Красители

Красители служат для окрашивания стекла в тот или иной цвет. Обычно в качестве красителей используют соединения металлов.
По механизму их действия различают молекулярные и коллоидные красители. К молекулярным относятся те красители, которые, будучи введены в стекломассу, растворяются в ней. Окраска таких стекол не изменяется при повторной тепловой обработке. К этой группе красителей относятся главным образом окислы тяжелых металлов — марганца, кобальта, никеля, хрома, железа урана. К коллоидным относятся те красители, которые при введении их в стекломассу равномерно распределяются в ней в виде мельчайших коллоидных частиц. Сюда относятся соединения золота, меди, селена, серебра.

  • Коллоидные красители
  • Молекулярные красители. Соединения марганца в виде окиси марганца Mn2O3 или перекиси марганца MnO2 придают стеклу различные оттенки фиолетового цвета. В качестве исходного сырья для введения в стекломассу этих окислов используют пиролюзит МnO2 и марганцово-калиевую соль KMnO4.
    В процессе варки перекись марганца разлагается на окись марганца и кислород: 4MnO2 = 2Mn2O3+O2. Закись марганца MnО — бесцветный окисел в стекле, поэтому при использовании соединений марганца для получения цветных стекол нельзя допускать их перехода в MnO.
    Соединения кобальта придают стеклу синий цвет. Чаще всего используют закись кобальта — сильный и стойкий краситель. Его вводят в стекломассу в очень малых количествах.
    Соединения хрома окрашивают стекло в зеленый цвет и в желто-зеленый цвет. В качестве красителей используют оксид хрома Cr2O3, хромокалиевую соль K2Cr2O7 (которая легче растворяется в стекломассе по сравнению с оксидом хрома), хромонатриевую соль Na2Cr2O7·2H2O. Содержание Cr2O3 составляет 0,25 ... 1,2 % от массы шихты. В производстве стеклянной тары (зеленые бутылки) в состав шихты вводят феррохромовые шлаки. Применение комплексного мелкодисперсного красителя, содержащего Cr2O3, SiO2, Al2O3, CaO, MgO, позволяет исключить использование пиритных огарков и экономить сырьевые материалы (песок, доломит, нефелин). Травянисто-зеленый цвет стекла получают при одновременном использовании оксида хрома (0,5 %), оксида меди (2 %) и окислительных условиях варки стекломассы. Соотношение. CuO:Cr2O3 = 3÷4. Предпочтительнее использовать соли хрома, так как они более интенсивно окрашивают стекломассу и при варке лучше растворяются в стекле (более технологичны).
    Соединения никеля придают стеклу красно-фиолетовую окраску. В производстве стекла используют закись никеля NiO, окись никеля Ni2O3 и гидрат закиси никеля Ni(OH)2. Окрашивание соединениями никеля хорошо воспроизводимо и не зависит от условий варки стекла.
    Соединения железа окрашивают стекло в различные цвета: закись железа FeO — в сине-зеленый; окись железа F2O3 — в желтый или коричневый, а в смеси с углем и серой — в оранжевый; смесь закиси и окиси железа Fe3O4(FeO·Fe2O3) — в зеленый.

    Обычно в стекломассе оксиды железа присутствуют не в отдельности, а в виде смеси, которая и окрашивает стекло в зеленый цвет. Для ввода оксидов железа в стекло на заводах применяют пиритные огарки - отходы сернокислого производства, а также крокус - порошок красно-бурого цвета.
    Из соединений меди в качестве молекулярного красителя используется только окись меди CuО, который окрашивает стекло в зеленовато-голубой цвет. Соединения меди в зависимости от концентрации, состава стекла и условий окрашивания придают стеклу синий, голубой, зеленый и красный цвета. Оксид меди CuO окрашивает стекло в голубой, слегка зеленоватый цвет. Чисто голубой цвет стекла получают при введении CuO в количестве 1 ... 2 %, с увеличением содержания оксида меди окраска стекла переходит в зеленую.
    Соединения урана придают стеклу желто-зеленый цвет. В качестве красителя используют закись урана UO2, трехокись урана UO3 и натриевую соль урановой кислоты Na2UO7·3H2O. Для стекла, окрашенного ураном, характерна флуоресценция, вызванная ультрафиолетовым излучением. При выпуске изделий из интенсивно окрашенных стекол в жёлтый и оранжевый цвета соединения урана применяют совместно с сернистым кадмием. Несмотря на то что препараты урана достаточно чисты, их применение в стекольном производстве ограничивается из-за высокой стоимости.
    Соединения кадмия придают стеклу ярко-желтый цвет. Обычно при варке калиевокальциевых стекол применяют сернистый кадмий CdS - порошок желтого или оранжевого цвета. При варке свинцовых стекол нельзя применять в качестве красителя CdS в связи с тем, что возможно образование PbS, окрашивающего стекло в черный цвет. Вводят CdS в стекло в конце варки стекломассы, так как при высокой температуре и продолжительном времени сернистый кадмий переходит в оксид кадмия, который не вызывает окраски стекла.
    Оксиды редкоземельных элементов за последние годы также начали применять в качестве красителей при производстве изделий из стекла. Окислы редкоземельных элементов, используемые в производстве сортовых стекол: окись церия СеO2 (окрашивает стекло в золотисто-желтый цвет); Совместное применение диоксида церия с диоксидом титана придает стеклу чистую золотисто-желтую окраску (вводят оксид церия в стекло через концентраты редкоземельных элементов, которые снижают себестоимость изделий), окись празеодима Pr2O3; (придает стеклу зелено-золотистый цвет); окись неодима Nd2O3 (пурпурно-красный цвет), оксид эрбия Er2O3 — красивый розовый цвет. Оксиды редкоземельных элементов являются слабыми красителями, однако стекла, окрашенные ими, характеризуются высокой прозрачностью, чистотой цвета, оригинальными оттенками, что способствовало их широкому применению в производстве сортовой посуды.


    Производство стекла


    © Stroitelstvo-New.ru 2006-2013 Копирование без прямой ссылки запрещено | Политика конфиденциальности | Написать администратору |