ДЕКОРАТИВНЫЙ СТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ
(51) 7 C03C10/06
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Статус: по данным на 07.12.2007 - прекратил действие
--------------------------------------------------------------------------------
(21) Заявка: 2002111493/03
(22) Дата подачи заявки: 2002.04.29
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2002.04.29
(45) Опубликовано: 2004.08.27
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 1502502 A1, 23.08.1989.
SU 420582 A, 25.03.1974.
SU 1744916 A1, 27.05.1986.
RU 2026836 C1, 20.01.1995.
GB 2186566 A, 19.08.1987.
(72) Автор(ы): Лазарева Е.А. (RU); Козлов Ю.И. (RU); Магомедов М.Г. (RU); Мамаева Ю.С. (RU); Воробьев А.С. (RU); Агальцов А.Н. (RU); Приходько Н.Ю. (RU)
(73) Патентообладатель(и): Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) (RU); Общество с ограниченной ответственностью научно- производственная коммерческая фирма "Партнер" (RU)
Адрес для переписки: 346428, Ростовская обл., г. Новочеркасск, ГСП-1, ул. Просвещения, 132, ЮРГТУ (НПИ), ОИС
(54) ДЕКОРАТИВНЫЙ СТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ
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.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
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 502-586С. [Саркисов П. Д.//Сигран - новый декоративный строительный материал: Сб. науч. тр. / ВНИИЭСМ. М., 1983. Сер.11. Вып.1. С. 15].
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 1000oС.
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