Патент на изобретение №2235073

(54) ДЕКОРАТИВНЫЙ СТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области создания декоративных стеклокристаллических материалов на основе отходов металлургической промышленности. Технический результат – утилизация отходов промышленности, получение сравнительно дешёвого декоративного материала насыщенного тёмно-синего цвета с высокими механическими и термическими свойствами, предназначенный для применения в промышленности строительных материалов. В декоративном стеклокристаллическом материале, включающем шлаковый отход, соду – Na₂CO₃ и жидкое стекло, используют шлаковый отход металлургической промышленности, имеющий следующий состав, мас.%: Ni – 72-75, Со – 2-5, Al – 15-20, Fe, Si ,Cu, Mg, Cr, In, Nb – остальное, и дополнительно буру Na2B4O₇·10H₂О при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный шлаковый отход – 30-75, бура – 13-26, сода – 7-24, жидкое стекло – 5-20.

Изобретение относится к области создания декоративных стеклокристаллических материалов на основе отходов металлургической промышленности.

Известен стеклокристаллический материал – квазикерам, полученный на основе доменных шлаков; первоначально он предназначался для изготовления столовой посуды, однако позже нашел применение для изготовления изоляторов, оконных парапетов, ступеней лестниц и т.п. [Стрнад З. Стеклокристаллические материалы/Пер. с чеш. И.Н.Князевой/Под ред. Б.Г.Варшала. – М.: Стройиздат, 1988. – 256 с.].

Также известен сигран (синтетический гранит). Основной кристаллической фазой сиграна является волластонит, обеспечивающий материалу высокие физико-химические, механические и декоративные свойства. Так, прочность на сжатие составляет 500-550 МПа, ТКЛР – 80-8510^-7 К^-1, термостойкость 502-586

Однако декоративные свойства этого материала, в частности цвет – цвет гранита – значительно сужает область применения сиграна именно в качестве декоративного материала.

В качестве прототипа может служить декоративный стеклокристаллический материал, включающий, мас.%: смесь фосфорного шлака, фосфогипса, песка и соды – 25-75, стеклобой – 8-20, раствор жидкого стекла – 5-7 [а.с. СССР № 1502502 А1, опубл. 23.08.1989].

Недостатками прототипа являются низкая прочность на сжатие и отсутствие насыщенного цвета из-за малого количества окрашивающих оксидов.

Задачей данного изобретения является синтез сравнительно дешевого цветного декоративного стеклокристаллического материала на основе отходов промышленности, имеющего насыщенный цвет при высоких показателях механических и термических свойств.

Данная задача решена посредством разработки декоративного стеклокристаллического материала темно-синего цвета, предназначенного для применения в промышленности строительных материалов, содержащего шлаковый отход, буру, соду и жидкое стекло.

В декоративном стеклокристаллическом материале, включающем шлаковый отход, соду – Na₂CO₃ и жидкое стекло, используют шлаковый отход металлургической промышленности, имеющий следующий состав, мас.%: Ni – 72-75, Со – 2-5, Al – 15-20, Fe, Si,Cu, Mg, Cr, In, Nb – остальное, и дополнительно буру Na₂B₄O₇·10H₂O при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Указанный шлаковый отход 30 – 75

Бура 13 – 26

Сода 7 – 24

Жидкое стекло 5 – 20.

Декоративный стеклокристаллический материал имеет темно-синий насыщенный цвет, высокие показатели механических и термических свойств.

Для достижения указанной цели в состав шихты вводится шлаковый отход металлургической промышленности яркого синего цвета следующего состава, мас.%: Ni – 72-75, Со – 2-5, Al – 15-20, Fe, Si, Cu, Mg, Cr, In, Nb – остальное. Температура производственного процесса 2500-3000С. Охлаждение естественное на воздухе. При этом решается важнейшая экологическая проблема – утилизация твердых отходов промышленности. Кроме того, использование шлакового отхода значительно удешевляет технологию декоративных стеклокристаллических материалов, применяемых в промышленности строительных материалов.

Для снижения температуры синтеза материала в состав шихты вводится смесь буры и соды наряду с жидким стеклом.

Пример 1.

Декоративный стеклокристаллический материал может быть получен тщательным приготовлением шихты и варки последней в аллундовых тиглях в электрической печи с силитовыми нагревателями при температуре 1000-1150С. Время выдержки при максимальной температуре 1 час. Изделия формируются отливкой в формы. Затем изделия подвергаются термической, механической и химической обработке с целью улучшения декоративных функциональных и эксплуатационных характеристик.

Для испытания взята шихта, мас.%:

Шлаковый отход 30

Бура, Na₂B₄O₇·10H₂O 26

Сода, Nа₂СО₃ 24

Жидкое стекло 20

Полученный материал имеет яркий синий цвет. Термостойкость материала составляет 900С.

Температурный коэффициент линейного расширения – 90·10^-7 К^-1. Прочность на удар – 20 МПа. Прочность на сжатие – 500 МПа. Блеск – металлический, R=20%.

Пример 2.

Шихта, мас.%:

Шлаковый отход 40

Бура, Na₂B₄O₇·10H₂O 24

Сода, Nа₂СО₃ 16

Жидкое стекло 20

Полученный материал имеет насыщенный синий цвет и стеклокристаллическую структуру. Термостойкость материала составляет 950С. Температурный коэффициент линейного расширения – 80·10^-7 К^-1. Прочность на удар – 50 МПа. Прочность на сжатие – 550 МПа. Блеск – металлический, R=30%.

Пример 3.

Шихта, мас.%:

Шлаковый отход 75

Бура, Na₂B₄O₇·10H₂O 13

Сода, Nа₂СО₃ 7

Жидкое стекло 5

Полученный материал имеет насыщенный темно-синий цвет и стеклокристаллическую структуру. Термостойкость материала составляет 1000^oС.

Температурный коэффициент линейного расширения – 7610^-7 К^-1. Прочность на удар – 70 МПа. Прочность на сжатие – 600 МПа. Блеск – металлический, R=35%.

Формула изобретения

Декоративный стеклокристаллический материал, включающий шлаковый отход, соду – Na₂CO₃ и жидкое стекло, отличающийся тем, что в качестве шлакового отхода используют шлаковый отход металлургической промышленности, имеющий следующий состав, мас.%: Ni 72-75, Со 2-5, Al 15-20, Fe, Si, Cu, Mg, Cr, In, Nb остальное, и дополнительно буру Na₂B₄O₇·10H₂O при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Указанный шлаковый отход 30-75

Бура 13-26

Сода 7-24

Жидкое стекло 5-20

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 30.04.2004

Извещение опубликовано: 20.09.2006 БИ: 26/2006