ДЕКОРАТИВНОЕ СТЕКЛО

RU (11) 2034804 (13) C1

(51) 6 C03C3/087, C03C4/02

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Статус: по данным на 07.02.2008 - прекратил действие

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 5065020/33
(22) Дата подачи заявки: 1992.08.10
(45) Опубликовано: 1995.05.10
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Авторское свидетельство СССР N 1278313, кл. C 03C 3/087, 1986. 2. Авторское свидетельство СССР N 1110762, кл. C 03C 3/095, 1981.
(71) Заявитель(и): Институт геологии Карельского научного центра РАН
(72) Автор(ы): Лебедева Г.А.; Озерова Г.П.
(73) Патентообладатель(и): Институт геологии Карельского научного центра РАН

(54) ДЕКОРАТИВНОЕ СТЕКЛО

Использование: в строительстве, а также для изготовления ювелирных изделий и сувениров. Декоративное стекло содержит, мас.%: оксид кремния 48,8-63; оксид титана 2-14,8; оксид алюминия 0,03-14,8; оксид железа 0,01-2,81; оксид железа 0,01-4,3; оксид марганца 0,01-13,5; оксид магния 0,01-3,14; оксид кальция 0,03-31; оксид натрия 0,01-23,09; оксид калия 0,03-13,5. Температура варки стекла 1250-1320°С; щелочестойкость к 35% NaOH 95,3-97,8%; кислотостойкость в 20% HCl 92-99,3%. 3 табл.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к составам декоративных стекол и может быть использовано в качестве облицовочного материала в строительстве, а также поделочного материала в ювелирной промышленности.

Известен состав декоративного стекла, содержащий компоненты в следующем количестве, мас. SiО2 44,4-52,4; Аl2О3 15,0-17,1; СаО 12,8-13,7; МgО 0,4-0,7; Nа2О 3,8-4,3; К2О 0,8-3,9; Fе2О3 1,6-2,4; FеО 0,3-0,6; ТiО2 11,4-14,5; SrО 0,1-0,2; Р2О5 0,7-1,5 [1]

Температура варки стекла 1350-1400оС, вырабатывают стекломассу при 1150-1250оС, отжиг стекла протекает при 600-650оС. Удельный вес 2,68-2,79, кислотостойкость в конц. Н2SО4 99,8-99,9, щелочестойкость в 35% NаОН 91-95,2, твердость по шкале Мооса 6,5, прочность на изгиб 775-840 кг/см2, тон яшмовидного узора в синих, бежевых, голубых, зеленых и других тонах.

Однако указанный состав имеет высокие температуры плавления и отжига, высокую вязкость расплава, что затрудняет выработку изделий. Кроме того, яшмовидный узор проявляется только на поверхности изделий, масса глушенного стекла имеет однотонную окраску.

Наиболее близким к предлагаемому является декоративное стекло, содержащее, мас. SiО2 43,9-54; Al2О3 10,8-13,5; СаО 10,2-14,8; МgО 0,5-0,6; Nа2О 3,4-4,3; К2О 1-1,2; Fе2О3 1,5-2,7; FеО 0,7-1,8; ТiО2 12,3-19,6; Се2О3 1-1,6; SrО 0,1-0,8 [2]

Температура варки этого стекла 1350-1450оС, кислотостойкость в концентрированной Н2SО4 90-92% в 20%-ной НСl 88-90% щелочестойкость в 35%-ной NаОН 88-93%

Техническим результатом изобретения является снижение температуры варки и повышение кислото- и щелочестойкости и расширение цветовой гамы коричневых, сиреневых и фиолетовых тонов.

Поставленная задача решена за счет того, что декоративное стекло, включающее SiО2, ТiО2, Аl2О3, Fе2O3, МgО, FеО, СаО, Nа2О, К2О, дополнительно содержит МnО при следующем соотношении, мас.

SiО2 48,8-63,0

ТiО2 2,0-14,80

Аl2О3 0,03-14,80

Fе2О3 0,01-3,81

FеО 0,01-4,30

МnО 0,01-13,50

МgО 0,01-3,14

СаО 0,03-31,0

Nа2О 0,01-23,09

К2О 0,03-13,50

В качестве сырья используются горные породы и продукты их переработки: известь, геллифлинта, отходы обогащения железной руды; стеклобой тарный и кваpцевый и, кроме того, следующие химические реактивы: марганцовокислый калий КМnО4, пиролюзит МnО2, жидкое стекло с модулем SiО2/Nа2О=3, диоксид титана ТiО2; химический состав сложных сырьевых компонентов приведен в табл.1.

Стекло изготавливают по обычной технологии: шихту плавят в течение 2-2,5 ч при 1250-1320оС, а отжиг стекла протекает полностью при 550-580оС. Конкретные составы стекол приведены в табл.2, свойства стекол в табл.3.

Из данных табл.2 и 3 следует, что стекла составов 1-10 объемно глушатся в процессе выработки и отжига без дополнительной термообработки, имеют огненно-полированную поверхность и узорчатый рисунок с окраской в бежевых, светло- и темно-коричневых, черных, сиреневых, фиолетовых (различных оттенков) тонах.

Объемное глушение осуществляется вследствие ликвации стекол. Ликвация фазовое расслоение стекла протекает благодаря определенному соотношению ингредиентов и наличию в составе катализаторов ликвационного процесса ТiО2, МnО. При этом фазовое расслоение осуществляется в направлении формирования высококремнеземистой матрицы, имеющей высокую коррозионную стойкость к сильным агрессивным средам типа 20% -ной НСl, которая изолирует неустойчивую фазу, формирующую капли, от воздействия агрессивных сред и обусловливает высокую химическую стойкость стекол.

Цвет и интенсивность окрашивания зависят от количества оксида марганца. При содержании до 6,30% МnО2 глушеное стекло имеет в основном коричневые оттенки от бежевого со светло-коричневыми и редкими сиреневыми прожилками (примеры 1-4) до желто-оранжевого с коричневыми и редкими сиреневыми прожилками (пример 5), также черные с темно- и светло-коричневыми, сиреневыми и фиолетовыми прожилками (примеры 6, 8 и 10).

При больших количествах оксида марганца отчетливо проявляются сиреневые и фиолетовые разводы (примеры 7 и 9).

Интенсивность окраски марганцем повышается с увеличением количества оксидов щелочных металлов: Nа2О (примеры 5 и 8), К2О (пример 7), а также СаО (примеры 7 и 8). При этом при высоком содержании марганца (13,5%) прожилки фиолетового и сиреневого цветов переходят в яркие фиолетовые разводы, а стекло окрашивается в серо-сиреневый цвет (пример 7).

Таким образом, предложенное составы позволяют получить глушеные декоративные стекла с высокой кислотостойкостью в соляной кислоте. Стекла имеют широкую цветовую гамму в бежевых, коричневых, сиреневых, фиолетовых тонах, огненно-полированную поверхность, что исключает необходимость дополнительной полировки.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

ДЕКОРАТИВНОЕ СТЕКЛО, включающее SiO2, TiO2, Al2O3, Fe2O3, FeO, MgO, CaO, Na2O, K2O, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит MnO при следующем соотношении компонентов, мас.

SiO2 48,8-63,00

TiO2 2,0-14,80

Al2O3 0,03-14,80

Fe2O3 0,01-3,81

FeO 0,01-4,30

MgO 0,01-3,14

CaO 0,03-31,0

Na2O 0,01-23,09

K2O 0,03-13,50

MnO 0,01-13,50