Черное стекло

 

Использование: для производства облицовочных материалов. Сущность изобретения: черное стекло содержит, мас.%: оксид кремния 65,93 - 67,24, БФ SiO₂ ; оксид алюминия 0,92 - 0,96, БФ Al₂O₃ ; оксид железа 1,95 - 3,29, БФ Fe₂O₃ ; оксид кальция 8,51 - 8,88, БФ CaO; оксид бария 2,31 - 2,38, БФ BaO; оксид калия 2,95 - 3,04, БФ K₂O ; оксид натрия 13,97 - 16,0, БФ Na₂O ; оксид мышьяка 0,28 - 0,29, БФ As₂O₃ ; оксид сурьмы 0,28 - 0,29, БФ Sb₂O₃ ; сера 0,25 - 0,8, БФ S^2- . ТКЛР стекла (103,2-105)·10^-7 1°С, микротвердость 720-740 кг/мм² . Стекла варят в электропечах. 3 табл.

Изобретение относится к стекольной промышленности и может быть использовано в качестве декоративного облицовочного материала, в частности декоративно-облицовочной плитки.

Известно черное стекло следующего состава, мас.%: SiO₂ 57,00-63,00 Fe₂O₃ 2,83-3,30 MgO 2,08-2,45 TiO₂ 0,44-0,50 K₂O 2,28-2,45 Al₂O₃ 7,28-8,20 CaO 8,48-8,70 Na₂O 3,47-16,30 SO₃ 0,14-0,15 Недостатком этого стекла является высокая плотность, что утяжеляет изделия, а также высокая стоимость из-за значительных добавок соды и кварцевого пека (в сумме до 45%) и невозможного использования отходов стекольного производства.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является состав стекла, мас.%: SiO₂ 45-72,00 Al₂O₃ 1,00-20,00 CaO 0,01-11,00 R₂O 17,00-24,00 MnO 0,75-6,5 Cr₂O₃ 0,10-2,0 Fe₂O₃ 0,03-3,50 BaO до 5% As₂O₃ или Sb₂O₃ до 0,6% Недостатком этого стекла является высокий КТЛР (114.10-7 1/^оС), низкая микротвердость (665 кг/мм2), высокая стоимость, а также невозможность варки в электропечах. Невозможность варки в электрических печах объясняется тем, что для варки стекол применяются электропечи с молибденовыми электродами, которые легко окисляются расплавами, содержащими оксиды Mn и Сr. При этом оксид марганца восстанавливается до Mn²⁺, который стекло не окрашивает. Остается только зеленая краска от Cr и Fe, т.е. теряется сама суть изобретения - получение черного стекла.

Цель изобретения - снижение КТЛР, повышение микротвердости и обеспечение возможности варки стекла в электропечах.

Поставленная цель достигается тем, что стекло содержит, мас.%: SiO₂ 65,93-67,24 Al₂O₃ 0,92-0,96 Fe₂O₃ 1,95-3,19 CaO 9,51-8,88 BAO 2,31-2,38 K₂O 2,95-3,04 Na₂O 13,97-16,00 Ab₂O₃ 0,28-0,29 Sb₂O₃ 0,28-0,29 S^2- 0,25-0,38 Шихта для получения стекла состоит из боя очковых стекол БОК-3 (89-97% ), железной окалины (2,1-3,5%), соды (1,5-2,5%), серы (0,1-0,3%), графита (0,15-0,18% ). Основной материал шихты - стеклобой. Железная окалина и сера вводятся для образования в стекле сульфидов железа, являющихся интенсивными красителями стекла.

Графит вводится для создания восстановительной среды, обеспечивающей образование сульфидов железа. Добавка соды необходима для растворения красителя в расплаве стекла.

Конкретные составы стекол приведены в табл. 1.

Состав боя очковых стекол приведен в табл. 2.

Стекла варили в газовой лабораторной печи в 2-литровых кварцевых тиглях при 1400^оС в течение 2,5 ч. При указанных режимах варки наблюдалась хорошая степень провара однородное распределение красителя по объему расплава.

Цвет стекла - интенсивно черный.

Расплавы из тиглей отливали на плиту с последующим отжигом в емкость с холодной водой. На отожженных плитках определяли свойства стекла. Полученный стеклогранулят использовали для изготовления стеклянной облицовочной плитки по методу спекания в производственной туннельной печи.

В результате на предлагаемых составах получены непрозрачные черные плитки с огнеполированной поверхностью. Непрозрачность обеспечивалась интенсивностью окраски. Свойства полученных стекол приведены в табл.3.

Доступность и низкая стоимость стеклобоя и железной окалины, незначительные добавки соды, серы и графита позволяют широко использовать предлагаемые составы в производстве декоративно-облицовочной плитки. Из приведенных данных видно, что у заявляемого стекла КТР ниже, а микротвердость выше, чем у стекла прототипа.

Формула изобретения

ЧЕРНОЕ СТЕКЛО, включающее SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, CaO, BaO, K₂O, Na₂O, As₂O₃, Sb₂O₃, отличающееся тем, что, с целью снижения ТКЛР, повышения микротвердости и обеспечения возможности варки стекла в электропечах, оно дополнительно содержит S^2- при следующем соотношении компонентов, мас.%: SiO₂ 65,93 - 67,24 Al₂O₃ 0,92 - 0,96 Fe₂O₃ 1,95 - 3,19 CaO 8,51 - 8,88 BaO 2,31 - 2,38
K₂O 2,95 - 3,04
Na₂O 13,97 - 16,0
As₂O₃ 0,28 - 0,29
Sb₂O₃ 0,28 - 0,29
S^-2 0,25 - 0,38

РИСУНКИ

Рисунок 1