Начало раздела Производственные, любительские Радиолюбительские Авиамодельные, ракетомодельные Полезные, занимательные	Хитрости мастеру Электроника Физика Технологии Изобретения	Тайны космоса Тайны Земли Тайны Океана Хитрости Карта раздела
Использование материалов сайта разрешается при условии ссылки (для сайтов - гиперссылки)

ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2152971
ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩАЯ КЕРАМИЧЕСКАЯ КРАСКА ДЛЯ ДЕКОРИРОВАНИЯ ФАРФОРА,
КЕРАМИКИ И ХРУСТАЛЯ

Имя заявителя: Грязев Владимир Федотович; Лебедев Анатолий Николаевич; Лебедева Ольга Михайловна; Альбрехт Владимир Генрихович; Тимофеев Николай Иванович
Имя изобретателя: Грязев В.Ф.; Лебедев А.Н.; Лебедева О.М.; Альбрехт В.Г.; Тимофеев Н.И.
Имя патентообладателя: Грязев Владимир Федотович; Лебедев Анатолий Николаевич; Лебедева Ольга Михайловна; Альбрехт Владимир Генрихович; Тимофеев Николай Иванович
Адрес для переписки: 620219, г.Екатеринбург, ул. Бардина 28, Дом техники, к.232, Екатеринбургский Союз научных и инженерных организаций, президенту Союза Лебедеву А.Н.
Дата начала действия патента: 1998.11.30

Описывается золотосодержащая керамическая краска для декорирования фарфора, керамики и хрусталя, содержащая резинаты золота, висмута, хрома и родия, канифоль и нитробензол, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит хлорбензол при следующем соотношении компонентов, мас.%: порошок резината золота (органическое соединение золота, содержащее 50%металлического золота) - 16-32, 6%-ный раствор резината висмута - 6-12, 3,3%-ный раствор резината хрома - 1,7-3,5, 5%-ный раствор резината родия - 0,35-0,70, канифоль - 5-30, нитробензол - 28-32, хлорбензол - 15-20. Технический результат - предотвращение осаждения металлического золота из краски и устранение ее загустевания при использовании и хранении.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к области керамических красок, предназначенных для декорирования глазурованных фарфоровых, фаянсовых, стеклянных и хрустальных изделий. Декорировка служит для украшения изделий, чтобы оживить их поверхность хорошо подобранной гаммой красок, подчеркнуть или дополнить характерные черты и особенности.

К керамическим краскам предъявляются определенные требования. Они не должны образовывать осадка при длительном хранении, растекаться при нанесении рисунка на глазурованные и стеклянные изделия, должны быть достаточно вязкими и в то же время свободно сходить с кисти или пера, образуя ровную поверхность.

Краска, нанесенная на изделия, должна достаточно быстро сохнуть, а образующаяся при обжиге пленка иметь устойчивость в окислительной атмосфере печи, а и блеск, соответствующий эталону, не должна стираться в процессе эксплуатации. Кроме того, краски должны соответствовать утвержденным санитарно-гигиеническим нормам.

Известен состав (см. автор. свидетельство СССР N 15778094, МКИ С 03 С 17/44, C 09 D 121/00, 5/28, публ. 15.07.90, БИ N 26) керамической краски для декоративной отделки изделий из фарфора и керамики, включающий резинат висмута, резинат титана и резинат кобальта, резинат хрома, нитробензол, скипидар и хлороформ при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

• Резинат висмута - 5,5-8,3
• Резинат титана - 3,1-6,3
• Резинат кобальта - 8,8-11,4
• Резинат хрома - 14,8-20,8
• Скипидар - 27,3-50,1
• Нитробензол - 16,9-24,1
• Хлороформ - 0,8-1,8

Указанный состав краски обеспечивает возможность обжига декоративных изделий при 1020-1050^oC, краска стабильна при хранении, обеспечивает быстрое высыхание изделий и получение покрытий бирюзового цвета.

Однако этот состав после обжига декорированных изделий не дает зеркально золотистой поверхности, которая значительно улучшает художественное восприятие изделия и ценится покупателем.

Такую поверхность дают керамические краски, содержащие в своем составе золото в виде химического соединения. Известен золотосодержащий состав керамической краски, который наиболее близок к заявляемому изобретению и выбран нами в качестве прототипа.

Этот состав краски был разработан на Дулевском лакокрасочном заводе и в настоящее время широко используется в отечественной фарфоровой промышленности (ТУ 17 РСФСР 0303830-014-91). Состав краски подробно описан в литературе (см. Мартынов М. А. Визир В.А. "Технология производства керамических красок". М. , Гостехиздат, 1966. стр 126-133, или Визир В.А., Мартынов М.А. "Керамические краски", Киев, изд-во "Техника", 1964, стр. 128, или Туманов С.Г. "Препарат жидкого золота для стекла и фарфора", "Стекло и керамика" N6, 1961 г.).

Наиболее детально технология приготовления и состав керамической краски описаны в упомянутой статье Туманова С.Г. в журнале "Стекло и керамика", на основании которой мы и даем ниже описание ПРОТОТИПА. Золотосодержащую керамическую краску в фарфоровой промышленности принято называть препаратом жидкого золота, далее мы принимаем эту терминологию.

Содержание металлического золота в дулевском препарате обычно колеблется от 10-12% до 15%. Процесс приготовления препарата достаточно сложен.

Состав компонентов дулевского препарата следующий, г:

• Порошок резината золота (органическое соединение золота, содержащее 50%металлического Au) - 240
• 6%-ный раствор резината висмута - 90
• 3,3%-ный раствор резината хрома - 25,25
• 5%-ный раствор резината родия - 5,25

"Эфир" добавляется в количестве, необходимом для приготовления 1000 г 12%-ногопрепарата золота. При этом состав "Эфира"следующий, мас.%:

• Канифоль - 25,73
• Нитробензол - 2,57
• Скипидар - 27,44
• 2%-ный раствор резината висмута - 3,09
• Хлороформ - 41,17

Резинат золота - это сложное органическое соединение золота. Для его получения требуемое количество хлорно-аммонийной соли золота растворяют в этиловом спирте и далее приливают расчетное количество сернистого бальзама, после чего проходит выпадение трудно растворимого осадка органического соединения золота типа C₁₀H₁₆S · AuCl₃.

6%-ный раствор резината висмута готовят следующим образом. В расплавленную канифоль добавляют расчетное количество основного нитрата висмута Bi₃(ОН)₆(NO₃)₃. Далее в расплав канифоли добавляют требуемое количество нитробензола и скипидара. Раствору дают отстояться, после чего его фильтруют через шелковое сито, а через 10-15 дней декантируют в специальную емкость.

3,3%-ный раствор резината хрома готовят следующим образом. В расплавленную канифоль вводят порциями расчетное количество хлористого хрома, затем приливают требуемое количество скипидара и нитробензола. Далее раствор охлаждают, фильтруют, отстаивают 10-15 дней и декантируют в специальную емкость.

5%-ный раствор резината родия готовят следующим образом. Расчетное количество треххлористого родия (RhCl₃4H₂O) растворяют в этиловом спирте и далее после выдержки добавляют необходимое количество сернистого бальзама. Образующийся осадок органического соединения родия промывают этиловым спиртом и сушат при температуре 35-40^oC. Далее высушенный осадок резината растворяют в нитробензоле и получают требуемый раствор.

Известный (дулевский) препарат жидкого золота обладает равномерной растекаемостью, хорошо "держит" контур рисунка и легко стекает с кисти на глазурованную поверхность изделия. После обжига изделий с нанесенным на них препаратом золота получается ровная зеркально-блестящая золотая пленка, обладающая достаточной износостойкостью в процессе эксплуатации.

Оттенки и прочность пленки золота зависят от содержания золота в препарате и от добавок в незначительных количествах других металлов - висмута, хрома и родия, играющих роль флюсов и блескообразователей.

Однако существенным недостатком известного препарата жидкого золотаявляется его склонность к загустеванию и осаждению металлического золота, прогрессирующие во времени и серьезно осложняющие его применение на конвейерах фарфоровых заводов. Это обусловлено следующими причинами.

Присутствие в составе препарата хлороформа вызывает восстановление металлического золота из его органического соединения и постепенное осаждение из раствора в виде тяжелого мелкодисперсного осадка. Восстановительное осаждение золотанесколько замедляется присутствием в препарате нитробензола, выполняющего роль мягкого окисляющего агента.

Наличие скипидара в определенной пропорции с хлороформом определяет вязкотекучесть препарата, которая важна при нанесении рисунка на поверхность изделия.

Хлороформ обуславливает и быстрое высыхание нанесенного на изделие рисунка, но в процессе хранения препарата или при использовании на конвейере фарфорового завода хлороформ постепенно испаряется, а это приводит к чрезмерному загустеванию препарата и невозможности его дальнейшего использования. Загустевание препарата усугубляется еще и тем, что оставшийся в процессе испарения хлороформа скипидар не способен удержать в растворе сколько-нибудь значительное количество резината золота и, таким образом, золото из гомогенного раствора переходит в осадок.

Все это требует частого и тщательного перемешивания препарата в процессе его использования или разбавления с целью поддержать в достаточно текучем состоянии, что создает значительные технологические сложности на фарфоровых заводах при окраске изделий.

Кроме того, дулевский препарат жидкого золота в силу своего специфического состава обладает сильным устойчивым запахом входящих в его состав растворителей.

Таким образом, в составе известного (дулевского) препарата жидкого золота обнаруживается техническое противоречие между его признаками и достигаемым эффектом. В этом случае нельзя быть уверенным в получении препарата, отвечающего всем предъявленным к нему требованиям. Тем более, при существующем в нашей стране монополизме на производство препарата жидкого золота на Дулевском лакокрасочном заводе препарат приходится заказывать заранее, транспортировать службой спецсвязи на фарфоровые заводы, разбросанные по всей стране, и хранить перед использованием.

Эти негативные особенности известного препарата заставили авторов изобретения критически подойти к рецептуре и технологии его изготовления, произвести поиск причин ухудшения качества известного препарата.

Целью изобретения является устранение осаждения металлического золота из препарата, загустевания его и улучшение органолептических свойств.

Указанный технический результат достигается тем, что в препарат жидкого золота, содержащий резинаты золота, родия, висмута и хрома, канифоль и нитробензол, вводят хлорбензол при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Порошок резината золота (органическое соединение золота, содержащее 50% металлического золота) - 16-32

6%-ный раствор резината висмута - 6-12

3,3%-ный раствор резината хрома - 1,7-3,5

5%-ный раствор резината родия - 0,35-0,7

Канифоль - 5-30

Нитробензол - 28-32

Хлорбензол - 15-20

Кроме того, в готовый препарат жидкого золота для улучшения его органолептических свойств вводятся ароматизирующие добавки, например ванилин.

Характеристика и способы приготовления резината золота, 6%-ного раствора резината висмута, 3,3%-ного раствора резината хрома, 5%-ногораствора резината родия приведены выше.

Сравнение составов препарата-прототипа и заявляемого препарата жидкого золотавыявило, что последний имеет следующие отличия:

• отсутствует так называемый "эфир", хотя такие компоненты эфира как канифоль и нитробензол имеют место, но в других количествах;
• отсутствуют скипидар и хлороформ, а вместо них содержится хлорбензол, но его количество не соответствует суммарному количеству хлороформа и скипидара.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения "новизна". Оно соответствует и критерию "изобретательский уровень".

Из уровня техники (см. приведенный выше анализ известных технических решений) следует, что ни одно их них не обеспечивает технический результат: предотвращение осаждения металлического золота из раствора и устранение загустевания препарата при его использовании и хранении. Благодаря предложенному авторами изобретения составу препарата такой результат достигается.

Хлорбензол хорошо растворяет резинат золота и не вызывает побочных окислительно-восстановительных превращений элементов препарата. Использование хлорбензола в заявляемом процентном соотношении позволяет исключить из технологического процесса так называемый "Эфир", являющийся многокомпонентной смесью (раствор канифоли в смеси нитробензола, хлороформа и скипидара) и упростить процедуру растворения резината золота. При этом исчезает необходимость устанавливать очередность добавления к резинату золотаразличных растворителей и контролировать окислительно-восстановительный баланс системы.

Кроме того, меньшая летучесть и высокая растворяющая способность хлорбензола, а и отсутствие скипидара существенно снижают риск загустевания препарата. Наличие хлорбензола в препарате сохраняет его гомогенность во времени, а изменение его содержания от максимального до минимального приводит лишь к соответствующему изменению растекаемости и времени высыхания на поверхности изделия.

Для улучшения органолептических свойств препарата авторы изобретения ввели в его состав в незначительном количестве ванилин. Испытание препарата на одном из фарфоровых заводов показало, что введение ванилина приблизило неожиданно запах препарата к запаху черемухи, о чем положительно отозвались работающие на конвейере художники.

Из вышеописанного следует, что между существенными признаками изобретения и достигаемым результатом существует новая причинно-следственная связь.

Заявляемое изобретение является промышленно применимым. В настоящее время спроектирован участок, смонтировано необходимое оборудование для промышленного выпуска препарата, описанного в предлагаемом изобретении. Необходимо и отметить, что предлагаемый авторами изобретения в качестве растворителя хлорбензол является доступным сырьем для производства препарата.

Пример приготовления жидкого препарата золота в соответствии с предлагаемым изобретением. Был приготовлен препарат с содержанием металлического золота 12%.

Вначале были изготовлены необходимые компоненты для приготовления препарата: сернистый бальзам, хлорно-аммонийная соль золота, резинаты золота, висмута, хрома и родия.

Сернистый бальзам. В стеклянную колбу емкостью 15 л заливали 10-12 лсвежеперегнанного скипидара и засыпали туда же 1-1,2 кг молотой черенковой серы. Раствор подогревали до 160^oC и выдерживали 4 ч. Жидкость при этом кипела и протекал процесс дистилляции. Процесс дистиляции заканчивали, когда собирали 22,9 вес.% отгона. Выход продукта составлял примерно 75%.

Хлорно-аммонийная соль золота. 120 гметаллического золота загружали в колбу с "царской водкой". Колбу нагревали до полного растворения золота, а затем отгоняли азотную кислоту, добавляя небольшими порциями соляную кислоту. Раствору давали охладится и добавляли стехиометрическое количество хлористого аммония. Полученный раствор упаривали досуха на водяной бане и получали белый порошок хлорно-аммонийной соли.

Резинат золота. Полученную хлорно-аммонийную соль золота загружали в емкость с этиловым спиртом из расчета 5 г спирта на 1 г золота. После растворения соли в спирте приливали сернистый бальзам (из расчета 3,5 г бальзама на 1 г золота). Процесс образования нерастворимого осадка - резината золотапротекал с разогревом в течение 1,5 час. После образования резината дополнительно вводили 3-4 л спирта и хорошо размешивали. Смеси давали отстояться и раствор декантировали, а оставшийся осадок резината золота промывали на фильтре горячей водой и спиртом, после чего сушили. Содержание металлического золота в резинате составляло 50%.

Резинат висмута. Канифоль (1 кг) расплавляли и нагревали до 210-220^oC. Затем в расплав канифоли порциями добавляли 220 г основного нитрата висмута. После чего нагрев прекращали и в расплавленную канифоль вводили при перемешивании необходимое количество нитробензола. Раствору давали отстояться, после чего его фильтровали через шелковое сито. Далее раствору снова давали отстояться и декантировали в специальную емкость. Таким образом получали 6%-ный раствор резината висмута.

Резинат хрома. Канифоль (1 кг) расплавляли при 170 -180^oC. В расплав вводили 300 гхлористого хрома и повышали температуру до 210-220^oC. Затем нагрев прекращали и при перемешивании вливали малыми порциями необходимое количество нитробензола. После охлаждения раствор фильтровали, отстаивали и декантировали в специальную емкость. Таким образом, получали 3,3%-ный раствор резината хрома.

Резинат родия. К 200 г треххлористого родия приливали 2-3 л этилового спирта, через сутки раствор декантировали и приливали к нему 1100 г сернистого бальзама. Осаждение резината родия проводили в сушильном шкафу при 55-60^oCв течение 3-4 суток. Осадок резината родия промывали на фильтре этиловым спиртом и далее сушили при температуре 35-40^oC. После чего высушенный резинат родия растворяли в двойном (по весу) количестве нитробензола Из указанной навески треххлористого родия получали около 1200 г 5% раствора резината родия.

ПРИГОТОВЛЕНИЕ ПРЕПАРАТА. Для приготовления 1 кг 12%-ного препарата золота брали 240 г 50%-ногопорошкообразного резината золота и при перемешивании растворяли его в 3000 мл перегнанного хлорбензола. Полученному раствору давали отстояться в течение 5-6 сут,а затем осторожно его декантировали с гелеобразного осадка. После чего определяли содержание золота в растворе и загружали 300 г нитробензола (30% от массы препарата), далее отгоняли в вакууме избыточный хлорбензол до его содержания около 17% от массы препарата.

К полученному концентрату последовательно добавляли 90 г 6%-ного раствора резината висмута (9% от массы препарата) 26,3 г 3,3%-ногораствора резината хрома (2,63% от массы препарата) 5,2 г 5%-ного раствора резината родия (0,52% от массы препарата) и 170 г (17% от массы препарата) канифоли, после чего перемешивали смесь до поучения гомогенного раствора.

Полученному раствору давали отстояться в течении суток и проводили его фильтрацию через шелковый или капроновый фильтр до полного отсутствия взвешенных частиц. В готовом препарате определяли содержание золота, вводили в него ароматическую добавку ванилин и далее разливали препарат в стеклянные герметичные банки из оранжевого стекла.

Полученный таким образом препарат не загустевает при хранении и использовании, не образует осадка металлического золота, имеет приятный запах и соответствует всем предъявляемым к керамическим краскам техническим требованиям и утвержденным санитарно-гигиеническим нормам.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Золотосодержащая керамическая краска для декорирования фарфора, керамики и хрусталя, содержащая резинаты золота, висмута, хрома и родия, канифоль и нитробензол, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит хлорбензол при следующем соотношении компонентов, мас.%:

   • Порошок резината золота (органическое соединение золота, содержащее 50%металлического золота) - 16 - 32

   • 6%-ный раствор резината висмута - 6 - 12

   • 3,3%-ный раствор резината хрома - 1,7 - 3,5

   • 5%-ный раствор резината родия - 0,35 - 0,70

   • Канифоль - 5 - 30

   • Нитробензол - 28 - 32

   • Хлорбензол - 15 - 20

2. Золотосодержащая керамическая краска по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит синтетические ароматизирующие добавки.

Версия для печати
Дата публикации 16.11.2006гг

НОВЫЕ СТАТЬИ И ПУБЛИКАЦИИ
	Технология изготовления универсальных муфт для бесварочного, безрезьбового, бесфлянцевого соединения отрезков труб в трубопроводах высокого давления (имеется видео)
	Технология очистки нефти и нефтепродуктов
	О возможности перемещения замкнутой механической системы за счёт внутренних сил
	Свечение жидкости в тонких диэлектрических каналох
	Взаимосвязь между квантовой и классической механикой
	Миллиметровые волны в медицине. Новый взгляд. ММВ терапия
	Магнитный двигатель
	Источник тепла на базе нососных агрегатов