Надглазурные краски

КЕРАМИЧЕСКИЕ КРАСКИ

Керамические краски представляют собой либо пигменты, приплавляемые к поверхности глазурованных изделий легкоплавкими флюсами, либо пигменты, наносимые на утельный черепок и закрепляемые последующим глазурованием и обжигом.

Приготовление керамических красок заключается либо в образовании окрашенных силикатов, алюминатов, алюмосиликатов, твердых растворов алюминатов либо в использовании растворов или суспензий окрашенных благородных металлов.

В состав керамических красок входят: красящий компонент (пигмент), стеклообразующий компонент (флюс) и оттеночный компонент. Основным компонентом керамических красок являются пигменты, которые характеризуются укрывистостью, стойкостью против химического действия и высоких температур, светостойкостью и маслоемкостью (см. предыдущую лекцию). Окраска пигментов возникает благодаря избирательному поглощению кристаллической решеткой пигмента волн той или иной длины. В качестве флюсов используются легкоплавкие фритты (Тпл=900 ^оС), а также глазури и полевые шпаты (при декорировании фарфора и каменного товара). В качестве оттеночных средств используют прокаленный молотый кварц, обожженный каолин, фарфоровый боя, оксиды алюминия, цинка, титана, магния, церия, олова или циркония.

По характеру применения керамические краски подразделяют на:

- надглазурные (краски «малого огня»);

- подглазурные (краски «большого огня»);

- внутриглазурные (межглазурные).

Характеристика	Тип краски
подглазурные	надглазурные	межглазурные
Применяемый флюс	Фритта, глазурь	Прозрачное легкоплавкое стекло, бесцветная фритта	Легкоплавкое стекло, фритта
Среда для нанесения	Декстрин+вода Глицерин+вода	Вязкие масла	Вязкие масла
Поверхность изделия	Высушенная или обожженная	глазурованная	Глазурованная
Температура закрепления, ^оС	1000-1400	600-900	1250-1280 1350-1400
Вид печного оборудования	Печь политого обжига	Муфельная электрическая	Высокотемпе-ратурная скоростная
Палитра	Узкая	широкая	Средняя
Стойкость к истиранию	Высокая	средняя	высокая

НАДГЛАЗУРНЫЕ КРАСКИ

Надлазурные краски представляют собой тонкие смеси керамических пигментов с легкоплавкими стеклами, называемыми флюсами, в примерной пропорции 4:1. Флюс вводится в состав краски для ее закрепления на глазурованной поверхности изделий, придания ей необходимого блеска и прочного соединения с глазурью. Флюсы представляют собой аморфные легкоплавкие сплавы кремнекислых солей, щелочных и щелочноземельных металлов с глиноземом или другими соединениями. Флюсы должны обладать невысокой температурой размягчения, быть хорошо сплавленными, иметь равномерную структуру во всей массе расплава и не иметь инородных включений и непроплавленных участков. Состав надглазурных красок и номера флюсов приведены в табл.2.

Таблица 2 -Состав надглазурных красок, %, и номера флюсов

Краска	Флюс	Состав пигмента
Номер	%
Темно-синяя Голубая Бирюзовая Темно-зеленая Сиреневая Розовая Красная Оранжевая Пурпуровая Розовая Светло-коричневая Коричневая Темно-коричневая Черная	75/3 80/12 80/7 20/32 83/27 83/27 83/27 83/27 77/18 85/18 80/2 80/2 82/100 67/100		2ZnO·CoO Al2O3·ZnO·CoO Al2O3·ZnO·CoO·Cr2O3 Al2O3·ZnO·CoO·Cr2O3 SnO2·CoO· SiO2·PbO·Cr2O3 SnO2·PbO·Cr2O3 CdS·CdSe CdS·CdSe·7CdS SnO2·Au + Ag Каолин + Аu + Ag ZnO·FeO ZnO·FeO·K2O ZnO·FeO·CoO CoO·Cr2O3·FeO

В результате обжига при температуре 790—830°С флюсы плавятся и закрепляют пигменты на поверхности глазури. Составы флюсов довольно разнообразны, отдельные виды пигментов требуют специальных составов для прочного закрепления их накерамических изделиях. Для каждой краски необходимо подобрать такой флюс, который бы соответствовал свойствам краски и не действовал бы разрушающе на краситель.

В основном флюсы представляют собой свинцовые, свинцово-борные, щелочные, щелочноземельные и свинцовые алюмо-боросиликаты (табл.3). Как видно из табл.3, все флюсы содержат значительное количество окислов свинца РbО, т. е. являются токсичными. В связи с этим давно стоит задача снижения в флюсах содержания РbО или его полного исключения. Решение такой задачи весьма сложно, так как РbО, содержащийся во флюсах, обладает некоторыми ценными свойствами, которые трудно достичь введением других компонентов. К ценным свойствам относятся низкая температура плавления, малое поверхностное натяжение, невысокий коэффициент расшире­ния и высокая лучепреломляемость,обусловливающая блеск и яркость красок. По этой причине, несмотря на большое количество патентов и предложений, бессвинцовые флюсы до сих пор не нашли практического применения.

Обычные надглазурные керамические краски на основе флюсов № 3, 2 и 34 послеобжига на изделиях не обладают достаточной стой­костью к действию слабых кислот и оснований. Они выдерживают обработку в 4%-ной уксусной кислоте при комнатной температуре всего лишь в течение 3 ч.

Флюсы № 12 и 110 относятся к кислотостойким и краски на их основе выдерживают указанную обработку уже в течение 24 ч. Одна и та же надглазурная краска может иметь на изделиях разную кислотостойкость в зависимости от температуры обжига и длительности воздействия температуры. Как отмечалось выше, при обжиге надглазурных красок легкоплавкий флюс расплавляется, растворяя при этом часть поверхностного глазурного слоя, благодаря чему при охлаждении флюс становится более кислотостойким.

Таблица 3 – Состав и температура плавления флюсов

№ флюса	Масса	Температура плавления, °С
Pb2O4	SiO2	H3BO3	Na2B2O4	ZnO	Al2O3	K2CO3	CaCO3	TiO2	LiCO3	ZrO2	(NH4)2MgO	Полевой шпат	Плавиковый шпат	T1	T2	T3
	67,37 35,05 27,7 65,11 49,65 75,5 34,85 35,15 50,73 57,85	22,14 33,85 35,1 15,27 18,27 12,50 33,47 30,8 18,60 29,88	- - - - 9,0 - - 12,50 7,09 7,16 - -	10,49 21,33 13,9 10,36 16,75 - 10,28 10,38 17,10 -	- - - 5,68 2,0 - - - 5,66 5,72 - 3,51	- - - 4,28 4,9 - - - 4,26 4,3 - 2,37	- - - - - - - - - - -	- - - - 2,4 - - - - - - 2,37	- - - - - - 3,38 - - 2,02 3,45 2,37	- - - - - - 1,13 - 4,39 4,43 1,15 1,84	- - - - - - 6,76 - - - 6,9 -	- - - - - - 2,03 - - - - -	- - - - - 9,26 - - - - - -	- - - - - - 2,03 - - - 2,07 -

Обжиг фарфора или фаянса, декорированного надглазурными красками, должен производиться в окислительной, среде, так как восстановительные газы разрушают многие керамические пигменты и флюсы. Обжиг необходимо также проводить в отсутствие паров воды (от кладки печей, от огнеупорного припаса и др.), вследствие того что пары способствуют кристаллизации флюсов и краски становятся матовыми. Такой вид брака часто называют запаркой. При обжиге керамических красок в печном канале должна быть хорошая тяга для быстрого удаления летучих паров и продуктов сгорания от органических связующих, вызывающих разрушение некоторых флюсов и красок.

К надглазурным краскам предъявляются жесткие гигиенические требования по содержанию вредных и токсичных веществ. Безопасность этих красок оценивают по их устойчивости

к действию уксусной кислоты. Вредными являются соединения свинца, бария, кадмия и селена.

Требования, предъявляемые к надглазурным краскам:

1) цвет и оттенок красок, нанесенных нормальным слоем, обожженных в окислительной среде в течение 10-12 минут при соответствующей данной краске температуре, должны отвечать цвету и оттенку испытуемого номера краски вэталонной палитре или коллекции красок.

2) Влажность сухого порошка краски не должна превышать 0,3%;

3) Остаток на сите 10000 отв\см² должен быть не более 0,2 %;

4) Температура обжига испытуемой краски не должна выходить за рамки температурного интервала, установленного для данной группы красок;

5) Надглазурные каски, закрепленные обжигом должны обладать кислотостойкостью по отношению к 3-% уксусной кислоте при ее действии в течение 3 часов при комнатной температуре

Дата добавления: 2015-10-16