CN103787580B - 热水器搪瓷内胆及搪瓷釉粉 - Google Patents

热水器搪瓷内胆及搪瓷釉粉 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种热水器搪瓷内胆及搪瓷粉末，该热水器搪瓷内胆的搪瓷釉层采用该搪瓷釉粉制成；该搪瓷釉粉按重量百分比计，由以下组分构成：40～55%的SiO2、5～10%的Na2O、5～15%的B2O3、5～7%的Al2O3、0.05～0.2%的Fe2O3、3～6%的K2O、5～23%的ZrO2、3～7%的CaF2、2.5～4%的NaF、3～10%的Co3O4、2～10%的CoO、0.2～0.5%的MnO2、2～4%的Li2O2、3～10%的SiC。本发明的热水器搪瓷内胆，沸水失重小、耐水性强、耐腐蚀性强，而且不出现裂纹或银纹以及爆瓷现象，使用寿命更长。

Description

热水器搪瓷内胆及搪瓷釉粉
技术领域
本发明涉及到热水器技术领域，特别涉及热水器搪瓷内胆及搪瓷釉粉。
背景技术
目前储水式热水器的内胆主要有不锈钢内胆，镀锌内胆，塑料内胆和搪瓷内胆等。内胆是热水器盛装水的容器，长期与水接触，会产生腐蚀，导致内胆漏水。因此需要从本质上考虑如何降低腐蚀，其中搪瓷内胆的搪瓷即是其中手段之一。搪瓷内胆，是在钢板内壁涂覆一层搪瓷釉层，通过釉层隔绝水与钢板的接触而避免钢板被腐蚀造成漏水。但是搪瓷层会溶解在水中，一旦搪瓷层过渡溶解导致钢板与水接触，内胆就会被腐蚀穿孔，导致热水器漏水。普通的搪瓷由于搪瓷粉末成分以及工艺原因，其耐水性差，沸水失重较高，而且容易出现微小裂纹或银纹以及爆瓷等现象，导致搪瓷内胆寿命大大降低。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种热水器搪瓷内胆，旨在提高热水器搪瓷内胆的耐水性、降低热水器搪瓷内胆的沸水失重以及防止热水器搪瓷内胆出现裂纹和爆瓷，从而提高热水器搪瓷内胆的寿命。
为了实现上述目的，本发明提出一种搪瓷釉粉，按重量百分比计，由以下组分构成：40～55%的SiO2、5～10%的Na2O、5～15%的B2O3、5～7%的Al2O3、0.05～0.2%的Fe2O3、3～6%的K2O、5～23%的ZrO2、3～7%的CaF2、2.5～4%的NaF、3～10%的Co3O4、2～10%的CoO、0.2～0.5%的MnO2、2～4%的Li2O2、3～10%的SiC。
优选地，按重量百分比计，所述SiO2为40～48%，所述Na2O为6～8%，所述B2O3为5～8%，所述Al2O3为5.6～6.5%，所述Fe2O3为0.08～0.15%，所述K2O为3.5～4.9%，所述ZrO2为6～15%，所述CaF2为3.6～5.5，所述NaF为2.8～3.3%，所述Co3O4为3.5～6.6%，所述CoO为3.3～5.8%，所述MnO2为0.27～0.37%，所述Li2O2为2.4～3.2%，所述SiC为4.2～7%。
优选地，按重量百分比计，所述SiO2为40%，所述Na2O为7%，所述B2O3为6%，所述Al2O3为6%，所述Fe2O3为1%，所述K2O为4%，所述ZrO2为12%，所述CaF2为4.3，所述NaF为3.2%，所述Co3O4为4%，所述CoO为4.2%，所述MnO2为0.3%，所述Li2O2为3%，所述SiC为5%。
本发明进一步提出一种热水器搪瓷内胆，由内侧至外侧依次为搪瓷釉层、附着层和钢板层，所述搪瓷釉层采用如上所述的搪瓷釉粉制成。
优选地，所述钢板层由含钛重量百分比0.06%～0.35%的钢板制成。
优选地，所述钢板层由含碳重量百分比小于0.08%的钢板制成。
优选地，所述钢板层由含铝重量百分比0.0001%～0.05%的钢板制成。
优选地，所述钢板层由含锰重量百分比0.001%～0.35%的钢板制成。
优选地，所述钢板层由含硫重量百分比0.005%～0.025%的钢板制成。
优选地，所述钢板层由含硅重量百分比在0.37%以下的钢板制成。
本发明的热水器搪瓷内胆及搪瓷釉粉，第一，由于该搪瓷釉粉中添加了SiC，提高搪瓷涂层的耐磨性，并有利于搪瓷釉层与钢板的高温融合，耐酸碱性好，还可以减少烧结时间，降低生产成本；第二，由于该搪瓷釉粉中添加ZrO2，可提高搪瓷釉层的耐腐蚀性，提高沸水失重性能、减少产生鱼鳞状物质和灰白裂纹现象的产生，有助于搪瓷釉层与钢板的高温结合；第三，由于该搪瓷釉粉中添加Co3O4和CoO，可大幅增加搪瓷釉层的密着性，并提高搪瓷釉层表面光洁度和质地硬度，同时使搪瓷釉层呈现蓝宝石颜色。该热水器搪瓷内胆采用了该搪瓷釉粉制成，因此该热水器搪瓷内胆的具有上述优点，因而使用寿命变长。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一：
该实施例提出一种热水器搪瓷内胆，该内胆按以下方法制得：
步骤1：将钢板经过剪切、冲压、拉伸、焊接等工序加工成内胆毛胚，即钢板层，钢板层的厚度优选0.8～3.5mm。
步骤2：对内胆毛胚的内壁表面进行清洗，脱脂，酸洗，中和，干燥等进行搪瓷前处理，以利于搪瓷釉层的附着。
步骤3：将按照以下重量百分比分配的搪瓷釉粉制备成搪瓷釉浆：
40～55%的SiO2、5～10%的Na2O、5～15%的B2O3、5～7%的Al2O3、0.05～0.2%的Fe2O3、3～6%的K2O、5～23%的ZrO2、3～7%的CaF2、2.5～4%的NaF、3～10%的Co3O4、2～10%的CoO、0.2～0.5%的MnO2、2～4%的Li2O2、3～10%的SiC。
步骤4：将制备好的搪瓷釉浆通过一次涂搪（湿法流动涂搪，或者湿法喷搪，或者静电粉末喷搪等方法）涂覆于内胆毛坯内壁上。搪瓷釉浆涂覆的厚度不能太厚，一方面是由于成本原因，另一方面是搪瓷釉浆太厚，反而容易造成脱落，因此本实施例优选搪瓷釉浆涂覆厚度为150～500μm。
步骤5：使内胆毛胚内壁上搪瓷釉浆干燥后，将内胆毛胚输送到固化炉中进行烧成，固化炉中的烧成温度在800～900℃之间，持续时间为4～10分钟。自然冷却后即得到热水器搪瓷内胆。
在下述内容中，各成分的含量的百分数均指重量百分数。
制得的热水器搪瓷内胆由内侧至外侧依次为搪瓷釉层、附着层和钢板层。
进一步地，本实施例制作内胆毛胚的钢板采用含碳量小于0.08%的碳钢，且钢板含钛量0.06%～0.35%、含铝量0.0001%～0.05%、含锰量0.001%～0.35%、含硫量0.005%～0.025%、含硅量小于0.37%。
由于钛能与搪瓷釉层中的多种组分结合，因此钢板中添加钛能够增加热水器搪瓷内胆的密着性。
钢板中的氧以适当量氧化物的形式存在，可以提高热水器搪瓷内胆的耐鳞爆性，而铝是形成氧化物的元素，因此本实施例的热水器搪瓷内胆采用含有适当量铝的钢板制作内胆毛胚；但是钢板中含铝大量时，钢板中的氧化物难以保留，且钢板热轧时由于铝氧化物的缺乏延展性，反而会导致耐鳞爆性降低和密着强度的降低，因此钢板中铝含量优选在0.0001%～0.05%之间。
对于碳钢来说，碳钢中会残留锰。在搪瓷釉层与钢板之间的附着层烧成时，锰会使搪瓷釉层与钢板层的交界面上形成有微小的凹凸形状，搪瓷釉层中的氧化物在该凹凸上以粒状析出，粒状氧化物使钢板与搪瓷釉层的密合性提高。同时锰是防止钢板在热轧时由硫引起的热脆性的元素，硫与锰形成锰硫化合物，在氧化物中复合析出，在钢板轧制时有效地形成空隙，能够提高耐鳞爆性。但是锰含量过多会使搪瓷密合性变差，容易产生气泡和黑斑；同样硫含量过多会使搪瓷釉层里出现气泡和细孔，影响搪瓷釉层的质量。因此锰含量不要超过0.35%，高于0.001%；硫含量不超过0.025%，高于0.0005%。
对于碳钢来说，硅和锰都是碳钢中的残留物。硅含量过高时，会使搪瓷釉层的耐鳞爆性降低，因此，使用硅含量小于0.37%的钢板，以防止硅影响搪瓷釉层的特性。
搪瓷釉粉中添加SiC，可提高搪瓷涂层的耐磨性，并有利于搪瓷釉层与钢板的高温融合，耐酸碱性好，还可以减少烧结时间，降低生产成本。
搪瓷釉粉中添加ZrO2，可提高搪瓷釉层的耐腐蚀性，提高沸水失重性能、减少产生鱼鳞状物质和灰白裂纹现象的产生，有助于搪瓷釉层与钢板的高温结合。
搪瓷釉粉中添加Co3O4和CoO，可大幅增加搪瓷釉层的密着性，并提高搪瓷釉层表面光洁度和质地硬度，同时使搪瓷釉层呈现蓝宝石颜色。
实施例二：
基于实施例一，本实施例采用含碳量0.07%，含钛量0.06%、含铝量0.0001%、含锰量0.28%、含硫量0.02%、含硅量0.37%的钢板。
搪瓷釉粉中的各组分所占百分比为：49%的SiO2、5%的Na2O、8%的B2O3、5.5%的Al2O3、0.2%的Fe2O3、4%的K2O、7%的ZrO2、5%的CaF2、2.8%的NaF、3%的Co3O4、3%的CoO、0.5%的MnO2、2%的Li2O2、5%的SiC。
实施例三：
基于实施例一，本实施例采用含碳量0.07%，含钛量0.06%、含铝量0.0001%、含锰量0.28%、含硫量0.02%、含硅量0.37%的钢板。
搪瓷釉粉中的各组分所占百分比为：48%的SiO2、5%的Na2O、5%的B2O3、5%的Al2O3、0.1%的Fe2O3、3%的K2O、8%的ZrO2、4%的CaF2、2.7%的NaF、5%的Co3O4、5%的CoO、0.2%的MnO2、3%的Li2O2、6%的SiC。
实施例四：
基于实施例一，本实施例采用含碳量0.07%，含钛量0.06%、含铝量0.0001%、含锰量0.28%、含硫量0.02%、含硅量0.37%的钢板。
搪瓷釉粉中的各组分所占百分比为：SiO2为40%，Na2O为7%，B2O3为6%，Al2O3为6%，Fe2O3为1%，K2O为4%，ZrO2为12%，CaF2为4.3，NaF为3.2%，Co3O4为4%，CoO为4.2%，MnO2为0.3%，Li2O2为3%，SiC为5%。
实施例五：
基于实施例一，本实施例采用含碳量0.01%，含钛量0.35%、含铝量0.05%、含锰量0.01%、含硫量0.005%、含硅量0.1%的钢板。
搪瓷釉粉中的各组分所占百分比为：49%的SiO2、5%的Na2O、8%的B2O3、5.5%的Al2O3、0.2%的Fe2O3、4%的K2O、7%的ZrO2、5%的CaF2、2.8%的NaF、3%的Co3O4、3%的CoO、0.5%的MnO2、2%的Li2O2、5%的SiC。
实施例六：
基于实施例一，本实施例采用含碳量0.01%，含钛量0.35%、含铝量0.05%、含锰量0.01%、含硫量0.005%、含硅量0.1%的钢板。
搪瓷釉粉中的各组分所占百分比为：48%的SiO2、5%的Na2O、5%的B2O3、5%的Al2O3、0.1%的Fe2O3、3%的K2O、8%的ZrO2、4%的CaF2、2.7%的NaF、5%的Co3O4、5%的CoO、0.2%的MnO2、3%的Li2O2、6%的SiC。
实施例七：
基于实施例一，本实施例采用含碳量0.01%，含钛量0.35%、含铝量0.05%、含锰量0.01%、含硫量0.005%、含硅量0.1%的钢板。
搪瓷釉粉中的各组分所占百分比为：SiO2为40%，Na2O为7%，B2O3为6%，Al2O3为6%，Fe2O3为1%，K2O为4%，ZrO2为12%，CaF2为4.3，NaF为3.2%，Co3O4为4%，CoO为4.2%，MnO2为0.3%，Li2O2为3%，SiC为5%。
分别按照实施例二至实施例七中的原料比例生产出的搪瓷内胆与普通搪瓷内胆的性能比较结果如表1所示。
表1：
表1中的沸水失重、密着性、耐热急变性和耐冷酸都是按GB/T2590-2003标准测得。
本发明进一步提出一种搪瓷釉粉，按重量百分比记，该搪瓷釉粉包括：40～55%的SiO2、5～10%的Na2O、5～15%的B2O3、5～7%的Al2O3、0.05～0.2%的Fe2O3、3～6%的K2O、5～23%的ZrO2、3～7%的CaF2、2.5～4%的NaF、3～10%的Co3O4、2～10%的CoO、0.2～0.5%的MnO2、2～4%的Li2O2、3～10%的SiC。
使用本发明的搪瓷釉粉制成的搪瓷内胆，第一，由于搪瓷釉粉中添加SiC，可提高搪瓷涂层的耐磨性，并有利于搪瓷釉层与钢板的高温融合，耐酸碱性好，还可以减少烧结时间，降低生产成本；第二，由于搪瓷釉粉中添加ZrO2，可提高搪瓷釉层的耐腐蚀性，提高沸水失重性能、减少产生鱼鳞状物质和灰白裂纹现象的产生，有助于搪瓷釉层与钢板的高温结合；第三，由于搪瓷釉粉中添加Co3O4和CoO，可大幅增加搪瓷釉层的密着性，并提高搪瓷釉层表面光洁度和质地硬度，同时使搪瓷釉层呈现蓝宝石颜色。具体的，该搪瓷釉粉的有益效果可参照上述各个实施例体现。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种搪瓷釉粉，其特征在于，按重量百分比计，由以下组分构成：40～55%的SiO2、5～10%的Na2O、5～15%的B2O3、5～7%的Al2O3、0.05～0.2%的Fe2O3、3～6%的K2O、5～23%的ZrO2、3～7%的CaF2、2.5～4%的NaF、3～10%的Co3O4、2～10%的CoO、0.2～0.5%的MnO2、2～4%的Li2O2、3～10%的SiC。
2.根据权利要求1所述的搪瓷釉粉，其特征在于，按重量百分比计，所述SiO2为40～48%，所述Na2O为6～8%，所述B2O3为5～8%，所述Al2O3为5.6～6.5%，所述Fe2O3为0.08～0.15%，所述K2O为3.5～4.9%，所述ZrO2为6～15%，所述CaF2为3.6～5.5，所述NaF为2.8～3.3%，所述Co3O4为3.5～6.6%，所述CoO为3.3～5.8%，所述MnO2为0.27～0.37%，所述Li2O2为2.4～3.2%，所述SiC为4.2～7%。
3.根据权利要求2所述的搪瓷釉粉，其特征在于，按重量百分比计，所述SiO2为40%，所述Na2O为7%，所述B2O3为6%，所述Al2O3为6%，所述Fe2O3为1%，所述K2O为4%，所述ZrO2为12%，所述CaF2为4.3%，所述NaF为3.2%，所述Co3O4为4%，所述CoO为4.2%，所述MnO2为0.3%，所述Li2O2为3%，所述SiC为5%。
4.一种热水器搪瓷内胆，由内侧至外侧依次为搪瓷釉层、附着层和钢板层，其特征在于，所述搪瓷釉层采用如权利要求1-3中任一项所述的搪瓷釉粉制成。
5.根据权利要求4所述的热水器搪瓷内胆，其特征在于，所述钢板层由含钛重量百分比0.06%～0.35%的钢板制成。
6.根据权利要求4所述的热水器搪瓷内胆，其特征在于，所述钢板层由含碳重量百分比小于0.08%的钢板制成。
7.根据权利要求4所述的热水器搪瓷内胆，其特征在于，所述钢板层由含铝重量百分比0.0001%～0.05%的钢板制成。
8.根据权利要求4所述的热水器搪瓷内胆，其特征在于，所述钢板层由含锰重量百分比0.001%～0.35%的钢板制成。
9.根据权利要求4所述的热水器搪瓷内胆，其特征在于，所述钢板层由含硫重量百分比0.005%～0.025%的钢板制成。
10.根据权利要求4所述的热水器搪瓷内胆，其特征在于，所述钢板层由含硅重量百分比在0.37%以下的钢板制成。
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