CN101182119B - 一种低温无铅搪瓷釉组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低温无铅搪瓷釉组合物及制备，该组合物包括：(a)基础釉：SiO225％～40％，TiO217％～30％，Na2O 15％～25％，K2O 5％～20％；另外引入Sb2O30.1％～0.5％，Li2O 1％～3％，ZrO20.1％～0.5％，V2O55％～15％；制备(1)根据瓷釉配方比例称量各组分，混合后在高温炉中熔制，熔制温度1250-1350℃，熔制时间为60±5min，熔制结束直接将出炉的料倒入水中淬冷；(2)将熔制的基础釉料按比例加入磨加物，加水，然后在行星式球磨机中球磨60-70min至200目；(3)将球磨后的料浆均匀在清洁的覆铝锌钢板上，在550-580℃左右的温度下烧成2～3min。本发明无铅污染；密着性能良好，搪瓷不易脱落，表面光泽好.其制备工艺简单，成本低，易推广适用。
Description
技术领域
本发明属搪瓷材料及制备领域，特别是涉及一种低温无铅搪瓷釉组合物及制备。
背景技术
锌铝合金在腐蚀环境中比单一的镀铝或者镀锌具有较高的稳定性，例如55％Al和45％Zn热镀层结合了单铝和单锌镀层在防低温液体侵蚀和高温氧化上的各自优点。锌铝合金作为一种新型防腐材料，主要用于金属表面的镀层，工业上大量生产，应用领域非常广泛，如太阳能热水器、机电、电器用品、建筑材料、汽车以及家具等。
覆铝锌钢板搪瓷由于烧成温度低(小于600℃)，属于低温搪瓷，它的生产，不仅可以节约能源，延长窑炉寿命，而且还可以减少产品变形；同时因为其作为搪瓷底材成本价格相对较低，而且在很多领域使用的覆铝锌钢板需要搪瓷涂层来满足其性能需求，因此急需开发覆铝锌钢板搪瓷来满足市场的需求。
当前在生产应用中使用最多的是镀层为55％Al和45％Zn的覆铝锌钢板，首先结合覆铝锌钢板的特性，设计一种适合它的瓷釉配方，但是必须面临以下几个问题：(1)覆铝锌钢板的镀铝锌层熔点较低，如果瓷釉的烧成温度过高，在搪瓷烧成过程中，镀层会被严重熔蚀；(2)覆铝锌钢板的镀层中含有一定量的锌，经研究发现，锌的存在不利于搪瓷的密着；(3)为了防止铅污染，需要开发一种既不含铅又能低温易烧成的瓷釉。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供的一种低温无铅搪瓷釉组合物及其制备方法，本发明无铅污染；密着性能良好，搪瓷不易脱落，表面光泽好.其制备工艺简单，成本低，易推广适用。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种低温无铅搪瓷釉组合物，按重量百分比：
(a)基础釉
SiO225％～40％，TiO217％～30％，Na2O 15％～25％，K2O 5％～20％；另外引入Sb2O30.1％～0.5％，Li2O 1％～3％，ZrO20.1％～0.5％，V2O55％～15％，其重量百分比总和为100％；
一种低温无铅搪瓷釉组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)根据瓷釉配方比例称量各组分，混合后在高温炉中熔制，熔制温度1250-1350℃，熔制时间为60±5min，熔制结束直接将出炉的料倒入水中淬冷，其中，按重量百分比，所述的瓷釉配方比例为SiO225％～40％，TiO217％～30％，Na2O 15％～25％，K2O 5％～20％；另外引入Sb2O30.1％～0.5％，Li2O 1％～3％，ZrO20.1％～0.5％，V2O55％～15％，其重量百分比总和为100％；
(2)将熔制的基础釉料按比例加入磨加物，加水50％，然后在行星式球磨机中球磨60-70min至200目，其中，所述按比例加入磨加物，按重量百分比，即为按硼酸5％～10％，氢氧化钾1％～2％，硅酸钠1％～2％，氧化钛6％～10％，色素0～2％的比例加入；
(3)将球磨后的料浆均匀喷涂在事先已处理清洁的覆铝锌钢板上，在550-580℃左右的温度下烧成2～3min，得到覆铝锌钢板搪瓷。
(b)磨加物
步骤2中所述的磨加物为硼酸5％～10％，氢氧化钾1％～2％，硅酸钠1％～2％，氧化钛6％～10％，色素0～2％。此种瓷釉烧成温度低，适用于覆铝锌钢板的涂搪。
步骤2中所述的磨加物为硼酸10％，氢氧化钾2％，硅酸钠2％，氧化钛12％，色素2％。
其中SiO2属于耐火性原料，保证了瓷釉的耐高温、性能稳定等特点，但是SiO2不能太高，如果含量太高，瓷釉的熔点就高，烧成时间也较长，不适合应用于低温烧成。
其中TiO2在本发明中是用钛白粉引进的，TiO2是瓷釉的强乳浊原料，用它作乳浊剂，制备出的搪瓷有良好的光泽、白度和化学稳定性以及很强的遮盖力。
其中R2O是作为助熔剂引入的，本发明所用的系统中含有Na2O、K2O和Li2O，它们能够产生“混合碱效应”，能有降低熔体的粘度，并有效降低搪瓷的烧成温度并改善系统化学稳定性。
其中Sb2O3不仅是乳浊原料也是很好的密着原料。
其中ZrO2既是乳浊剂又能提高瓷釉的耐碱性能。
其中V2O5是熔点不高的乳浊原料，它既能作为乳浊剂又能提高瓷釉的密着。
其中硼酸增加停留性能，使釉浆稳定剂；氢氧化钾增加停留性能，并提高搪瓷的光泽；硅酸钠釉的解稠剂，能明显降低釉浆的稠度；氧化钛是乳浊剂，提高搪瓷光泽。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的阐述，应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
基础釉：SiO231％，TiO220％，Na2O 23％，K2O 14％，引入Sb2O30.2％，Li2O 1.6％，ZrO20.2％，V2O510％；熔制温度1250℃，熔制时间60min，熔制结束直接将玻璃熔料倒入水中淬冷。覆铝锌钢板用5％柠檬酸浸洗2min，然后用水冲洗，烘干；称量50g玻璃料，称量加入磨加物：硼酸4g，氢氧化钾1g，硅酸钠1g，氧化钛4g，色素1g；然后加25ml水，使用行星式球磨机球磨60min；将料浆过200目筛，将过筛后的料将倒入喷枪，均匀喷涂在镀铝锌基板上，一次涂搪，烘干后烧成，烧成温度控制在530℃左右，烧成时间2.5min。
实施例2
基础釉：SiO235％，TiO222％，Na2O 20％，K2O 13％，引入Sb2O30.2％，Li2O 1.6％，ZrO20.2％，V2O58％；熔制温度1250℃，熔制时间60min，熔制结束直接将玻璃熔料倒入水中淬冷；铝锌钢板600℃温度下速烧5分钟；称量50g玻璃料，称量加入磨加物：硼酸5g，氢氧化钾1g，硅酸钠1g，氧化钛4g，色素1g；然后加25ml水，使用行星式球磨机球磨60min；将料浆过200目筛，将过筛后的料将倒入喷枪，均匀喷涂在镀铝锌钢板上，一次涂搪，烘干后烧成，烧成温度控制在550℃左右，烧成时间2.5min。
表1为实施例1、2样品的测试结果，其中光泽：按照GB11420-89《搪瓷光泽测试方法》的规定；密着强度：按照欧盟搪瓷的测试标准EN10209《落球冲击法》的规定；微观结构：利用电子扫描电镜(FEI，QUANTA 200)对样品的微观结构、能谱分析仪(EDAX)对样品的元素分布进行测试分析。
表1
Claims (3)
1.一种低温无铅搪瓷釉组合物，按重量百分比：
(a)基础釉
SiO225％～40％，TiO217％～30％，Na2O 15％～25％，K2O 5％～20％；另外引入Sb2O30.1％～0.5％，Li2O 1％～3％，ZrO20.1％～0.5％，V2O55％～15％，其重量百分比总和为100％；
(b)磨加物
硼酸5％～10％，氢氧化钾1％～2％，硅酸钠1％～2％，氧化钛6％～10％，色素0～2％。
2.一种低温无铅搪瓷釉组合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)根据瓷釉配方比例称量各组分，混合后在高温炉中熔制，熔制温度1250-1350℃，熔制时间为60±5min，熔制结束直接将出炉的料倒入水中淬冷，其中，按重量百分比，所述的瓷釉配方比例为SiO225％～40％，TiO217％～30％，Na2O 15％～25％，K2O 5％～20％；另外引入Sb2O30.1％～0.5％，Li2O 1％～3％，ZrO20.1％～0.5％，V2O55％～15％，其重量百分比总和为100％；
(2)将熔制的基础釉料按比例加入磨加物，加入质量为熔制的基础釉料50％的水，然后在行星式球磨机中球磨60-70min至200目，其中，所述按比例加入磨加物，按重量百分比，即为按硼酸5％～10％，氢氧化钾1％～2％，硅酸钠1％～2％，氧化钛6％～10％，色素0～2％的比例加入；
(3)将球磨后的料浆均匀喷涂在清洁的覆铝锌钢板上，在550-580℃左右的温度下烧成2～3min，得到覆铝锌钢板搪瓷。
3.根据权利要求2所述的一种低温无铅搪瓷釉组合物的制备方法，其特征在于：步骤2中所述的磨加物为硼酸10％、氢氧化钾2％、硅酸钠2％、氧化钛12％、色素2％。
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