Анотація до роботи:

Кислична Р.І. Безфтористі безпігментні світлозабарвлені покриття. Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.11 – технологія тугоплавких неметалічних матеріалів. – Український державний хіміко-технологічний університет, Дніпропетровськ, 2006.

Захищаються результати експериментальних та теоретичних досліджень стосовно розробки та одержання безфтористих безпігментних світлозабарвлених емалевих покриттів з використанням адсорбційних і іонообмінних процесів, що протікають на стадії приготування емалевих шлікерів та випалу склопокриттів. Синтезовані склади боросилікатних малотитанових емалей та вивчені фізико-хімічні властивості фрит і склопокриттів.

Розроблений новий спосіб одержання і склади безпігментних світлозабарвлених (жовто-кремових, сіро-блакитних, салатних, оливкових, бірюзових) покриттів на основі синтезованої малотитанової (13,0 мас.% TiO₂) фрити яка має хорошу стабільність білизни в широкому температурному інтервалі випалу покриттів (770–860⁰С). Запропоновані раціональні параметри вдосконаленої ресурсо- і енергозберігаючої технології отримання світлозабарвлених емалевих покриттів.

Виявлена залежність оптичних і колірних характеристик покриттів від типу аніонних груп (сульфатів, хлоридів та нітратів) водорозчинних солей металів змінної валентності, встановлені оптимальна кількість сполук хрому, кобальту, міді і механізм отримання заданого кольору. Доказана можливість використання вогнетривких глинистих матеріалів Положського родовища з недосконалою структурою мінералу каолініту для приготування шлікерів білих і світлозабарвлених емалевих покриттів.

За допомогою математичної обробки експериментальних даних визначена зміна оптичних та колірних показників покриттів в залежності від кількості та співвідношення забарвлюючих сполук.

Промислові випробування розроблених склоемалевих безпігментних покриттів показали доцільність їх використання при емалюванні виробів господарчо-побутового призначення. Вдосконалена технологія одержання світлозабарвлених покриттів частково впроваджена на Дніпропетровському заводі електро-газового обладнання.

1. Аналіз технічної і патентної літератури, а також промислових технологій свідчить, що виготовлення світлозабарвлених емалевих покриттів є практично недосконалим як з технологічної, економічної, так і екологічної точки зору в зв'язку з застосуванням склофрит, які вміщують токсичний фтор, підвищені концентрації діоксиду титану і забарвлюючих оксидів металів змінної валентності, тобто виготовлення їх здійснюється за схемою: одна фрита – один колір.

2. На основі наукових положень про механізм глушіння титанових емалей та вплив складових компонентів на фізико-хімічні властивості їх стекол і склопокриттів синтезована нова безфториста малотитанова емаль, мас.%: 40,3 SiO₂; 17,2 B₂O₃; 13,3 TiO₂; 6,1 Al₂O₃; 14,3 Na₂O; 3,1K₂O; 0,6 MgO; 5,1 P₂O₅ з пониженою температурою випалу (770 – 830⁰С) для одержання як білих (КДВ = 82,7%; КДзВ = 93%), так і світлозабарвлених покриттів широкої колірної гами.

3. Вперше розроблений новий спосіб одержання світлозабарвлених емалевих покриттів стабільних кольорів, який відрізняється від діючого тим, що іонне забарвлення емалей відбувається не при їх варінні, а при випалі склошару, завдяки направленій адсорбції та іонного обміну між солями металів змінної валентності і мінеральними складовими емалевих шлікерів при їх приготуванні, а саме за схемою: одна фрита – різні кольори.

4. Вперше встановлені закономірності зміни оптичних та колірних характеристик світлозабарвлених покриттів від природи і концентрації солей металів змінної валентності в їх водно-глинистих суспензіях; кращі забарвлені покриття забезпечуються при введенні в емалеві суспензії наступних солей в таких концентраціях:

– для жовто-кремових покриттів – Cr₂(SO₄)₃6H₂O; CrCl₃6H₂O; Cr(NO₃)₃9H₂O (0,01–0,04 мас.ч. CrO₃);

– для сіро-блакитних – CoSO₄7H₂O; CoCl₂6H₂O; Co(NO₃)₂6H₂O (0,1–0,2 мас.ч. CoO);

– для салатних – CuSO₄5H₂O; CuCl₂2H₂O; Cu(NO₃)₂6H₂O; CuCO₃ (0,4- 1,12 мас.ч. CuO).

5. Встановлено, що на оптичні і колірні характеристики світлозабарвлених безфтористих емалевих покриттів неоднозначно впливають різні за природою аніони водорозчинних солей перехідних металів; визначено, що кращі композиції забарвлюючих сполук, які позитивно впливають на стабільність оптичних і колірних характеристик, забезпечуються з наступними аніонними групами:

– [SO₄]^2- – при сумісному введенні солей хрому та міді, а також кобальту та міді;

– [Cl]^- – при сумісному введенні солей кобальту і хрому;

– [NO₃]^- – при сумісному введенні солей хрому та міді, а також кобальту та міді.

6. Вперше досліджена і доказана можливість використання в технології емалювання положської каолінітової глини замість часів-ярської монотермітвмісної; встановлено, що глина ПЛГ-2, з недосконалою структурою мінерала каолініту, забезпечує хорошу покривну здатність емалевих шлікерів та фізико-хімічні властивості склопокриттів при введенні її на помел фрит в кількості 7,0 мас.ч.

7. Запропонований новий спосіб одержання світлозабарвлених склопокриттів і їх склади захищені патентами України (51109 А, 52310, 53213, 53214).

8. Вдосконалена технологія одержання світлозабарвлених емалевих покриттів широко випробувана у виробничих умовах, прийнята для використання і частково впроваджена на заводі електро-газового обладнання (м. Дніпропетровськ) при емалюванні деталей газових плит.

9. Результати дисертаційної роботи впроваджені в навчальний процес Українського державного хіміко-технологічного університету при підготовці спеціалістів і магістрів за фахом 8.0.91.60.6 "Хімічна технологія тугоплавких неметалічних і силікатних матеріалів".

Публікації автора:

1. Белый Я.И., Пономарчук С.М., Кисличная Р.И., Рыжова О.П. Легкоплавкая стеклоэмаль для окрашенных бесфтористых покрытий // Труды Украинского института стекла. – Константиновка, 1998. – С. 229-233.

Здобувачем розроблена емаль зі зниженою температурою випалу.

2. Білий Я.І., Нагорна Т.І., Пономарчук С.М., Кислична Р.І. Дослідження і вибір базових стекол для розробки безфтористих безпігментних кольорових покриттів. // Вопросы химии и химической технологии. – 2001. -– №6. – С. 42-45.

Здобувачем визначені базові склади стекол для отримання на їх основі кольорових покриттів, обґрунтовано вибір склооснови.

3. Науменко С.Ю., Белый Я.И., Пономарчук С.М., Кисличная Р.И. Бесфтористые титановые эмали. // Вопросы химии и химической технологии. – Днепропетровск (Украина). – 2003. – №5. – С.25-28.

Здобувачем проведені дослідження, які направлені на коригування складу безфтористої титанової емалі, встановлена позитивна дія полілужного ефекту на властивості емалей.

4. Нагорная Т.И., Белый Я.И., Пономарчук С.М., Кисличная Р.И. Об изменении цветовых характеристик беспигментных эмалевых покрытий добавками неорганических солей // Вестник национального технического университета "ХПИ". – Харьков, 2004. – №34. – С.68-71.

Здобувачем вивчений вплив неорганічних солей на зміну колірних характеристик покриттів.

5. Білий Я.І., Кислична Р.І., Пономарчук С.М., Науменко С.Ю Легкоплавкі безфтористі малотитанові емалеві покриття // Вопросы химии и химической технологии. – Дніпропетровськ., 2005. – №1. – С. 59-62.

Здобувачем здійснене коригування складу безфтористої титанової емалі для одержання її зі зниженим вмістом діоксиду титану.

6. Білий Я.І., Кислична Р.І., Пономарчук С.М., Науменко С.Ю., Нагорна Т.І. Про використання солей металів змінної валентності для іонного забарвлення емалевих покриттів // Вопросы химии и химической технологии. – Дніпропетровськ, 2005. – №2. – С.69-76.

Здобувачем здійснені дослідження, які направлені на розробку безпігментних світлозабарвлених покриттів різних пастельних кольорів за новим способом з використанням процесів адсорбції та іонного обміну в емалевих суспензіях.

7. Білий Я.І., Кислична Р.І., Пономарчук С.М., Науменко С.Ю., Нагорна Т.І. Безпігментні світлозабарвлені покриття сіро-блакитного кольору. // Вестник национального технического университета "ХПИ". – Харків, 2005. – №14. – С.145-151.

Здобувачем виконані дослідження, які направлені на вивчення впливу кобальтвмісних сполук на властивості шлікерів та світлозабарвлених покриттів, систематизовані експериментальні дані.

8. Білий Я.І., Кислична Р.І., Пономарчук С.М., Науменко С.Ю., Нагорна Т.І. Вплив солей міді на іонне забарвлення емалевих покриттів. // Новини науки Придніпров'я. – Дніпропетровськ (Україна), 2005. – №3. – С.3-7.

Здобувачем синтезовані безпігментні безфтористі покритття салатного кольору, забарвлені солями міді, та систематизовані одержані експериментальні дані.

9. Білий Я.І., Кислична Р.І., Пономарчук С.М., Науменко С.Ю. Безпігментні безфтористі покриття. Жовто-кремовий колір // Хімічна промисловість України. – Київ, 2005. – №5. – С.17-20.

Здобувачем визначений раціональний вміст солей хрому в емалевих суспензіях і вплив температури випалу на оптичні і колірні показники дослідних покриттів.

10. Пат. № 51109А Україна, МПК⁷ С 03 С 8/00, С 23 Д 5/02. Спосіб одержання світлозабарвлених емалевих покриттів на сталі / Я.І. Білий, С.М. Пономарчук, С.Ю. Науменко, Р.І. Кислична. (Україна). – № 2002010105; Заявлено 03.01.2002; Опубл. 15.11.2002, Бюл.№11.

Здобувачем розроблений спосіб отримання світлозабарвлених емалевих покриттів на сталі, заснований на адсорбційно-іонообмінних процесах, що відбуваються в водно-глинистих суспензіях, систематизовані експериментальні дані.

11. Пат. №52310 Україна, МПК⁷ С 03 С 8/00, С 03 С 1/04. Маса для одержання склоемалевих покриттів сіро-блакитних тонів / Я.І.Білий, С.М.Пономарчук, С.Ю.Науменко, Р.І.Кислична та ін. (Україна). – №2002042732; Заявл. 05.04.2002; Опубл. 15.09.2005, Бюл. №9.

Здобувачем здійснені дослідження, які направлені на можливість використання солей кобальту для одержання сіро-блакитних покриттів.

12. Пат. №53213 Україна, МПК⁷ С 03 С 8/00, С 03 С 1/00, 4/00. Маса для одержання склоемалевих покриттів салатних тонів / Я.І.Білий, С.М.Пономарчук, С.Ю.Науменко, Р.І.Кислична та ін. (Україна). – №2002042730; Заявл. 05.04.2002; Опубл. 15.09. 2005, Бюл. №9.

Здобувачем досліджена можливість використання солей міді для одержання салатних покриттів.

13. Пат. №53214 Україна, МПК⁷ С 03 С 8/00, С 03 С 1/04. Маса для одержання склоемалевих покриттів жовто-кремових тонів / Я.І. Білий, С.М.Пономарчук, С.Ю.Науменко, Р.І.Кислична та ін. (Україна). – №2002042731; Заявл. 05.04.2002; Опубл. 15.09.2005, Бюл. №9.

Здобувачем виконані дослідження, які направлені на можливість використання солей хрому для одержання жовто-кремових покриттів.

14. Легкоплавкая стеклоэмаль для окрашенных бесфтористых покрытий / Белый Я.И., Пономарчук С.М., Кисличная Р.И., Рыжова О.П. // Международная научно-техническая конференция "Прикладные исследования в технологии производства стекла и стеклокристаллических материалов". – Константиновка, 1997. – С.118.

Здобувачем встановлені особливості синтезу легкоплавких емалей для забарвлених покриттів.

15. Жаботинская О.А., Пономарчук С.М., Кисличная Р.И., Белый Я.И. Бесфтористые титановые эмали для светлоокрашенных покрытий // Тез. доп. 1 Міжнар. наук.-техн. конф. студ. і аспір. "Хімія і сучасні технології". – Дніпропетровськ, УДХТУ, 2003. – С.176-177.

Здобувачем досліджена можливість використання безфтористих титанових емалей для одержання світлозабарвлених покриттів.

16. Донченко С.В., Пономарчук С.М.. Кисличная Р.И., Белый Я.И. Бесфтористые стеклоэмалевые покрытия салатного цвета //Тез. доп. 1 Міжнар. наук.-техн. конф. студ. і аспір. "Хімія і сучасні технології". – Дніпропетровськ, УДХТУ, 2003. – с.171-172.

Здобувачем зроблений вибір склоемалевої основи та солей міді для отримання салатних покриттів.

17. Білий Я.І., Пономарчук С.М., Науменко С.Ю., Кислична Р.І., Донченко С.В. Адсорбційно- іонообмінний спосіб забарвлення емалевих покриттів // Тез. доп. наук-техн. конф. "Перспективні напрямки розвитку науки і технології тугоплавких неметалевих і силікатних матеріалів". – Дніпропетровськ, УДХТУ, 2003. – С.35-36.

Здобувачем досліджений вплив розчинних у воді солей металів змінної валентності на отримання світлозабарвлених покриттів, систематизовані експериментальні дані.

18. Кислична Р.І., Донченко С.В., Білий Я.І., Пономарчук С.М. Вплив природи солей хрому на забарвлення емалевих покриттів. 2-а міжнар. наук-техн. конф. студентів і аспірантів та молодих вчених "Хімія і сучасні технології". – Дніпропетровськ, УДХТУ, 26-28 квітня 2005 р. – С.202.

Здобувачем досліджений вплив розчинних у воді солей хрому на оптико-колірні характеристики покриттів, систематизовані отримані експериментальні дані.

19. Белый Я.И., Кисличная Р.И. О новом способе ионной окраски титановых эмалей //Материалы междунар. научн.-техн. конф. "Технология и применение огнеупоров и технической керамики в промышленности". – Харьков: ОАО "Украинский научно-исследовательский институт огнеупоров имени А.С.Бережного". 26-27 апреля 2005. – С.60-61.

Здобувачем здійснені дослідження в напрямку розробки нового способу забарвлення титанових емалей, визначені конкретні склади емалевих композицій.

20. Білий Я.І., Кислична Р.І. Салатні емалеві покриття за новою технологією іонного забарвлення. // Матеріали міжнар. наук.-техн. конф."Наукові дослідження - теорія та експеримент ‘2005". – Полтава: ПолтНТУ ім.. Ю.Кондратюка. 16-20 травня 2005. – С.53-55.

Здобувачем досліджена можливість одержання салатних безпігментних емалевих покриттів з використанням адсорбційно-іонного способу забарвлення.

Анотації