一種搪玻璃底釉的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種搪玻璃底釉，其包括二氧化硅、三氧化二鋁、一價堿性氧化物、氧化硼、氟化鈣、氟硅酸鈉、混合密著劑、染色劑，其中混合密著劑包括氟碳鈰礦石，氧化銻，氧化鎳，芒硝及碳酸鋰，本發(fā)明還提供了該混合密著劑的制備方法，使用含有該混合密著劑的底釉，可以與胚體牢固結(jié)合，減少了魚鱗爆瓷，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品成品率，大量降低了成本。
【專利說明】一種搪玻璃底釉
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種搪玻璃底釉及底釉密著劑和制備方法，屬于搪玻璃制造領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]搪玻璃反應(yīng)釜等搪玻璃設(shè)備，以其搪瓷特有的耐腐蝕性能、不粘性、絕緣性、隔離性、保鮮性以及其高性價比，目前被廣泛應(yīng)用于化工、石油、醫(yī)藥、農(nóng)藥、食品等工業(yè)。
[0003]所謂搪玻璃釉就是一種能耐強酸腐蝕的搪瓷釉。因其配方和熔制工藝與玻璃接近，所以把它稱為搪玻璃釉。搪玻璃釉有搪玻璃面釉和搪玻璃底釉。
[0004]底釉按密著劑種類可分為鎳底釉、鈷底釉、鈷鎳底釉、銻鑰底釉和混合底釉等。搪玻璃底釉的功能:一是用作過渡層或者說密著層，使得面釉和鋼聯(lián)結(jié)起來牢固地粘在一起，二是起到儲藏氣體的作用，因為搪燒過程中會產(chǎn)生CO，C02, H2等氣體，這些氣體有部分必須留在底釉的微氣孔中才穩(wěn)定，同時由于爐窯結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、受熱條件等因素，使得底釉要經(jīng)受50-80°C的溫差。一般要求約在840-860 1:能玻璃化，到890_910°C還處于玻璃化而不過燒。上述溫度范圍內(nèi)的搪玻璃底釉的粘度大約在10 4 8泊到IO3 2泊之間。
[0005]搪玻璃設(shè)備魚鱗爆瓷是搪玻璃行業(yè)的一個頑疾。魚鱗爆瓷是瓷層以大小不等的鱗片狀脫離的爆瓷現(xiàn)象，也 叫氫爆。形成魚鱗爆瓷的機理是:制造搪玻璃設(shè)備的鋼板中有以各種形式存在的龜!，在塘玻璃制品燒成過程中，氣在鋼中達到了飽和，而當(dāng)制品在空氣中冷卻到瓷釉凝固時，氫來不及逸出，以致在鋼中達到了過飽和狀態(tài)。留在以后要析出位置上的這種過飽和氫產(chǎn)生一定的壓力，其大小同高溫時鋼中含氫量析出多少以及瓷層的孔隙程度有關(guān)。當(dāng)這個壓力增大到會使瓷層脫落時，便形成了魚鱗爆瓷。由于這種魚鱗爆瓷具有一定的潛伏性，會在特定條件下出現(xiàn)，因而在搪玻璃設(shè)備制造完成后、安裝中、使用時都會發(fā)生，嚴重困擾著搪玻璃設(shè)備在化學(xué)工業(yè)的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明涉及一種搪玻璃底釉、底釉密著劑和其制備方法。
[0007]本發(fā)明提供的搪玻璃底釉，包括二氧化硅、三氧化二鋁、一價堿性氧化物、氧化硼、氟化鈣、氟硅酸鈉、混合密著劑、染色劑，重量百分比計，其包括以下有效組成成分:二氧化硅為31.0-55.0%，三氧化二鋁為4.0-9.0%, 一價堿性氧化物為8.0-19.0%，氧化硼為15.5-29.0%，氟化鈣為3.3-6.9%，氟硅酸鈉為2.1-2.9%,混合密著劑為0.5-2.5%，著色劑為0.1-2.5%，其中一價堿性氧化物為氧化鈉、氧化鉀、氧化鋰中的一種或多種。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，重量百分比計，當(dāng)混合密著劑的含量為1.0-2.0%時，其耐沖擊和抗熱震效果最好，故優(yōu)選的上述搪玻璃底釉，按重量百分比計，其混合密著劑的含量為1.0-2.0%。
[0008]本發(fā)明提供的混合密著劑，按重量百分比計:其包括以下有效組成成分:氟碳鈰礦石為45.0-56.0%，氧化銻為7-11%，氧化鎳為21_39%，芒硝8_11%，碳酸鋰3_7%，發(fā)明人對上述混合密著劑，進行了優(yōu)選，優(yōu)選地，上述混合密著劑，按重量百分比計:其包括以下有效組成成分:氟碳鈰礦石47.0%，氧化銻10%，氧化鎳30.0%，芒硝9.0%，碳酸鋰4.0%。[0009]本發(fā)明提供的上述混合密著劑的制備方法，包括稱取原料、粉料、混合、熔制、冷卻、研磨、過篩等過程，其中熔制過程對混合密著劑的效果影響最大。發(fā)明人提供的熔制過程包括以下步驟:(1)先將混合物料加熱至120-150°c，保溫反應(yīng)10分鐘-1小時，使容易揮發(fā)的水分和氣體揮發(fā)完全，必要時可以攪拌，以加快揮發(fā)的速度；(2)將混合物升溫至450-600°C，保溫10分鐘-1小時，此階段為礦物質(zhì)分解、脫掉結(jié)合水等物質(zhì)階段，(3)最后升溫至1300-1400°C，充入空氣，使各成分熔融，燒結(jié)。為了使混合密著劑充分混合，達到最佳的技術(shù)效果，發(fā)明人對熔制過程進行了優(yōu)化，優(yōu)選地，上述熔制過程為:(1)先將混合物料加熱至130°C，保溫反應(yīng)20分鐘，(2)將混合物升溫至550°C，保溫30分鐘，(3)最后升溫至1350°C，充入空氣，燒結(jié)。冷卻后，通過球磨機進行粉碎，所得細粉，過80目篩子，即得到了混合密著劑。
[0010]該混合密著劑作為磨加物研磨到底釉配方中，在搪玻璃底釉的燒成過程中與底釉的其他組分發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生了更多的微氣泡和化學(xué)鍵，這些微氣泡在底釉層中形成了容納和逸出鋼板中飽和過飽和氫的巢穴和孔隙，降低了過飽和氫對瓷層的壓力，不至于使瓷層脫落形成魚鱗爆瓷；生成的更多的化學(xué)鍵與鋼板中鐵的化學(xué)鍵結(jié)合，強力鍵入到鋼板中，使底釉與鋼板形成強力密著。這個密著力大大高于了燒成后鋼中留在以后要析出位置上的過飽和氫產(chǎn)生的壓力，阻止了瓷層脫落，不能形成魚鱗爆瓷。
[0011]本發(fā)明選用的二氧化硅(SiO2),三氧化二鋁(Al2O3), —價堿性氧化物(R2O),氧化硼(B2O3),氟化鈣(CaF2)，氟硅酸鈉(NaSiF6)等基體材料均是本領(lǐng)域的常規(guī)材料，也是搪玻璃底釉的常見配方組成，例如金國淼，《石油化工設(shè)備設(shè)計選用手冊-搪玻璃容器》，化學(xué)工業(yè)出版社，2009年提到的一種底釉，其中二氧化硅45-65%，三氧化二鋁4-6%’ 一價堿性氧化物12-18%，氧化硼10-16%，氟化鈣4-8%，氧化鈷、氧化鎳等密著劑2-2.5%。
[0012]本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以按照本領(lǐng)域常規(guī)密著劑的使用方法使用該混合密著劑，無需特殊操作步驟。同時，本發(fā)明所提供的底釉可以與市售的或已知配方的面釉一起使用。
[0013]本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)異效果:` 1)本發(fā)明塘瓷底釉涂覆在胚體上可以使得胚體具有耐高溫的特性，
2)混合密著劑使得塘瓷釉與胚體結(jié)合更加牢固，減少了魚鱗爆瓷，
3)提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品成品率，大量降低了成本。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進行詳細的描述，實施例僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，并不是對本發(fā)明的限制。
[0015]、制備混合密著劑 實施例1-1
按重量份，稱取氟碳鈰礦石為47份，氧化銻為10份，氧化鎳為30份，芒硝9份，碳酸鋰4份，粉碎、混合，先將混合物料加熱至130°C，攪拌保溫反應(yīng)20分鐘，然后升溫至550°C，保溫30分鐘，最升溫至1350°C，充入空氣燒結(jié)。冷卻后，通過球磨機進行粉碎，所得細粉，過80目篩子，即得到了混合密著劑。
[0016]實施例1-2
按重量份，稱取氟碳鈰礦石為45份，氧化銻為7份，氧化鎳為37份，芒硝8份，碳酸鋰3份，粉碎、混合，先將混合物料加熱至120°C，攪拌保溫反應(yīng)30分鐘，然后升溫至560°C，保溫30分鐘，最升溫至1300°C，充入空氣燒結(jié)。冷卻后，通過球磨機進行粉碎，所得細粉，過80目篩子，即得到了混合密著劑。
[0017]實施例1-3
按重量份，稱取氟碳鈰礦石為50份，氧化銻為8份，氧化鎳為27份，芒硝11份，碳酸鋰4份，粉碎、混合，先將混合物料加熱至150°C，攪拌保溫反應(yīng)30分鐘，然后升溫至560°C，保溫30分鐘，最升溫至1370°C，充入空氣燒結(jié)。冷卻后，通過球磨機進行粉碎，所得細粉，過80目篩子，即得到了混合密著劑。
[0018]實施例1-4
按重量份，稱取氟碳鈰礦石為56份，氧化銻為9份，氧化鎳為21份，芒硝10份，碳酸鋰4份，粉碎、混合，先將混合物料加熱至150°C，攪拌保溫反應(yīng)30分鐘，然后升溫至560°C，保溫30分鐘，最升溫至1350°C，充入空氣燒結(jié)。冷卻后，通過球磨機進行粉碎，所得細粉，過80目篩子，即得到了混合密著劑。
[0019]、制備塘瓷底釉實施例2-1-1
按重量份，取二氧化硅40份，三氧化二鋁9份，氧化鉀16份，氧化硼25份，氟化鈣4.5份，氟硅酸鈉2.5份，實施例1-1的混合密著劑2.0份，三氧化二鐵1.0份，配料后研磨熔融制成塘瓷底釉，燒成溫度85(T890°C，最低密著溫度850°C。
[0020]實施例2-1-2
按重量份，取二氧化硅44`份，三氧化二鋁8份，一價堿性氧化物16份，氧化硼23份，氟化鈣3.5份，氟硅酸鈉2.5份，實施例1-1的混合密著劑1.5份，三氧化二鐵1.5份，配料后研磨熔融制成塘瓷底釉，燒成溫度86(T92(TC，最低密著溫度860°C。
[0021]實施例2-1-3
按重量份，取二氧化硅50份，三氧化二鋁6份，一價堿性氧化物17份，氧化硼20份，氟化鈣2.5份，氟硅酸鈉2.5份，實施例1-1的混合密著劑1.0份，三氧化二鐵1.0份，配料后研磨熔融制成塘瓷底釉，燒成溫度87(T950°C，最低密著溫度870°C。
[0022]實施例2-2-1
按重量份，取二氧化硅40份，三氧化二鋁9份，氧化鉀16份，氧化硼25份，氟化鈣4.5份，氟硅酸鈉2.5份，實施例1-2的混合密著劑2.0份，三氧化二鐵1.0份，配料后研磨熔融制成塘瓷底釉。
[0023]實施例2-2-2
按重量份，取二氧化硅44份，三氧化二鋁8份，一價堿性氧化物16份，氧化硼23份，氟化鈣3.5份，氟硅酸鈉2.5份，實施例1-2的混合密著劑1.5份，三氧化二鐵1.5份，配料后研磨熔融制成塘瓷底釉。
[0024]實施例2-2-3
按重量份，取二氧化硅50份，三氧化二鋁6份，一價堿性氧化物17份，氧化硼20份，氟化鈣2.5份，氟硅酸鈉2.5份，實施例1-2的混合密著劑1.0份，三氧化二鐵1.0份，配料后研磨熔融制成塘瓷底釉。
[0025]實施例2-3-1按重量份，取二氧化硅40份，三氧化二鋁9份，氧化鉀16份，氧化硼25份，氟化鈣4.5份，氟硅酸鈉2.5份，實施例1-3的混合密著劑2.0份，三氧化二鐵1.0份，配料后研磨熔融制成塘瓷底釉。
[0026]實施例2-3-2
按重量份，取二氧化硅44份，三氧化二鋁8份，一價堿性氧化物16份，氧化硼23份，氟化鈣3.5份，氟硅酸鈉2.5份，實施例1-3的混合密著劑1.5份，三氧化二鐵1.5份，配料后研磨熔融制成塘瓷底釉。
[0027]實施例2-3-3
按重量份，取二氧化硅50份，三氧化二鋁6份，一價堿性氧化物17份，氧化硼20份，氟化鈣2.5份，氟硅酸鈉2.5份，實施例1-3的混合密著劑1.0份，三氧化二鐵1.0份，配料后研磨熔融制成塘瓷底釉。
[0028]實施例2-4-1
按重量份，取二氧化硅40份，三氧化二鋁9份，氧化鉀16份，氧化硼25份，氟化鈣4.5份，氟硅酸鈉2.5份，實施例1-4的混合密著劑2.0份，三氧化二鐵1.0份，配料后研磨熔融制成塘瓷底釉。
[0029]實施例2-4-2
按重量份，取二氧化硅44份，三氧化二鋁8份，一價堿性氧化物16份，氧化硼23份，氟化鈣3.5份，氟硅酸鈉2.5 份，實施例1-4的混合密著劑1.5份，三氧化二鐵1.5份，配料后研磨熔融制成塘瓷底釉。
[0030]實施例2-4-3
按重量份，取二氧化硅50份，三氧化二鋁6份，一價堿性氧化物17份，氧化硼20份，氟化鈣2.5份，氟硅酸鈉2.5份，實施例1-4的混合密著劑1.0份，三氧化二鐵1.0份，配料后研磨熔融制成塘瓷底釉。
[0031]對比實施例1-1
按重量份，取二氧化硅40份，三氧化二鋁9份，氧化鉀16份，氧化硼25份，氟化鈣4.5份，氟硅酸鈉2.5份，氧化鎳2.0份，三氧化二鐵1.0份，配料后研磨熔融制成塘瓷底釉。
[0032]對比實施例1-2
按重量份，取二氧化硅44份，三氧化二鋁8份，一價堿性氧化物16份，氧化硼23份，氟化鈣3.5份，氟硅酸鈉2.5份，氧化鎳1.5份，三氧化二鐵1.5份，配料后研磨熔融制成塘瓷底釉。
[0033]對比實施例1-3
按重量份，取二氧化硅50份，三氧化二鋁6份，一價堿性氧化物17份，氧化硼20份，氟化鈣2.5份，氟硅酸鈉2.5份，氧化鑰1.0份，三氧化二鐵1.0份，配料后研磨熔融制成塘瓷底釉。
[0034]發(fā)明人所用塘瓷面釉為一常見配方所配制，其配方為二氧化硅40份，三氧化二鋁
5.5份，氧化鈉18份，氧化硼20.5份，氟化鈣3份，氟硅酸鈉7份，氧化鈷0.01份,氧化鋅1.09份，五氧化二磷4.9份。
[0035]所用鋼材試塊為Q 235型，規(guī)格為60 mm*50 mm* 4 mm，其中C，Si，Mn，S，P的含量分別為 0.17%, 0.024%, 0.51% , 0.022%，0.018%。[0036]將上述實施例2-1-1至實施例2-4-3及對比實施例制備的塘瓷底料涂搪于鋼材試塊上，高溫?zé)啤?br> [0037]用沖擊及熱震實驗來檢測瓷袖涂層與金屬基體的密著性。沖擊試驗參考GB/T7990-2002進行，以涂層被破壞所沖擊的次數(shù)來評定涂層的密著性能。
[0038]熱震實驗參考GB/T 4547-2007進行，熱疲勞試驗的加熱溫度為400°C。耐熱急變性試驗是將試塊加熱到200°C后放人室溫下流動的水中急冷，若瓷層不開裂，遞增50°C再加熱、急冷，若不開裂繼續(xù)遞增溫度加熱、急冷，如此循環(huán)，直到開裂。
[0039]實施例2-1-1至實施例2-4-3及對比試驗的結(jié)果如下:(表1)
【權(quán)利要求】
1.一種搪玻璃底釉，包括二氧化硅、三氧化二鋁、一價堿性氧化物、氧化硼、氟化鈣、氟硅酸鈉、混合密著劑、染色劑，其特征在于該混合密著劑包括以下有效組成成分:氟碳鈰礦石、氧化銻、氧化鎳、碳酸鋰和芒硝。
2.如權(quán)利要求1所述的一種搪玻璃底釉，其特征在于，所述的一價堿性氧化物為氧化鈉、氧化鉀、氧化鋰中的一種或多種。
3.如權(quán)利要求2所述的一種搪玻璃底釉，其特征在于，按重量百分比計，所述的底釉包括如下有效組成成分:二氧化硅40.0-55.0%、三氧化二鋁4.0-9.0%、一價堿性氧化物8.0-19.0%、氧化硼15.5-29.0%、氟化鈣3.3-6.9%、氟硅酸鈉2.1-2.9%、混合密著劑0.5-2.5% 和著色劑 0.1-2.5%ο
4.如權(quán)利要求3所述的搪玻璃底釉，其特征在于，按重量百分比計，所述的混合密著劑為 1.0-2.0%。
5.如權(quán)利要求4所述的一種搪玻璃底釉，其特征在于，按重量百分比計，所述的混合密著劑包括如下有效組成成分:氟碳鈰礦石45.0-56.0%、氧化銻7-11%、氧化鎳21_39%、芒硝8-11%和碳酸鋰3-7%。
6.如權(quán)利要求1-5任一所述的混合密著劑，其特征在于，按重量百分比計，所述的混合密著劑包括如下有效組成成分:氟碳鈰礦石47.0%、氧化銻10%、氧化鎳30.0%、芒硝9.0%和碳酸鋰4.0%。
7.—種如權(quán)利要`求1-6任一所述的混合密著劑的制備方法,包括稱料、粉料、混合、熔制、冷卻、研磨、過篩過程，其特征在于熔制過程包括: O混合物料加熱至120-150°C，保溫反應(yīng)10分鐘-1小時； 2)升溫至450-600°C，保溫10分鐘-1小時； 3)升溫至1300-1400°C，充入空氣、燒結(jié)。
8.如權(quán)利要求7所述的混合密著劑的制備方法，其特征在于，所述的熔制過程包括: O混合物料加熱至130°C，保溫反應(yīng)20分鐘； 2)升溫至550°C，保溫30分鐘； 3)升溫至1350°C，充入空氣燒結(jié)。
9.如權(quán)利要求7所述的混合密著劑的制備方法，其特征在于，所述的研磨過程是采用球磨機進行。
10.如權(quán)利要求7所述的混合密著劑的制備方法，其特征在于，所述的過篩過程是指過80目的篩子。
【文檔編號】C03C8/14GK103864303SQ201410087523
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月12日
【發(fā)明者】邵長權(quán), 陳巍, 沈正峰 申請人:臨沂宏業(yè)化工設(shè)備有限公司