RU2029746C1

RU2029746C1 - Charge for producing black pigment

Info

Publication number: RU2029746C1
Authority: RU
Inventors: Н.Н. Тимохин; М.Д. Нерсесян; И.П. Боровинская
Original assignee: Институт структурной макрокинетики РАН
Priority date: 1992-08-31
Filing date: 1992-08-31
Publication date: 1995-02-27

Abstract

FIELD: building materials production. SUBSTANCE: charge to produce black pigment has chromium oxide, nickel oxide, and chromium with stoichiometry needed to produce chromium/nickel spinel. Interaction of components follows reaction: CrO₃+Cr+NiO = NiCr₂O₄+Q. Pigment characteristics: maintain color stability at temperature of annealing up to 1600 C 99.2 per cent stability to HCl, 99.9 per cent water resistance. EFFECT: temperature stability, acid stability, water resistance.

Description

Изобретение относится к производству строительных материалов, оно может быть использовано для создания черного пигмента преимущественно для керамических изделий. The invention relates to the production of building materials, it can be used to create black pigment mainly for ceramic products.

Известна шихта для получения керамического пигмента черного цвета, включающая компоненты при следующем их соотношении, мас.%: Fe₂O₃ 27-36; Cr₂O₃ 31-34; Co₂O₃ 22-25; MnO₂ 5-6; ZnO 4-5; Na₂SO₄ 2-3 [1].Known mixture to obtain a ceramic pigment of black color, including components in the following ratio, wt.%: Fe ₂ O ₃ 27-36; Cr ₂ O ₃ 31-34; Co ₂ O ₃ 22-25; MnO ₂ 5-6; ZnO 4-5; Na ₂ SO ₄ 2-3 [1].

Недостаток пигмента заключается в низкой устойчивости цвета при высоких температурах обжига изделий. The disadvantage of pigment is the low color stability at high firing temperatures of products.

Наиболее близким к предложенному является керамический пигмент черного цвета, включающий, мол. %: NiO 0,4-1; CuO 0-0,5; MnO 0-0,6; Fe₂O₃0,2-0,8; Cr₂O₃ 0,2-0,8; Mn₂O₃ 0-0,4; Al₂O₃ 0-0,15; Y₂O₃ 0-0,15; причем NiO + CuO + MnO = 1, Fe₂O₃ + Cr₂O₃ + Mn₂O₃ + Al₂O₃ + V₂O₃ ≈ 1 [2].Closest to the proposed is a ceramic pigment of black color, including, say. %: NiO 0.4-1; CuO 0-0.5; MnO 0-0.6; Fe ₂ O ₃ 0.2-0.8; Cr ₂ O ₃ 0.2-0.8; Mn ₂ O ₃ 0-0.4; Al ₂ O ₃ 0-0.15; Y ₂ O ₃ 0-0.15; moreover, NiO + CuO + MnO = 1, Fe ₂ O ₃ + Cr ₂ O ₃ + Mn ₂ O ₃ + Al ₂ O ₃ + V ₂ O ₃ ≈ 1 [2].

Недостатками известного пигмента являются сложный состав и длительность получения пигмента - 2 ч. The disadvantages of the known pigment are the complex composition and the duration of the pigment is 2 hours

Технический результат заключается в упрощении состава и в сокращении времени получения пигмента. The technical result consists in simplifying the composition and in reducing the time for obtaining pigment.

Для этого шихта для получения пигмента черного цвета содержит оксиды хрома и никеля и хром при стехиометрическом соотношении компонентов. For this, the mixture for producing a black pigment contains chromium and nickel oxides and chromium with a stoichiometric ratio of components.

Сущность изобретения заключается в следующем. The invention consists in the following.

Готовят шихту из смеси порошков оксида хрома, оксида никеля и хрома в стехиометрическом соотношении в соответствии с химической реакцией. Смесь помещают в реактор и инициируют реакцию горения методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Взаимодействие компонентов смеси протекает по следующей основной реакции с получением продукта черного цвета:
CrO₃ + Cr + NiO = NiCr₂O₄ + Q где Q - теплота реакции.A mixture is prepared from a mixture of powders of chromium oxide, nickel oxide and chromium in a stoichiometric ratio in accordance with the chemical reaction. The mixture is placed in a reactor and a combustion reaction is initiated by self-propagating high-temperature synthesis. The interaction of the components of the mixture proceeds according to the following main reaction to obtain a black product:
CrO ₃ + Cr + NiO = NiCr ₂ O ₄ + Q where Q is the heat of reaction.

Полученный по реакции материал представляет собой прочно спеченный сплавленный продукт. The material obtained by the reaction is a solidly sintered fused product.

Поскольку шихта состава CrO₃ + Cr + NiO является экзотермичной и локальным воспламенением смеси инициируется реакция самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, время сокращения до нескольких минут. В процессе реакции развивается температура 2500-3000^оС.Since the mixture composition CrO ₃ + Cr + NiO is exothermic and local ignition of the mixture, a reaction of self-propagating high-temperature synthesis is initiated, the reduction time is up to several minutes. During the reaction temperature develops 2500-3000 ^C.

Использование экзотермической реакции позволяет вести синтез шпинели без постоянного подогрева внешними источниками энергии и получать однородный по составу целевой продукт. Using an exothermic reaction allows spinel synthesis to be carried out without constant heating by external energy sources and to obtain a target product with a uniform composition.

Рентгенофазовый и химический анализы показывают, что продукт состоит из фаз хромникелевой шпинели и примесей оксидов хрома, в том числе оксид хрома CrO₃ в количестве до 3 мас.%. Полученный спек размалывают до размеров прохождения частиц через сито 10000 отв/см². Полученный пигмент в количестве 3-% мас.% вводят в глазурную массу, которую наносят на изделие. Полученный из спека пигмент сохраняет устойчивый черный цвет при температурах обжига изделий, он может быть использован при температурах обжига до 1600^оС.X-ray phase and chemical analyzes show that the product consists of phases of chrome nickel spinel and impurities of chromium oxides, including chromium oxide CrO ₃ in an amount of up to 3 wt.%. The resulting cake is ground to the size of the passage of particles through a sieve of 10000 holes / cm ² . The obtained pigment in an amount of 3% wt.% Is introduced into the glaze mass, which is applied to the product. The resulting cake of the pigment maintains a stable black color when the firing temperature articles, it can be used at firing temperatures up to 1600 ^C.

Вследствие высокой температуры синтеза пигмента, в его составе практически нет примесей, разлагающихся при низких температурах, поэтому на глазурованных поверхностях, окрашенных этим пигментом, нет таких эффектов, как накол, не происходит вскипания глазури при обжиге. Кроме того, фракцию пигмента 40-100 мкм используют в качестве составной части порошковой композиции для изготовления покрытий методом плазменного напыления с коэффициентом излучения не менее 0,92 при 600^оС.Due to the high temperature of the synthesis of the pigment, there are practically no impurities in it that decompose at low temperatures, therefore, on glazed surfaces painted with this pigment, there are no effects such as pricking, and the glaze does not boil during firing. In addition, a pigment fraction of 40-100 μm is used as an integral part of the powder composition for the manufacture of coatings by plasma spraying with an emissivity of at least 0.92 at 600 ^about C.

Продукт имеет значительную кислотостойкость к 1 н.HCl - 99,2% и устойчивость к воде до 99,9%. The product has a significant acid resistance to 1 N. HCl - 99.2% and resistance to water up to 99.9%.

Claims

MIXTURE FOR PRODUCING BLACK PIGMENT, containing chromium oxide and nickel oxide, characterized in that it contains CrO ₃ and additionally chromium as a chromium oxide with a stoichiometric ratio of components to obtain nickel chrome nickel spinel NiCr ₂ O ₄ .