Высокотемпературные неорганические пигменты
Ответственные исполнители темы:
1. Минин Роман Владимирович, зав. лабораторией гетерогенных металлических систем, старший научный сотрудник, кандидат технических наук (waserman@yandex.ru, тел. +7(3822)492-294)
2. Радишевская Нина Ивановна, старший научный сотрудник, кандидат технических наук (osm.ninaradi@yandex.ru, тел. +7(3822)492-294)
3. Назарова Анастасия Юрьевна, научный сотрудник, кандидат технических наук (osm.nazarova@yandex.ru, тел. +7(3822)492-294)
Пигменты – это высокодисперсные вещества, нерастворимые в дисперсионных средах (олифах, лаках, воде, органических растворителях, и др.) и обладающие ценным комплексом физических, химических и технологических свойств, позволяющих использовать их для получения декоративных и защитных покрытий различного назначения.
Объем выпуска высокотемпературных пигментов отечественного производства в последние годы составил лишь ~2% от всех пигментов, реализующихся на российском рынке. В то же время ежегодно прирост импорта керамических пигментов в РФ составлял в среднем 15-20 %. Наиболее крупными странами-производителями пигментной продукции являются Германия, Италия, Испания, Китай, США, Индия.
В настоящее время к пигментам предъявляются повышенные требования. Они должны не только удовлетворять всё возрастающим эстетическим запросам населения, защищать изделия от коррозии, но и соответствовать требованиям экологического законодательства. Активно растущий в последние годы потребительский спрос на высококачественные пигменты широкого цветового спектра для производства изделий различного технологического и бытового назначения стимулирует развитие пигментной промышленности
В ТНЦ СО РАН Разработаны новые способы получения неорганических высокотемпературных пигментов в мелкодисперсном состоянии (1-15 мкм) для применения в различных областях промышленности:
- Керамические краски: основа для надглазурных красок, майоликовых глазурей и т.п., температура применения пигмента 700-1300°C;
- Керамика: окрашивание глазурей, ангобов и т.п., температура применения пигмента более 1000°C;
- Стекло: основа для стекольных красок, температура применения пигмента не более 700°C;
- Пластик: окрашивание акрилового лака, SBS полимеров для 3D-принтинга, декоративных изделий из пластмассы для строительно-ремонтных работ и различных дизайнерских решений.
Полученные неорганические пигменты свето- и химически стойки, в зависимости от состава выдерживают температуры ~700÷1400 ºС, поэтому их можно применять не только в составе надглазурных и подглазурных красок для керамических, фаянсовых, фарфоровых изделий, но и в порошковом окрашивании металлических изделий. Пигменты могут быть использованы для окраски пластмасс, что делает их пригодными для 3D-печати. Они могут использоваться в составе пожаробезопасных декоративных керамических покрытий на основе алюмофосфатных связок, акриловых лаков, что делает их пригодными для применения в различных дизайнерских решениях.
В ходе совместных работ с промышленным партнером (ПО «Копыловская керамика») были установлены наиболее оптимальные составы высокотемпературных неорганических пигментов, разработанных в ТНЦ СО РАН, а также цветных ангобных и торкретирующих покрытий на их основе для производства окрашенного керамического кирпича.
Установлено, что покрытия обладают хорошей адгезией к керамическому материалу, интенсивной и равномерной окраской, а также достаточно высокой стойкостью к механическим повреждениям. Оптимальная толщина слоя покрытия составляет 100-200 мкм, что соответствует расходу суспензии ангоба 5-6 г на один кирпич.
Анализ данных, полученных в испытательной лаборатории отдела технического контроля, показал, что наличие ангобного покрытия различных цветов и составов на поверхности керамического кирпича не оказывает негативного воздействия на основные технические и эксплуатационные характеристики готового изделия.