CN102181862B - 一种搪瓷钢板的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种搪瓷钢板的制备方法，制备方法制备得到的搪瓷钢板具有优异的化学耐用性、耐腐性，适用于作为标牌、黑板、隧道和建筑用的内里材料和建筑用的外部材料。本发明所要解决的技术问题是提供一种搪瓷钢板的制备方法，该方法制备得到的搪瓷钢板应具有优异的弯曲加工性、搪瓷粘附性、耐蚀性和光泽度；同时，还具有稳定性好、耐剥离等优点。该搪瓷釉料的原材料包括釉料、石英、硼砂、三氧化二铝、硫酸钡、粘土和亚硝酸钠，在800～860℃温度下烧制。
Description
技术领域
本发明涉及一种搪瓷钢板的制备方法，制备方法制备得到的搪瓷钢板具有优异的化学耐用性、耐腐性，适用于作为标牌、黑板、隧道和建筑用的内里材料和建筑用的外部材料。
背景技术
目前，建筑物的墙面大多采用玻璃板或铝质板等进行装饰，这些材料的外表面普遍存在易划伤、不易清洗等问题，而且，日晒雨淋容易使上述材料中的有机色素发生化学变化而致使表面黯然褪色。涂漆和搪瓷着瓷方法可赋予钢板各种性能，使其具有优良的耐磨性和耐蚀性，外表面易于清洁，而且可以改良其使用寿命。
预涂覆制品即：在钢板上涂覆一层预涂膜覆膜；而预涂膜覆膜是把预先涂好黏合剂的薄膜通过橡胶辊和加热滚筒的加压、加热后，和纸制品黏合到一起形成纸塑合一的产品。预涂膜覆膜的工艺流程大致为：输纸台输纸一印刷品压膜一收取成品。 预涂覆制品用于制造轻微加工制品时，具有制造成本低廉等特点。与即涂膜相比，减少了污染，对人身体无损伤；不会因纸张性质不同或墨色不同而影响覆膜质量；且加工后的图文效果更好。但涂漆钢板的薄膜具有一定的毒性，且产品存在出现雪花点，黏结不牢、容易脱膜等问题。
搪瓷着瓷产物也叫做后涂覆制品，其是一种通过在钢板基材表面上形成搪瓷层而赋予其防腐性、耐药品性、耐风化性和外观性等功能并提高钢板寿命的制品。搪瓷着瓷产物与预涂覆制品相比，虽具有制造成本昂贵等缺点；但其在硬度、耐风化性、洗涤性、耐热性和不燃性等方面都具有优良品质；同时，搪瓷着瓷产品本身还具有高度抑制污染、通过清洗可优异复原的耐化学性的作用。目前，搪瓷钢板在国外的建筑幕墙和各种室内装饰工程中已得到广泛的应用，在我国也有近十年的应用历史。
搪瓷钢板的厚度一般不大于0.3mm，在烧结过程中容易发生变形，致使其表面平整度较差，以此作为建筑物外墙的装饰材料时，会影响美观。同时，搪瓷表面在弯曲加工期间经受的张力延伸率不低于10%，搪瓷层是一种延伸率低的琉璃质，则无论如何免不了搪瓷层的开裂。所以，搪瓷钢板只有在满足一些基本要求时，才经得起弯曲加工，这些要求就是搪瓷层要牢固地粘附在钢板上，即使该层开裂部分一点也不会引起生锈。
日本待审专利JP 6-43257提出一种搪瓷着瓷钢板能够在搪瓷涂覆后进行弯曲加工。这种板材是一种包括其表面部分由铝构成的金属板的搪瓷着瓷钢板，其上有特定组成和厚度的搪瓷涂层。即使搪瓷钢板像对涂漆钢板加工的那样进行弯曲加工，然后尽管搪瓷层不脱落，裂纹会达到下面的镀铝层搪瓷层，且电镀层也会因之开裂。
另一方面，JP 5-71667公开一种搪瓷钢板，配备一种耐蚀材料层作搪瓷层的底涂层。这种板材是其中在铝锌合金的电镀层上涂覆搪瓷的一种着瓷钢板，并且这种钢板可通过涂覆具有牺牲性、耐蚀性锌的电镀层而抑制在搪瓷层的如针孔部分处产生任何红绣。但是，在铝锌合金电镀层中锌的存在会使搪瓷层不充分粘附，这样就使钢板遇到一个基本问题，亦即当该板材在煅烧搪瓷层后进行弯曲加工时搪瓷层会剥离。由于这个原因，不能用这篇专利的搪瓷钢板来制造通过弯曲加工的后加工预先着瓷钢板所得到的任何产物（预涂覆制品）。使用JP 5-71667公开的方法完全不能得到可用于通过弯曲的后加工的任何搪瓷钢板。而且在这篇专利中，并未充分研究搪瓷的组成，所得搪瓷层并不能满足粘附特性。另外，该专利还没有充分研究对电镀层和搪瓷层之间的粘附起作用的因素。在这方面，锌与搪瓷层的粘附为何不充分还没有清楚说明，JP 5-71667揭示如下：可以假设锌由于其高度氧化的敏感性而被无机氧化物（搪瓷）严重氧化，使边界处起粘附作用的反应层变脆，因此这个专利的钢板就遇到电镀层和搪瓷层之间的粘附问题以及加工期间搪瓷层自身的耐剥离问题。
出于这个原因，目前，迫切需要发展一种搪瓷着瓷钢板，该搪瓷钢板在烧固时，能确保产品所要求的尺寸稳定性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种搪瓷钢板的制备方法，该方法制备得到的搪瓷钢板应具有优异的弯曲加工性、搪瓷粘附性、耐蚀性和光泽度；同时，还具有稳定性好、耐剥离等优点。
本发明提供了以下技术方案：搪瓷钢板的制备方法，其特征在于：包括以下步骤。
（1）制备搪瓷釉料。
a、混合原料：将制备搪瓷釉料的原材料在溶剂水中混合均匀；该搪瓷釉料的原材料包括釉料、石英、硼砂、三氧化二铝、硫酸钡、粘土和亚硝酸钠。
b、熔制：将混合均匀的上述原料放入坩埚中，在1200～1400℃温度下，熔化1～3h。
c、激冷：将熔化好后的原料投入水中迅速冷却至室温，而后捞出烘干，凝固得到块状熔块。
d、球磨：研磨熔块至能够通过600～800目，烘干研磨得到的颗粒。
（2）静电喷涂：将上述研磨得到的搪瓷釉料颗粒，均匀喷涂到钢板上，得到搪瓷钢板。
（3）烘干: 将上述得到的搪瓷钢板置于100～120℃温度下，烘干20～60min。
（4）烧制成品：再将烘干后的搪瓷钢板放入熔烧炉中，在800～860℃温度下,烧制4～6min。
所述搪瓷钢板的制备方法，制备搪瓷釉料的原材料由以下质量份的化合物组成：釉料90～110份，石英10～30份，硼砂0.5～1.5份，三氧化二铝5～15份，硫酸钡0.5～1.5份，粘土5～15份，亚硝酸钠0.2～0.8份，水40～50份。
所述搪瓷钢板的制备方法，制备搪瓷釉料的原材料由以下质量份的化合物组成：釉料95～105份，石英15～25份，硼砂0.8～1.2份，三氧化二铝8～12份，硫酸钡0.8～1.2份，粘土5～10份，亚硝酸钠0.3～0.6份，水42～48份。
所述搪瓷钢板的制备方法，其特征在于：制备搪瓷釉料的原材料由以下质量份的化合物组成：釉料100份， 石英20份， 硼砂1份， 三氧化二铝10份， 硫酸钡1份，粘土8份， 亚硝酸钠0.5份， 水45份。
所述搪瓷钢板的制备方法，所述釉料由以下质量百分比的化合物组成。
B2O3 4.2%、 Li2O 6.2%、 Na2O 12.28%、 MgO 0.45%、
Al2O3 1.60%、 SiO2 60.50%、 P2O5 0.10%、 SO3 0.06%、
K2O 1.53% 、 CaO 2.27%、 TiO2 2.28%、 Cr2O3 0.05%、
MnO 0.70%、 Fe2O3 0.36% 、 Co3O4 1.40%、 NiO 0.25%、
CuO 0.70% 、 ZnO 0.30% 、 SrO 0.27%、 ZrO2 1.75%、
Nb2O5 0.01%、 MoO3 0.44%、 BaO 2.25%、 HfO2 0.05%。
所述搪瓷钢板的制备方法，所述搪瓷釉料原料中的三氧化二铝为α-Al2O3 。
所述搪瓷钢板的制备方法，所述步骤C中，冷却至室温的原料，捞出后100～120℃温度下,烘干2～4min。
所述搪瓷钢板的制备方法，所述步骤（2）中，均匀喷涂到钢板上的搪瓷釉料颗粒厚度为0.5～0.8mm。
本发明涉及的配比及其百分含量均以质量份计。
本发明所制造的搪瓷钢板具有优异的耐高温、防软化、防变形的效果。长时间暴露在高温、高湿度的环境中，依旧能保持表面机械性能的良好。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。在这些实施例中，除另有说明外，所有百分含量均以质量份计。
实施例1。
搪瓷钢板的制备方法，其特征在于：包括以下步骤。：
（1）制备搪瓷釉料。
a、混合原料：将制备搪瓷釉料的原材料在溶剂水中混合均匀；该搪瓷釉料的原材料包括釉料、石英、硼砂、三氧化二铝、硫酸钡、粘土和亚硝酸钠。
b、熔制：将混合均匀的上述原料放入坩埚中，在1200℃温度下，熔化3h。
c、激冷：将熔化好后的原料投入水中迅速冷却至室温，而后捞出烘干，凝固得到块状熔块。
d、球磨：研磨熔块至能够通过600目，烘干研磨得到的颗粒；
（2）静电喷涂：将上述研磨得到的搪瓷釉料颗粒，均匀喷涂到钢板上，得到搪瓷钢板。
（3）烘干: 将上述得到的搪瓷钢板置于100℃温度下，烘干20min。
（4）烧制成品：再将烘干后的搪瓷钢板放入熔烧炉中，在800℃温度下,烧制6min。
制备搪瓷釉料的原材料由以下质量份的化合物组成：釉料100份， 石英20份， 硼砂1份， 三氧化二铝10份， 硫酸钡1份，粘土8份， 亚硝酸钠0.5份， 水45份。
所述釉料由以下质量百分比的化合物组成。
B2O3 4.2%、 Li2O 6.2%、 Na2O 12.28%、 MgO 0.45%、
Al2O3 1.60%、 SiO2 60.50%、 P2O5 0.10%、 SO3 0.06%、
K2O 1.53% 、 CaO 2.27%、 TiO2 2.28%、 Cr2O3 0.05%、
MnO 0.70%、 Fe2O3 0.36% 、 Co3O4 1.40%、 NiO 0.25%、
CuO 0.70% 、 ZnO 0.30% 、 SrO 0.27%、 ZrO2 1.75%、
Nb2O5 0.01%、 MoO3 0.44%、 BaO 2.25%、 HfO2 0.05%。
所述搪瓷釉料原料中的三氧化二铝为α-Al2O3 。
所述步骤C中，冷却至室温的原料，捞出后100℃温度下,烘干4min。
所述步骤（2）中，均匀喷涂到钢板上的搪瓷釉料颗粒厚度为0.5mm。
对生产得到的搪瓷钢板进行性能指标的测试。
将生产得到的搪瓷钢板放在520℃温度下,恒温加热30分钟，冷却至室温；上述步骤反复进行5次后；搪瓷钢板仍不裂瓷，无气孔，且表面不软化。
实施例2。
搪瓷钢板的制备方法，其特征在于：包括以下步骤。
（1）制备搪瓷釉料。
a、混合原料：将制备搪瓷釉料的原材料在溶剂水中混合均匀；该搪瓷釉料的原材料包括釉料、石英、硼砂、三氧化二铝、硫酸钡、粘土和亚硝酸钠。
b、熔制：将混合均匀的上述原料放入坩埚中，在1400℃温度下，熔化1h。
c、激冷：将熔化好后的原料投入水中迅速冷却至室温，而后捞出烘干，凝固得到块状熔块。
d、球磨：研磨熔块至能够通过800目的筛子的大小，烘干研磨得到的颗粒。
（2）静电喷涂：将上述研磨得到的搪瓷釉料颗粒，均匀喷涂到钢板上，得到搪瓷钢板。
（3）烘干: 将上述得到的搪瓷钢板置于120℃温度下，烘干60min。
（4）烧制成品：再将烘干后的搪瓷钢板放入熔烧炉中，在860℃温度下,烧制4min。
制备搪瓷釉料的原材料由以下质量份的化合物组成： 釉料90份，石英30份，硼砂0.5份，三氧化二铝15份，硫酸钡0.5份，粘土15份，亚硝酸钠0.2份，水50份。
所述釉料由以下质量百分比的化合物组成。
B2O3 4.2%、 Li2O 6.2%、 Na2O 12.28%、 MgO 0.45%、
Al2O3 1.60%、 SiO2 60.50%、 P2O5 0.10%、 SO3 0.06%、
K2O 1.53% 、 CaO 2.27%、 TiO2 2.28%、 Cr2O3 0.05%、
MnO 0.70%、 Fe2O3 0.36% 、 Co3O4 1.40%、 NiO 0.25%、
CuO 0.70% 、 ZnO 0.30% 、 SrO 0.27%、 ZrO2 1.75%、
Nb2O5 0.01%、 MoO3 0.44%、 BaO 2.25%、 HfO2 0.05%。
所述搪瓷釉料原料中的三氧化二铝为α-Al2O3 。
所述步骤C中，冷却至室温的原料，捞出后120℃温度下,烘干2min。
所述步骤（2）中，均匀喷涂到钢板上的搪瓷釉料颗粒厚度为0.8mm。
对生产得到的搪瓷钢板进行性能指标的测试。
将生产得到的搪瓷钢板放在530℃温度下,恒温加热25分钟，冷却至室温；上述步骤反复进行5次后；搪瓷钢板仍不裂瓷，无气孔，且表面不软化。
实施例3。
搪瓷钢板的制备方法，其特征在于：包括以下步骤。
（1）制备搪瓷釉料。
a、混合原料：将制备搪瓷釉料的原材料在溶剂水中混合均匀；该搪瓷釉料的原材料包括釉料、石英、硼砂、三氧化二铝、硫酸钡、粘土和亚硝酸钠。
b、熔制：将混合均匀的上述原料放入坩埚中，在1300℃温度下，熔化2h。
c、激冷：将熔化好后的原料投入水中迅速冷却至室温，而后捞出烘干，凝固得到块状熔块。
d、球磨：研磨熔块至能够通过700目的筛子的大小，烘干研磨得到的颗粒。
（2）静电喷涂：将上述研磨得到的搪瓷釉料颗粒，均匀喷涂到钢板上，得到搪瓷钢板。
（3）烘干: 将上述得到的搪瓷钢板置于110℃温度下，烘干50min。
（4）烧制成品：再将烘干后的搪瓷钢板放入熔烧炉中，在850℃温度下,烧制5min。
制备搪瓷釉料的原材料由以下质量份的化合物组成：釉料95份，石英25份，硼砂0.8份，三氧化二铝12份，硫酸钡0.8份，粘土10份，亚硝酸钠0.3份，水48份。
所述釉料由以下质量百分比的化合物组成。
B2O3 4.2%、 Li2O 6.2%、 Na2O 12.28%、 MgO 0.45%、
Al2O3 1.60%、 SiO2 60.50%、 P2O5 0.10%、 SO3 0.06%、
K2O 1.53% 、 CaO 2.27%、 TiO2 2.28%、 Cr2O3 0.05%、
MnO 0.70%、 Fe2O3 0.36% 、 Co3O4 1.40%、 NiO 0.25%、
CuO 0.70% 、 ZnO 0.30% 、 SrO 0.27%、 ZrO2 1.75%、
Nb2O5 0.01%、 MoO3 0.44%、 BaO 2.25%、 HfO2 0.05%。
所述搪瓷釉料原料中的三氧化二铝为α-Al2O3 。
所述步骤C中，冷却至室温的原料，捞出后110℃温度下,烘干3min。
所述步骤（2）中，均匀喷涂到钢板上的搪瓷釉料颗粒厚度为0.7mm。
对生产得到的搪瓷钢板进行性能指标的测试。
将生产得到的搪瓷钢板放在540℃温度下,恒温加热30分钟，冷却至室温；上述步骤反复进行5次后；搪瓷钢板仍不裂瓷，无气孔，且表面不软化。
实施例4。
搪瓷钢板的制备方法，其特征在于：包括以下步骤。
（1）制备搪瓷釉料。
a、混合原料：将制备搪瓷釉料的原材料在溶剂水中混合均匀；该搪瓷釉料的原材料包括釉料、石英、硼砂、三氧化二铝、硫酸钡、粘土和亚硝酸钠。
b、熔制：将混合均匀的上述原料放入坩埚中，在1350℃温度下，熔化1.5h。
c、激冷：将熔化好后的原料投入水中迅速冷却至室温，而后捞出烘干，凝固得到块状熔块。
d、球磨：研磨熔块至能够通过700目，烘干研磨得到的颗粒；
（2）静电喷涂：将上述研磨得到的搪瓷釉料颗粒，均匀喷涂到钢板上，得到搪瓷钢板。
（3）烘干: 将上述得到的搪瓷钢板置于100～120℃温度下，烘干40min。
（4）烧制成品：再将烘干后的搪瓷钢板放入熔烧炉中，在800～860℃温度下,烧制4～6min。
制备搪瓷釉料的原材料由以下质量份的化合物组成： 釉料105份，石英15份，硼砂1.2份，三氧化二铝8份，硫酸钡1.2份，粘土5份，亚硝酸钠0.6份，水42份。
所述釉料由以下质量百分比的化合物组成。
B2O3 4.2%、 Li2O 6.2%、 Na2O 12.28%、 MgO 0.45%、
Al2O3 1.60%、 SiO2 60.50%、 P2O5 0.10%、 SO3 0.06%、
K2O 1.53% 、 CaO 2.27%、 TiO2 2.28%、 Cr2O3 0.05%、
MnO 0.70%、 Fe2O3 0.36% 、 Co3O4 1.40%、 NiO 0.25%、
CuO 0.70% 、 ZnO 0.30% 、 SrO 0.27%、 ZrO2 1.75%、
Nb2O5 0.01%、 MoO3 0.44%、 BaO 2.25%、 HfO2 0.05%。
所述搪瓷釉料原料中的三氧化二铝为α-Al2O3 。
所述步骤C中，冷却至室温的原料，捞出后105℃温度下,烘干3min。
所述步骤（2）中，均匀喷涂到钢板上的搪瓷釉料颗粒厚度为0.7mm。
对生产得到的搪瓷钢板进行性能指标的测试。
将生产得到的搪瓷钢板放在550℃温度下,恒温加热30分钟，冷却至室温；上述步骤反复进行5次后；搪瓷钢板仍不裂瓷，无气孔，且表面不软化。
搪瓷涂层钢板基体钢板的厚度通常为1.4-1.6mm，其最小厚度不小于1.0mm，并应满足工程的要求。
本标准产品适用于室内外装饰用，故对其所用的背衬材料应为无有害物质，无放射性危害。
对于室内用搪瓷钢板，背衬用的硅酮结构密封胶和硅酮密封胶材料应采用无毒的防火型密封胶，燃烧性能等级应达到GB 8624 B1级，以保证产品整体燃烧性能等级达到A级。
单层搪瓷钢板由于板面较薄，难以保证产品表面的平面度，故板面平面度由产品供需双方根据工程需要确定。
针对不同的涂搪方法，搪瓷钢板的瓷层厚度不同。
Claims (6)
1.搪瓷钢板的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）制备搪瓷钢板釉料：
a、混合原料：将制备搪瓷釉料的原材料在溶剂 水中混合均匀：该搪瓷釉料的原材料包括釉料、石英、硼砂、三氧化二铝、硫酸钡、粘土和亚硝酸钠；
所述制备搪瓷釉料的原材料由以下质量份的化合物组成：
釉料90～110份，石英10～30份，硼砂0.5～1.5份，三氧化二铝5～15份，硫酸钡0.5～1.5份，粘土5～15份，亚硝酸钠0.2～0.8份，水40～50份；
其中，所述釉料由以下质量百分比的化合物组成：
B2O3 4.2%、 Li2O 6.2%、 Na2O 12.28%、MgO 0.45%、
Al2O3 1.6%、 SiO2 60.50%、P2O5 0.1%、 SO3 0.06%、
K2O 1.53%、 CaO 2.27%、 TiO2 2.28%、 Cr2O3 0.05%、
MnO 0.70%、 Fe2O3 0.36%、Co3O4 1.40%、NiO 0.25%、
CuO 0.70%、 ZnO 0.30%、 SrO 0.27%、 ZrO2 1.75%、
Nb2O5 0.01%、MoO30.44%、 BaO 2.25%、 HfO2 0.05%
b、熔制：将混合均匀的上述原料放入坩埚中，在1200～1400℃温度下，熔化1～3h；
c、激冷：将熔化好后的原料投入水中迅速冷却至室温，而后捞出烘干，凝固得到块状熔块；
d、球磨：研磨熔块至600～800目，烘干研磨得到的磨粒；
（2）静电喷涂：将上述研磨得到的搪瓷釉料颗粒，均匀喷涂到钢板上，得到搪瓷钢板；
（3）烘干：将上述得到的搪瓷钢板置于100～120℃温度下，烘干20～60min；
（4）烧制成品：再将烘干后的搪瓷钢板放入熔烧炉中，在800～860℃温度下，烧制4～6min。
2.根据权利要求1所述搪瓷钢板的制备方法，其特征在于：制备搪瓷釉料的原材料由以下质量份的化合物组成：
釉料95～105份，石英15～25份，硼砂0.8～1.2份，三氧化二铝8～12份，硫酸钡0.8～1.2份，粘土5～10份，亚硝酸钠0.3～0.6份，水42～48份。
3.根据权利要求2所述搪瓷钢板的制备方法，其特征在于：制备搪瓷釉料的原材料由以下质量份的化合物组成：
釉料100份，石英20份，硼砂1份，三氧化二铝10份，硫酸钡1份，粘土8份，亚硝酸钠 0.5份，水45份。
4.根据权利要求3所述搪瓷钢板的制备方法，其特征在于：所述搪瓷釉料原料中的三氧化二铝为α -Al2O3 。
5.根据权利要求4所述搪瓷钢板的制备方法，其特征在于：所述步骤C中，冷却至室温的原料，捞出后100～120℃温度下，烘干2～4min。
6.根据权利要求5所述搪瓷钢板的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，均匀喷涂到钢板上的搪瓷釉料颗粒厚度为0.5～0.8mm。
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