Desenvolvimento de um pigmento azul sem cobalto para a indústria cerâmica

Abstract

Neste trabalho, desenvolvido sob a forma de estágio na empresa Esmalglass-Portugal, foi efetuada a síntese de pigmentos azuis através da calcinação de sílica, compostos de cobre e carbonato de bário (formulações CB) ou carbonato de cálcio (formulações EB). Foi também avaliada a estabilidade dos pigmentos obtidos quando adicionados a vidrados transparentes com composições diferentes e cozidos a 1100 ˚C (vidrado V1) e a 900 ˚C (vidrado V2). Para o efeito, depois de uma etapa prévia de caracterização dos materiais iniciais, as misturas foram calcinadas utilizando-se diferentes ciclos térmicos. Os materiais obtidos foram de seguida moídos e adicionados em diferentes proporções aos dois vidrados. Após a aplicação em substratos cerâmicos e cozedura, foram selecionadas as misturas que apresentavam a cor azul para a realização de testes adicionais que incluíram a medição da cor, ensaios de lixiviação e de resistência ao fendilhamento e ao ataque químico. Das misturas testadas, apenas a do pigmento EB8 (obtido a partir da calcinação a 950 ˚C durante 16 horas de SiO2, CuO e CaCO3 e NaOH,) com o vidrado V2 manteve a cor azul após a cozedura a 900 ˚C. No entanto, este pigmento apresentou uma ação corante inferior à exibida pelos compostos comerciais com cobalto e uma reduzida estabilidade a temperatura elevada (que restringe a sua utilização a processos de temperatura relativamente reduzida como, por exemplo, a decoração de 3º fogo).

In this work, developed as an internship at the company Esmalglass-Portugal, the synthesis of blue pigments was carried out by calcination of silica, copper compounds and barium carbonate (CB formulations) or calcium carbonate (EB formulations). The stability of the pigments obtained when added to transparent glazes with different compositions and fired at 1100 ˚C (glaze V1) and 900 ˚C (glaze v2) was also evaluated. For this purpose, after a previous stage of characterization of the initial materials, the mixtures were calcined using different thermal cycles. The materials obtained were then ground and added in different proportions to the two glazes. After application to ceramic substrates and firing, the mixtures with blue color were selected for additional tests that included color measurement, leaching and resistance to cracking and chemical attack tests. From the tested mixtures, only the EB8 pigment (obtained from calcination at 950 C during 16 hours of SiO2, CuO and CaCO3 and NaOH) with the V2 glaze kept its blue color after firing at 900 ˚C. However, this pigment showed a lower coloring action than the commercial compounds with cobalt and a reduced stability at high temperature (which restricts its use to relatively low temperature processes such as the 3rd firing decoration).