CS240724B1 - The preparation of a blue-green zirconia ceramic pigment - Google Patents
The preparation of a blue-green zirconia ceramic pigment Download PDFInfo
- Publication number
- CS240724B1 CS240724B1 CS846643A CS664384A CS240724B1 CS 240724 B1 CS240724 B1 CS 240724B1 CS 846643 A CS846643 A CS 846643A CS 664384 A CS664384 A CS 664384A CS 240724 B1 CS240724 B1 CS 240724B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- blue
- pigment
- green
- zirconium
- molybdenum
- Prior art date
Links
Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Způsob přípravy modrozeleného keramického pigmentu, Jehož základem je křemičitan zirkoničitý se zirkonuvou strukturou a jehož každá částice je vybarvená do výsledného modrozeleného odstínu. Výchozí směs obsahuje vedle chromoforu v podobě vanadičných iontů, také ionty molybdenové. Odstín lze regulovat vzájemným poměrem molybdenových a vanadičných iontů ve výchozí směsi. Pigment je vhodný k vybarvování keramických glazur, včetně vysokoteplotních, do modrozeleného barevného odstínu.Method for preparing a blue-green ceramic pigment, the basis of which is zirconium silicate with a zirconium structure and each particle of which is colored to the resulting blue-green shade. The starting mixture contains, in addition to the chromophore in the form of vanadium ions, also molybdenum ions. The shade can be regulated by the mutual ratio of molybdenum and vanadium ions in the starting mixture. The pigment is suitable for coloring ceramic glazes, including high-temperature ones, to a blue-green shade.
Description
Vynález se týká způsobu přípravy modrozeleného keramického· pigrrtentiu zirkonového typu. Umocňuje syntézu; pigmentutyr^a-w řevném odstínu, který'byl' dosud dosahován míšením dvou odděleně-připravených pig-— mentů různých odstínů — modrého a zeleného.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a process for preparing a blue-green ceramic zirconium type pigrrtentium. Enhances synthesis; pigmentuty a- r ^ w revN shade který'byl 'hitherto achieved by mixing two separately-prepared pig-- ments of different colors - blue and green.
K nejkvalitnější.m keramickým pigmentům patří pigmenty zirkonového typu. Stabilní a intenzívně zbarvený modrý zirkonový pigment je znám. Přitom, vzhledem k nutnosti míšení pigmentů při přípravě modrozeleného odstínu, je třeba k zajištění dobré homogenity a reprodukovatelnosti barevného odstínu v glazuře, aby oba pigmenty byly stejného typu. Příprava stabilního a dostatečně barevně sytého zeleného· pigmentu čistě zirkonového typu však není dosud vyřešena.Zircon type pigments are among the best quality ceramic pigments. A stable and intensely colored blue zircon pigment is known. In view of the necessity of mixing the pigments in the preparation of the blue-green shade, it is necessary to ensure that the two shades are of the same type in order to ensure good homogeneity and reproducibility of the color shade in the glaze. However, the preparation of a stable and sufficiently colored green pigment of the purely zircon type is not yet solved.
Při přípravě modrého keramického pigmentu zirkonového typu se vychází ze směsi, obsahující zpravidla ve stechiometrickém poměru oxid zirkoničitý a křemičitý, chromofor v podobě vanadičnanu amonného nebo oxidu vanadičného a mineralizátor, kterým jsou nejčastěji alkalické halogenidy. Výpalem této směsi vzniká pigment tvořený mikrokrystalky křemičitanu zirkoničitého se zirkonovou strukturou. Jsou zbarveny ionty vanadu, které jsou ve čtyřmocné formě jako substituční nenabité poruchy na místě zirkonia (VZl.x), do sytě modrého barevného· odstínu. Míšením tohoto pigmentu s pigmentem stabilního a sytého zeleného barevného odstínu a aplikace jejich směsi do glazury by bylo možné dosáhnout modrozeleného zbarvení. Známý je zelený pigment zirkonového typu, při jehož přípravě se opět vychází ze směsi základních výchozích oxidů — zirkoničitého a křemičitého — mineralizátoru a chromoforu, kterým je nejčastěji oxid chromitý nebo sloučenina chrómu, která na oxid při výpalu směsi přechází. Při tvorbě zirkonovýcb mikrokrystalků potom do nich částečky zbarveného oxidu chromitého· „vzrůstají“ (jsou jimi obalovány) a dodávají jim zelené zbarvení. Intenzita zeleného odstínu, způsobená těmito zirkonovými částicemi, které jsou dostatečně stabilní při aplikaci do vysokoteplotních glazur, je však poměrně nízká. Známá je také příprava zeleného pigmentu výpalem směsi oxidů zirkoničitého, křemičitého a vanadičného na vysoké teploty 1 200 až 1 500 °C, přičemž směs částečně zreaguje na křemičitan zirkoničitý. Stupeň zreagování je však nízký, a tím je nízká i stabilita pigmentu při aplikaci do· roztavené glazury. Jde o směsný pigment, obsahující částice křemičitanu zbarvené modře a částice oxidu zirkoničitého s povrchově naabsorbovanými oxidy vanadu, které mají zbarvení žluté. Výsledný odstín je potom zelený, avšak právě žlutě zbarvená složka pigmentu je v glazuře méně stabilní.The preparation of the blue ceramic zirconium pigment is based on a mixture, which usually contains, in a stoichiometric ratio, zirconia and silica, a chromophore in the form of ammonium vanadate or vanadium oxide, and a mineralizer, which are most often alkaline halides. Burning of this mixture produces a pigment formed by zirconium silicate microcrystals with a zircon structure. They are stained with vanadium ions, which are in tetravalent form as a substitute uncharged disorder at the zirconium site (V Z1 x ), to a deep blue hue. By mixing this pigment with a pigment of a stable and saturated green hue and applying their mixture to the glaze, it would be possible to achieve a blue-green color. Known is a green zirconium-type pigment, whose preparation is again based on a mixture of the basic starting oxides - zirconium and silica - mineralizer and chromophore, which is most often chromium oxide or chromium compound, which is converted to oxide when the mixture burns. In the formation of zirconium microcrystals, the particles of colored chromium trioxide "grow" (enveloped) in them and give them a green color. However, the intensity of the green shade caused by these zirconia particles, which are sufficiently stable when applied to high temperature glazes, is relatively low. It is also known to prepare a green pigment by firing a mixture of zirconium, silica and vanadium oxides at high temperatures of 1200 to 1500 ° C, the mixture partially reacting to zirconium silicate. However, the degree of reaction is low, and thus the stability of the pigment when applied to the molten glaze is also low. It is a mixed pigment containing blue silicate particles and zirconia particles with surface-absorbed vanadium oxides having a yellow color. The resulting shade is then green, but the yellow-colored pigment component is less stable in the glaze.
Vynález umožňuje přípravu stabilního keramického pigmentu zirkonového typu, intenzívně zbarveného dó .m^rp^elepého odstínu nikóljv^jakd směs‘dvou pigmentů, ale •jako i^giněntu jednoho, jehož každá částice je samostatně zbarvená do výsledného *Sdstínu. Podstata přípravy pigmentu podle vynálezu spočívá v tom, že se smísením jednotlivých· Složek za sucha připraví výchozí směs, obsahující hmot. 47 až 56 % oxidu zirkoničitého, 21 až 25,5 % oxidu křemičitého, 4 až 8 % hexafluorokřemičitanu sodného, 2 až 3,5 °/o hydroxidu lithného (vzorce LiOH . H2O), 1 až 2,8 % chloridu sodného, 4 až 8 % vanadičnanu amonného nebo 3,1 až 6,2 % oxidu vanadičného a 4 až 15 % molybdenanu amonného [vzorce (NH4jeMo7024. . 4 HsO ] nebo 3,2 až 12,2 % oxidu molybdenového, s výhodou potom připravená smísením 50 až 53 % oxidu zirkoničitého, 22,5 až 24 % oxidu křemičitého, 5,5 až 6,5 % hexafluorokřemičitanu sodného, 2,5 až 3,1 hydroxidu lithného (vzorce L1OH.H2O), 1,6 až 2,2 % chloridu sodného, 4,5 až 6 % vanadičnanu amonného nebo 3,5 až 4,7 °/o oxidu vanadičného a 5 až 9 % molybdenanu amon* ného [vzorce (NH4)eMo7O24.4 HzO] nebo 4 až 7,3 % oxidu molybdenového. Tato směs se vypaluje rychlostí 3 až 20 °C/min na teplotu 600 až 850 °C, s výdrží na této teplotě po dobu 1 až 4 h (podle teploty v uvedeném intervalu, podle druhu použitého oxidu zirkoničitého a podle obsahu molybdenových iontů ve směsi). Při kalcinaci dochází k silnému mineralizačnímu působení hydroxidu lithného, hexafluorckřemičitanu sodného a chloridu sodného. Z molybdenanu amonného nebo oxidu molybdenového se od teploty 500 °C uvolňuje aktivní kyslík, který má také silné mineralizační účinky. To umožňuje reakci tvorby křemičitanu zirkoničitého se zirkonovou strukturou již při relativně nízké teplotě výpalu. Stejně tak přechází vanad z vanadičnanu, respektive oxidu vanadičného· do čtyřvalemtního stavu, také za uvolňování aktivního kyslíku. Vana•dičité a molybdeničité ionty se potom zachycují ve struktuře vznikajícího křemičitanu, jako substituční nenabité poruchy na místě zirkonia — VZr x, MoZrx. Porucha VZrx způsobuje intenzívní modré zabarvení mikrokrystalků křemičitanu, kdežto porucha MoZrx je nebarevná a ina barevném odstínu se v této fázi přípravy pigmentu nijak neprojevuje. Po skončení výpalu se výpalek promyje vodou za horka, s výhodou potom zředěnou minerální kyselinou za horka. Tím se odstraní především alkalické složky výpadku, které by při dalším tepelném zpracování pigmentu podle vynálezu mikrokrystalky křemičitanu rozkládaly. Promytý pigment se potom přežíhá při teplotě vyšší než 1 200 °C po dobu alespoň 10 min; pro použití do glazur s teplotou glazování vyšší než 1200 °C se s výhodou tento přežah pigmentu neprovádí. Při teplotě vyšší než 1 200 °C dochází k přechodu části modře barvících nenabitých poruch VZrx na kladině nabité po240724 ruchy typu VZr, které dávají křemičitanu zelený barevný odstín. Výsledkem je potom modrozelený odstín zirkoinových mikrokrystalků a tedy modrozelený pigment. Změnu náboje poruch způsobených ionty vanadu, umožňují právě ionty molybdenu, přítomné také jako poruchy ve struktuře křemičitanu. Podle vzájemného poměru vanadičných a molybdenových iontů ve výchozí směsi lze měnit modrozelený odstín pigmentu.The invention makes it possible to prepare a stable, zirconium-type ceramic pigment, intensely colored to an admixed nickel shade as a mixture of two pigments, but also to one, each particle of which is individually colored to the resulting shade. The essence of the preparation of the pigment according to the invention is that by dry blending of the individual components, a starting mixture containing by weight of the composition is prepared. 47 to 56% zirconia, 21 to 25.5% silica, 4 to 8% sodium hexafluorosilicate, 2 to 3.5% lithium hydroxide (LiOH, H2O), 1 to 2.8% sodium chloride, 4 up to 8% ammonium vanadate or 3.1 to 6.2% vanadium pentoxide and 4 to 15% ammonium molybdate [formula (NH4 is Mo7024.4HsO)] or 3.2 to 12.2% molybdenum trioxide, preferably prepared by mixing 50 up to 53% zirconium dioxide, 22.5 to 24% silica, 5.5 to 6.5% sodium hexafluorosilicate, 2.5 to 3.1 lithium hydroxide (Formula L1OH.H2O), 1.6 to 2.2% sodium chloride, 4.5 to 6% ammonium vanadate or 3.5 to 4.7% vanadium pentoxide and 5 to 9% ammonium molybdate [formula (NH4) eMo7O24.4 HzO] or 4 to 7.3% This mixture is fired at a rate of 3 to 20 ° C / min to a temperature of 600 to 850 ° C, and is held at this temperature for 1 to 4 h (depending on the temperature in said interval, depending on the type of oxide used) in the case of zirconium and according to the content of molybdenum ions in the mixture) During the calcination a strong mineralization effect of lithium hydroxide, sodium hexafluorosilicate and sodium chloride occurs. Ammonium molybdate or molybdenum trioxide releases active oxygen at a temperature of 500 ° C, which also has strong mineralization effects. This allows the reaction of zirconium silicate formation with the zirconium structure already at a relatively low firing temperature. Likewise, vanadium is converted from vanadate or vanadium pentoxide to the four-cylinder state, also with the release of active oxygen. The tubular and molybdenum ions are then trapped in the silicate structure as substitutional uncharged faults at the zirconium site - V Zr x , MoZr x . The defect VZr x causes intense blue coloration of the silicate microcrystals, whereas the MoZr x defect is uncoloured and does not show any color at this stage of pigment preparation. After the firing is complete, the firing is washed with hot water, preferably with dilute hot mineral acid. This eliminates, in particular, the alkaline failure components which would decompose the silicate microcrystals during further heat treatment of the pigment according to the invention. The washed pigment is then calcined at a temperature greater than 1200 ° C for at least 10 min; for use in glazes with a glazing temperature greater than 1200 ° C, this pigment overhang is preferably not carried out. At temperatures above 1200 ° C, a portion of the blue-stained uncharged VZr x faults transitions on a beam loaded with 240724 V-type Zr , which gives the silicate a green hue. The result is a blue-green tint of zirconia microcrystals and thus a blue-green pigment. Molybdenum ions, which are also present as silicates in the silicate structure, are able to change the charge of the vanadium ions. Depending on the ratio of vanadium and molybdenum ions in the starting mixture, the blue-green pigment shade can be varied.
V dalším jsou potom uvedeny výhody přípravy pigmentu podle vynálezu.The advantages of the preparation of the pigment according to the invention are described below.
Vynález umožňuje přípravu kvalitního, tepelně a chemicky vysoce stabilního keramického pigmentu zirkonového typu, intenzívně zbarveného do modrozeleného odstínu. Přitom je každý mikrokrystalek pigmentu samostatně zbarvený do výsledného odstínu. Nejde tedy o směs pigmentů a tak je při aplikaci zajištěna homogenita vybarvení glazur. Stupeň zreagovámí pigmentu na křemlčitan zirkoničitý je vysoký. Měněním vzájemného poměru MoVi a Vv iontů ve výchozí směsi lze měnit i barevný odstín pigmentu od převládajícího modrého, přes modrozelený až k převládajícímu zelenému. Teplota výpalu výchozí směsi, a tím i tvorba vlastního křemičitanu je vzhledem k obsahu mineralizujících složek poměrně nízká; při použití pigmentu do vysokoteplotních glazur, s teplotou glazování nad 1 200 stupňů Celsia není třeba provádět jeho samostatný přežah (nad teplotu 1 200 °Cj.The invention allows the preparation of a high-quality, thermally and chemically highly stable zirconium-type ceramic pigment intensely colored in blue-green. In this case, each pigment microcrystalline is individually colored to the resulting shade. Therefore, it is not a mixture of pigments and so application homogeneity of the glazes is ensured. The degree of pigment conversion to zirconium silicate is high. By varying the ratio of Mo V ia and V v ions in the starting mixture, the color shade of the pigment can be changed from the predominant blue through blue-green to the predominant green. The firing temperature of the starting mixture, and hence the formation of the silicate itself, is relatively low due to the mineralizing components; when using pigment in high temperature glazes, with a glazing temperature above 1200 ° C, it is not necessary to heat it separately (above 1200 ° Cj).
Příklad 1Example 1
100 g oxidu zirkoničitého (ZrOa — čištěný minerál haddeleyitj, 45 g oxidu křemičitého (SÍO2), 11,6 g hexafluorokřemičitanu sodného (NazSiF6), 5,4 g hydroxidu lithného (LiOH.HzO), 3,7 g chloridu sodného (NaCl), 10,7 g vanadičnanu amonného (NH4VO3) a 12,6 g oxidu molybdeincvého (M0O5) bylo smícháno za sucha a vypalováno v peci s náběhem 10 °C/min při teplotě 700 °C po dobu 2 h. Výpalek byl loužen za horka kyselinou chlorovodíkovou. Po oddělení dekantací a promytí vodou byl usušený pigment, obsahující 88 % křemičitanu zirkoničitého, zbarveného modře, přežíhán na teplotu 1 300 °C po dobu 20 .minut. Byl získán modrozelený pigment, použitelný k vybarvení keramických glazur, s libovolnou teplotou glazování, do modrozeleného barevného odstínu.100 g zirconium dioxide (ZrOa - purified haddeleyite mineral), 45 g silica (SiO2), 11.6 g sodium hexafluorosilicate (NazSiF6), 5.4 g lithium hydroxide (LiOH.H2O), 3.7 g sodium chloride (NaCl) , 10.7 g of ammonium vanadate (NH4VO3) and 12.6 g of molybdenum trioxide (M0O5) were dry blended and fired in an oven at 10 ° C / min at 700 ° C for 2 h. After separation by decantation and washing with water, the dried pigment containing 88% zirconium silicate, colored blue, was annealed to 1300 ° C for 20 minutes to obtain a blue-green pigment usable for coloring ceramic glazes with any glazing temperature. to blue-green.
Příklad 2 '20 g oxidu zirkoničitého (syntetický ZrOž], 9 g oxidu křemičitého (SIO2), 1,8 g hexafluorokřemičitanu sodného (Na2LSiF6j, 0,8 g hydroxidu lithného (LiOH. H2O), 0,6 g chloridu sodného (NaCl), 1,4 g oxidu vanadlčného (V2O5) a 2,2 g molybdénanu amonného [ (NH4)eMO7O24.4 H2O ] bylo smícháno za sucha a vypalováno v peci s náběhem 15 °C/ /miin při teplotě 650 °C, po dobu 3 h. Výpalek byl loužen za horka vodou a po oddělení filtrací býl získán modře zbarvený pigment, obsahující 85 % křemičitanu zirkoničitého, použitelný přímo k vybarvování vysokoteplotních keramických glazur (s teplotou glazování nad 1 200 °C j do- modrozeleného barevného odstínu.EXAMPLE '20 2 g of zirconia (ZrO synthetic] 9 g of silicon dioxide (SiO2), 1.8 g of sodium hexafluorosilicate (Na 2 SiF6j L, 0.8 g of lithium hydroxide (LiOH. H2O), 0.6 g of sodium chloride ( NaCl), 1.4 g of vanadium pentoxide (V2O5) and 2.2 g of ammonium molybdate [(NH4) eMO7O24.4 H2O] were dry blended and fired in an oven at 15 ° C / min at 650 ° C, The slurry was hot leached with water and after separation by filtration, a blue pigment containing 85% zirconium silicate was obtained, usable directly for coloring high-temperature ceramic glazes (with a glazing temperature above 1200 ° C as a blue-green color shade).
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS846643A CS240724B1 (en) | 1984-09-04 | 1984-09-04 | The preparation of a blue-green zirconia ceramic pigment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS846643A CS240724B1 (en) | 1984-09-04 | 1984-09-04 | The preparation of a blue-green zirconia ceramic pigment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS664384A1 CS664384A1 (en) | 1985-07-16 |
| CS240724B1 true CS240724B1 (en) | 1986-02-13 |
Family
ID=5413976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS846643A CS240724B1 (en) | 1984-09-04 | 1984-09-04 | The preparation of a blue-green zirconia ceramic pigment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS240724B1 (en) |
-
1984
- 1984-09-04 CS CS846643A patent/CS240724B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS664384A1 (en) | 1985-07-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2553151B2 (en) | Manufacturing method of encapsulated pigment | |
| CN1130318C (en) | Method for dyeing ceramic surfaces | |
| JP2848905B2 (en) | Gray-black encapsulated pigment and method for producing the same | |
| KR101054253B1 (en) | Method for preparing a green-ceramic pigment for reduction fire using copper oxide and a green ceramic thereof | |
| CN107500807B (en) | Preparation method of high-temperature-resistant green ceramic pigment | |
| Monrós et al. | Different kinds of solid solutions in the V2O5-ZrSiO4-NaF system by sol-gel processes and their characterization | |
| US2817595A (en) | Preparation of chalk resistant anatase pigment | |
| ES2204153T3 (en) | PROCEDURE FOR COLORING CERAMIC SURFACES. | |
| Monrós et al. | The stoichiometry of blue vanadium doped zircon obtained by sol-gel methods | |
| JPH0640728A (en) | Brown or grey sealed pigment and preparation thereof | |
| RU2255056C1 (en) | Blend for preparing ceramic orange-brown-color pigment | |
| US3166430A (en) | Iron ceramic pigment | |
| US5021092A (en) | Method for the preparation of gray-green pigments based on zirconium silicate/vanadium compounds and sodium compound | |
| US3560233A (en) | Process for producing zirconium-vanadium-silica pigment | |
| SU1413061A1 (en) | Blue colour ceramic pygment | |
| CS239870B1 (en) | A process for preparing a blue zirconia ceramic pigment | |
| CS269098B1 (en) | A method of preparing an intensely pink zirconium pigment with an orange tint | |
| US3589925A (en) | Ceramic pigments | |
| CS248541B1 (en) | Sedocerium zirconium pigment | |
| CS249454B1 (en) | A process for preparing a brown zirconium pigment containing tellurium ions | |
| CS246786B1 (en) | Brown-green chromium-containing pigment pigment | |
| US3539371A (en) | Ceramic pigments produced with the aid of peroxy compounds | |
| US3514303A (en) | Production of zirconium silicate pigments | |
| US3592673A (en) | Process for making ceramic coloring materials | |
| SU385988A1 (en) | METHOD OF OBTAINING TITANIUM NICKEL PIGMENT |