с компонентами алюмосиликатного расплава и специальной термической обработке позволяют получить сложные соединения класса шпинелидов, гранатов и др. отвечающие химической формуле RO*R2O3 [3]. В состав таких красителей могут входить следующие оксиды: Fe2O3, Al2O3, FeO, CoO, NiO, Cr2O3, CuO, ZnO, MgO и другие. Эти оксиды, как правило, состав-ляют основу техногенных продуктов.
В качестве окрашивающей добавки, вместо дорогостоящих пигментов, мы использовали отходы – «Афенаш» Горловского комбината «Сти-рол».
Химический состав отхода:
Al2O3 (84%), MgO (12%), CoO ( 4%).
Отходы (АМК) мы использовали в составах фриттованных глазурей, а также в составах кристаллизующихся стекол, используемых для полу-чения пористых стеклокристаллических материалов (СКМ).
Перед использованием отходы подвергались термической обработке в муфельной печи при температуре 9000С и выдержке 10 мин. Химиче-ский состав фритты 13-14:
SiO2 (49%), AL2O3 (10%), B2O3 (15%), K2O (4%), CaO (12%), MgO (10%). Варка фритты проводилась в корундовых тиглях объемом 400 мл. в лабораторной электрической печи. Температура варки фритты 13500С, выдержка при данной температуре 50 мин.
Шликеры готовили мокрым совместным помолом в шаровой мельнице, продолжительность помола 14 часов (до остатка на сите №0056 0.15-0.3%). Составы помольных смесей представлены в таблице 1.
Таблица 1
Составы помольных смесей (мас. ч.)
|
Состав |
Г-10 |
Г-15 |
Г-20 |
Г-25 |
Г-30 |
|
Фритта 13-14 |
58.5 |
55.25 |
52 |
48.75 |
45.5 |
|
Отход «АМК» |
6.5 |
9.75 |
13 |
16.25 |
19.5 |
|
Вода |
35 |
35 |
35 |
35 |
35 |
Глазурь наносили на керамические изделия методом полива. Обжиг производили в селитовой печи (в течение 30 мин. с выдержкой 6 мин.) в интервале температур 880 – 10000С, с шагом 300С. Наиболее качествен-ные покрытия фиолетового цвета для облицовочных плиток и декора-тивных керамических изделий были у состава Г-15 температура обжига - 9400С, ТКЛР – 5.6*10-6 град-1, блеск – 72 %, термостойкость – 1700С, микротвердость – 4900 МПа. Пористый стеклокристаллический матери-ал получали по порошковой технологии с использованием CaCO3 в ка-честве газообразователя, при анологичных условиях термообработки. Закристаллизованный материал имеет фиолетовую окраску и характе-ризуется пористостью в пределах 38-60%, высокой термостойкостью (4000С) и механической прочностью (12 МПа).
При синтезе цветных стекол нами было установлено, что для получения устойчивого цвета, а также регулирования физико-механических свойств материалов важное значение имеет координационное состояние ионов металла переменной валентности.
Данные ИК-спектральных исследований термообработанных стекол, содержащих окрашивающие добавки, показали, что ионы кобальта присутствуют в их структуре в виде двухвалентных катионов, чем обу-словлено создание устойчивого фиолетового цвета.
Анализ проведенных исследований показал:
• Изменение температуры термообработки с 880 до 10000С ведет к изменению цвета от светло-голубого к насыщенному темно-фиолетовому.
• Увеличение количества отхода с 10 до 30 % изменяет цвет покры-тий от голубого до темно-синего, дальнейшее увеличение количест-ва отхода, вводимого в состав помольной смеси, ведет к кристалли-зации и матовости стекол при их термообработке. Такие составы, представляют интерес при производстве метлахских плиток и по-ристых СКМ используемых в автомобилестроении в качестве фильтрующих элементов, к которым обычно не предъявляются вы-сокие требования по эстетико-потребительским свойствам.
Оптимальные образцы, имея хорошие эксплуатационные и физико-химические свойства, не содержит специальных дорогостоящих краси-телей. В качестве красящего вещества используются отходы производ-ства катализаторов Горловского комбината «Стирол», что позволяет снизить стоимость готовых изделий.
