CN105565669A - 搪瓷涂料及其制备方法和搪瓷产品 - Google Patents

搪瓷涂料及其制备方法和搪瓷产品 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种搪瓷涂料及其制备方法和搪瓷产品，其中，搪瓷涂料包含的组分及各组分的质量份为：SiO2：45～55份；B2O3：10～15份；K2O：5～10份；Na2O：9～15份；MnO2：0～1份；Al2O3：2～5份；TiO2：3～5份；NiO：2～3份；CuO：0.5～2份；Li2O：6～10份；CoO：1.5～3.5份；ZrO2：2～5份；CaO：3～5份。本发明提供的搪瓷涂料，通过优化调整搪瓷涂料的组分及各组分的含量，有效改善了搪瓷涂料的附着力和密着性，从而增加了搪瓷层与产品基体的结合强度，显著降低了搪瓷产品发生爆瓷、爆裂等不良现象的概率，提高了搪瓷产品的良品率；且本方案的搪瓷涂料在配制和施工的过程中，无需添加额外的粘结剂、辅料或其他化学成分来改善涂层性能，因而制备工艺和施工工艺简单，同时开发周期与成本无延长或增加。

Description

搪瓷涂料及其制备方法和搪瓷产品
技术领域
本发明涉及搪瓷技术领域，具体而言，涉及一种搪瓷涂料及其制备方法和一种搪瓷产品。
背景技术
搪瓷涂料的附着力、密着性等性质对搪瓷产品的品质影响很大，而现有的搪瓷涂料易导致搪瓷产品出现爆瓷、爆裂等不良现象，降低了搪瓷产品的良品率。
发明内容
为了解决上述技术问题至少之一，本发明的一个目的在于提供一种附着力强、密着性高，能够有效降低搪瓷产品爆瓷、爆裂等现象的搪瓷涂料。
本发明的另一个目的在于提供一种上述搪瓷涂料的制备方法。
本发明的又一个目的在于提供一种利用上述搪瓷涂料制备搪瓷层的搪瓷产品。
为了实现上述目的，本发明第一方面的实施例提供了一种搪瓷涂料，用于干搪工艺，包含的组分及各组分的质量份为：SiO2：45～55份；B2O3：10～15份；K2O：5～10份；Na2O：9～15份；MnO2：0～1份；Al2O3：2～5份；TiO2：3～5份；NiO：2～3份；CuO：0.5～2份；Li2O：6～10份；CoO：1.5～3.5份；ZrO2：2～5份；CaO：3～5份。
本发明第一方面的实施例提供的搪瓷涂料，通过优化调整搪瓷涂料的组分及各组分的含量，有效改善了搪瓷涂料的附着力和密着性，从而增加了搪瓷层与产品基体的结合强度，显著降低了搪瓷产品发生爆瓷、爆裂等不良现象的概率，提高了搪瓷产品的良品率；且本方案的搪瓷涂料在配制和施工的过程中，无需添加额外的粘结剂、辅料或其他化学成分来改善涂层性能，因而制备工艺和施工工艺简单，同时开发周期与成本无延长或增加。
具体而言，现有的搪瓷涂料的附着力、密着性等性质不能满足搪瓷产品的品质要求，易导致搪瓷产品出现爆瓷、爆裂等现象，降低了搪瓷产品的良品率；而本发明提供的搪瓷涂料，通过优化调整搪瓷涂料的组分及各组分的含量，在无需添加额外的粘结剂、辅料或其他化学成分来改善涂层性能的前提下，使得制备的搪瓷层的热膨胀系数与基体板材的热膨胀系数相匹配，从而有效改善了搪瓷层的附着力和密着性，显著增加了搪瓷层与基体板材的结合强度，降低了搪瓷产品发生爆瓷、爆裂等不良现象的概率，提高了搪瓷产品的良品率，且没有延长搪瓷涂料的开发周期，也没有增加搪瓷涂料的成本。
另外，本发明提供的上述实施例中的搪瓷涂料还可以具有如下附加技术特征：
在上述技术方案中，所述搪瓷涂料的粒度小于13μm。
将搪瓷涂料的粒度控制在13μm以下，一方面便于搪瓷粉末均匀牢固地沉积在基体板材上，以使制备的搪瓷层厚度更加均匀，另一方面使得搪瓷涂料在后期烧成过程中更加均匀致密，从而进一步降低了搪瓷产品爆瓷、爆裂的几率。
在上述任一技术方案中，所述搪瓷涂料还包括抗菌剂。
通过在搪瓷涂料中增加抗菌剂，可以使制得的搪瓷层具备抗菌功能，进而使搪瓷产品具备抗菌功能，这样，搪瓷产品不仅具有优良的耐蚀性、耐磨性、耐高温、不导电等优异的物理化学性能，还具备优异的生物抗菌性能，同时表面光滑美观，因此能够进一步扩大搪瓷涂料的应用范围，在一定程度上开辟了涂料行业新领域。
在上述任一技术方案中，所述抗菌剂的质量份为：0.3～0.9份。
将抗菌剂的质量份控制在0.3～0.9份的范围内，即可满足搪瓷产品的抗菌要求，避免了抗菌剂添加过多造成的原料浪费。实际生产中，应当根据抗菌剂的具体种类、抗菌等级的要求及使用的场合，来确定抗菌剂的具体数量。
在上述任一技术方案中，所述搪瓷涂料还包括着色剂。
在搪瓷涂料中加入一定比例的着色剂，能够使形成的搪瓷层具有图案或者花纹，或者呈某种颜色，从而丰富了搪瓷产品的外观，提升了搪瓷产品的美观性。实际生产中，可以根据产品的不同需求，添加不同的着色剂，以使搪瓷产品的外观更加多样化，从而满足消费者的不同需求。
本领域的技术人员应当理解的是，本方案的基础配方中包含CuO、CoO等含有彩色离子的金属氧化物，因而制得的搪瓷层本身即呈现一定的颜色，在此基础上，本方案还可以额外再添加一些着色剂，以调整搪瓷层的颜色，使搪瓷层呈现其他的需要的色彩或图案，来满足产品的不同需求。
本发明第二方面的实施例提供了一种搪瓷涂料的制备方法，用于制备如上述第一方面实施例中任一项的搪瓷涂料，包括如下步骤：
步骤S10，向配制容器中放入45～55质量份的SiO2，研磨搅拌；
步骤S20，向所述配制容器中加入10～15质量份B2O3、5～10质量份的K2O、9～15质量份的Na2O，研磨搅拌；
步骤S30，向所述配制容器中加入0～1质量份的MnO2、2～5质量份Al2O3、3～5质量份的TiO2、2～3质量份的NiO，研磨搅拌；
步骤S40，向所述配制容器中加入0.5～2质量份的CuO、6～10质量份的Li2O、1.5～3.5质量份的CoO、2～5质量份的ZrO2、3～5质量份的CaO，研磨搅拌，得到粉末状的所述搪瓷涂料。
本发明第二方面的实施例提供的搪瓷涂料的制备方法，因按照第一方面实施例中的搪瓷涂料的配方进行配制，因而得到的搪瓷涂料具备上述第一方面实施例中任一项的有益效果，在此不再赘述；且本方法只需将原料充分研磨搅拌到一定细度即可，因此制备工艺简单，且制得的干粉状的搪瓷涂料用于干搪工艺制备搪瓷产品，成本低，材料利用率高，且对环境无污染。
另外，本发明提供的上述实施例中的搪瓷涂料的制备方法还可以具有如下附加技术特征：
在上述技术方案中，所述搪瓷涂料的粒度小于13μm。
将搪瓷涂料的颗粒粒度搅拌研磨至13μm以下，即研磨后过1000目筛，一方面便于搪瓷粉末均匀地沉积在基体板材上，以使制备的搪瓷层厚度更加均匀，另一方面使得搪瓷涂料在后期烧成过程中更加均匀致密，从而进一步降低了搪瓷产品爆瓷、爆裂的几率。
在上述技术方案中，所述配制容器为密闭容器。
在上述技术方案中，所述密闭容器的内部温度为15℃，相对湿度为20％RH。
在内部温度为15℃，相对湿度为20％RH的密闭容器中配制搪瓷涂料，一方面避免了原料飞出造成浪费，且保证了各组分的精确配比；另一方面能够保证原料的干燥，避免研磨过程中发生颗粒团聚等现象，从而保证了原料能够均匀混合，且能够研磨到所需的细度。
本发明第三方面的实施例提供了一种搪瓷产品，所述搪瓷产品的搪瓷层采用如上述第一方面实施例中任一项的搪瓷涂料制成。
本发明第三方面的实施例提供的搪瓷产品，因采用上述第一方面实施例中的搪瓷涂料来制备搪瓷层，因而搪瓷层具有较强的附着力和密着性，与产品基体之间具有较高的结合强度，从而能够避免爆瓷、爆裂等不良现象的发生，具有较高的良品率。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例所述的搪瓷涂料的制备方法的流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
本发明第一方面的实施例提供的搪瓷涂料，用于干搪工艺，包含的组分及各组分的质量份为：SiO2：45～55份；B2O3：10～15份；K2O：5～10份；Na2O：9～15份；MnO2：0～1份；Al2O3：2～5份；TiO2：3～5份；NiO：2～3份；CuO：0.5～2份；Li2O：6～10份；CoO：1.5～3.5份；ZrO2：2～5份；CaO：3～5份。
本发明第一方面的实施例提供的搪瓷涂料，通过优化调整搪瓷涂料的组分及各组分的含量，有效改善了搪瓷涂料的附着力和密着性，从而增加了搪瓷层与产品基体的结合强度，显著降低了搪瓷产品发生爆瓷、爆裂等不良现象的概率，提高了搪瓷产品的良品率；且本方案的搪瓷涂料在配制和施工的过程中，无需添加额外的粘结剂、辅料或其他化学成分来改善涂层性能，因而制备工艺和施工工艺简单，同时开发周期与成本无延长或增加。
具体而言，现有的搪瓷涂料的附着力、密着性等性质不能满足搪瓷产品的品质要求，易导致搪瓷产品出现爆瓷、爆裂等现象，降低了搪瓷产品的良品率；而本发明提供的搪瓷涂料，通过优化调整搪瓷涂料的组分及各组分的含量，在无需添加额外的粘结剂、辅料或其他化学成分来改善涂层性能的前提下，使得制备的搪瓷层的热膨胀系数与基体板材的热膨胀系数相匹配，从而有效改善了搪瓷层的附着力和密着性，显著增加了搪瓷层与基体板材的结合强度，降低了搪瓷产品发生爆瓷、爆裂等不良现象的概率，提高了搪瓷产品的良品率，且没有延长搪瓷涂料的开发周期，也没有增加搪瓷涂料的成本。
进一步地，所述搪瓷涂料的粒度小于13μm。
在该实施例中，将搪瓷涂料的粒度控制在13μm以下，一方面便于搪瓷粉末均匀牢固地沉积在基体板材上，以使制备的搪瓷层厚度更加均匀，另一方面使得搪瓷涂料在后期烧成过程中更加均匀致密，从而进一步降低了搪瓷产品爆瓷、爆裂的几率。
在本发明的一些实施例中，所述搪瓷涂料还包括抗菌剂。
优选地，所述抗菌剂的质量份为：0.3～0.9份。
在上述实施例中，通过在搪瓷涂料中增加抗菌剂，可以使制得的搪瓷层具备抗菌功能，进而使搪瓷产品具备抗菌功能，这样，搪瓷产品不仅具有优良的耐蚀性、耐磨性、耐高温、不导电等优异的物理化学性能，还具备优异的生物抗菌性能，同时表面光滑美观，因此能够进一步扩大搪瓷涂料的应用范围，在一定程度上开辟了涂料行业新领域。
将抗菌剂的质量份控制在0.3～0.9份的范围内，即可满足搪瓷产品的抗菌要求，避免了抗菌剂添加过多造成的原料浪费。实际生产中，应当根据抗菌剂的具体种类、抗菌等级的要求及使用的场合，来确定抗菌剂的具体数量。
可选地，所述搪瓷涂料还包括着色剂。
在搪瓷涂料中加入一定比例的着色剂，能够使形成的搪瓷层具有图案或者花纹，或者呈某种颜色，从而丰富了搪瓷产品的外观，提升了搪瓷产品的美观性。实际生产中，可以根据产品的不同需求，添加不同的着色剂，以使搪瓷产品的外观更加多样化，从而满足消费者的不同需求。
本领域的技术人员应当理解的是，本方案的基础配方中包含CuO、CoO等含有彩色离子的金属氧化物，因而制得的搪瓷层本身即呈现一定的颜色，在此基础上，本方案还可以额外再添加一些着色剂，以调整搪瓷层的颜色，使搪瓷层呈现其他的需要的色彩或图案，来满足产品的不同需求。
如图1所示，本发明第二方面的实施例提供的搪瓷涂料的制备方法，用于制备如上述第一方面实施例中任一项的搪瓷涂料，包括如下步骤：
步骤S10，向配制容器中放入45～55质量份的SiO2，研磨搅拌；
步骤S20，向所述配制容器中加入10～15质量份的B2O3、5～10质量份的K2O、9～15质量份的Na2O，研磨搅拌；
步骤S30，向所述配制容器中加入0～1质量份的MnO2、2～5质量份的Al2O3、3～5质量份的TiO2、2～3质量份的NiO，研磨搅拌；
步骤S40，向所述配制容器中加入0.5～2质量份的CuO、6～10质量份的Li2O、1.5～3.5质量份的CoO、2～5质量份的ZrO2、3～5质量份的CaO，研磨搅拌，得到粉末状的所述搪瓷涂料。
本发明第二方面的实施例提供的搪瓷涂料的制备方法，因按照第一方面实施例中的搪瓷涂料的配方进行配制，因而得到的搪瓷涂料具备上述第一方面实施例中任一项的有益效果，在此不再赘述；且本方法只需将原料充分研磨搅拌到一定细度即可，因此制备工艺简单，且制得的干粉状的搪瓷涂料用于干搪工艺制备搪瓷产品，成本低，材料利用率高，且对环境无污染。
需要说明的是，上述原料的添加顺序大致是按照质量份由多至少的顺序添加的，这样便于原料的研磨过程，并能够使各组分混合得更加均匀，但本领域的技术人员应当理解，上述组分的添加顺序并不是固定的，只要能够使各组分混合均匀且达到所需的细度即可，因此本方案的搪瓷涂料的制备方法不限于上述添加顺序。
进一步地，所述搪瓷涂料的粒度小于13μm。
在该实施例中，将搪瓷涂料的颗粒粒度搅拌研磨至13μm以下，即研磨后过1000目筛，一方面便于搪瓷粉末均匀地沉积在基体板材上，以使制备的搪瓷层厚度更加均匀，另一方面使得搪瓷涂料在后期烧成过程中更加均匀致密，从而进一步降低了搪瓷产品爆瓷、爆裂的几率。
优选地，所述容器为密闭容器。
进一步地，所述密闭容器的内部温度为15℃，相对湿度为20％RH。
在上述实施例中，在内部温度为15℃，相对湿度为20％RH的密闭容器中配制搪瓷涂料，一方面避免了原料飞出造成浪费，且保证了各组分的精确配比；另一方面能够保证原料的干燥，避免研磨过程中发生颗粒团聚等现象，从而保证了原料能够均匀混合，且能够研磨到所需的细度。
本发明第三方面的实施例提供的搪瓷产品，所述搪瓷产品的搪瓷层采用如上述第一方面实施例中任一项的搪瓷涂料制成。
本发明第三方面的实施例提供的搪瓷产品，因采用上述第一方面实施例中的搪瓷涂料来制备搪瓷层，因而搪瓷层具有较强的附着力和密着性，与产品基体之间具有较高的结合强度，从而能够避免爆瓷、爆裂等不良现象的发生，具有较高的良品率。
下面结合一些具体实施例来对本发明作进一步详细的描述：
实施例一：
本实施例中的搪瓷涂料包含的组分及各组分的质量份为：
实施例二：
本实施例中的搪瓷涂料包含的组分及各组分的质量份为：
组分名称 CAS编号 含量(份)
SiO2 14808-60-7 55
B2O3 11130-12-4 10
K2O 7757-79-1 5
Na2O 497-19-8 15
MnO2 1313-13-9 0
Al2O3 1344-28-1 5
TiO2 1317-70-0 3
NiO 1313-99-1 2
CuO 1317-38-0 0.5
Li2O 554-13-2 10
CoO 1308-06-1 3.5
ZrO2 12036-23-6 2
CaO 13997-26-7 3
实施例三：
本实施例中的搪瓷涂料包含的组分及各组分的质量份为：
涂料制备过程(按照上述三个配方制备搪瓷涂料)：
步骤S10，向配制容器中放入45～55质量份的SiO2，研磨搅拌；
步骤S20，向所述配制容器中加入10～15质量份的B2O3、5～10质量份的K2O、9～15质量份的Na2O，研磨搅拌；
步骤S30，向所述配制容器中加入0～1质量份的MnO2、2～5质量份的Al2O3、3～5质量份的TiO2、2～3质量份的NiO，研磨搅拌；
步骤S40，向所述配制容器中加入0.5～2质量份的CuO、6～10质量份的Li2O、1.5～3.5质量份的CoO、2～5质量份的ZrO2、3～5质量份的CaO，研磨搅拌，得到粉末状的所述搪瓷涂料。
搪瓷层制备过程：
将制备好的上述搪瓷涂料放入喷粉设备中，喷到搪瓷微波炉内胆表面，然后放到高温炉里，粉末状的搪瓷涂料达到熔融状态后附着在微波炉内胆基材表面，形成搪瓷层。
经检测，上述三个实施例中的搪瓷涂料，均能有效降低搪瓷产品出现爆瓷、爆裂等不良现象的几率，均显著提高了搪瓷产品的良品率，即上述实施例均可以实现本发明的目的。
对上述实施例一形成的搪瓷层进行性能检测，检测结果如下表1所示：
表1
对上述实施例二形成的搪瓷层进行性能检测，检测结果与表1相同，在此不再重复列举。
对上述实施例三形成的搪瓷层进行性能检测，检测结果与表1相同，在此不再重复列举。
从表1可以看出，本发明的实施例提供的搪瓷涂料制成的搪瓷层，硬度高、装饰性好，无裂纹、无爆瓷、无脱落、无气泡，因而有效解决了搪瓷微波炉爆瓷、爆裂的问题，提高了搪瓷微波炉的良品率。
此外，由表1还可以看出，本发明的搪瓷涂料制成的搪瓷层的耐温性较好，因此还适用于特殊产品，如搪瓷大烤箱、搪瓷小烤箱等搪瓷产品的搪瓷性能，在一定程度上开辟了涂料行业新领域。
综上所述，本发明提供的搪瓷涂料，通过优化调整搪瓷涂料的组分及各组分的含量，有效改善了搪瓷涂料的附着力和密着性，从而增加了搪瓷层与产品基体的结合强度，显著降低了搪瓷产品发生爆瓷、爆裂等不良现象的概率，提高了搪瓷产品的良品率；且本方案的搪瓷涂料在配制和施工的过程中，无需添加额外的粘结剂、辅料或其他化学成分来改善涂层性能，因而制备工艺和施工工艺简单，同时开发周期与成本无延长或增加。
在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种搪瓷涂料，用于干搪工艺，其特征在于，包含的组分及各组分的质量份为：
SiO2：45～55份；
B2O3：10～15份；
K2O：5～10份；
Na2O：9～15份；
MnO2：0～1份；
Al2O3：2～5份；
TiO2：3～5份；
NiO：2～3份；
CuO：0.5～2份；
Li2O：6～10份；
CoO：1.5～3.5份；
ZrO2：2～5份；
CaO：3～5份。
2.根据权利要求1所述的搪瓷涂料，其特征在于，
所述搪瓷涂料的粒度小于13μm。
3.根据权利要求2所述的搪瓷涂料，其特征在于，还包括抗菌剂。
4.根据权利要求3所述的搪瓷涂料，其特征在于，
所述抗菌剂的质量份为：0.3～0.9份。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的搪瓷涂料，其特征在于，还包括着色剂。
6.一种搪瓷涂料的制备方法，用于制备如权利要求1至5中任一项所述的搪瓷涂料，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S10，向配制容器中放入45～55质量份的SiO2，研磨搅拌；
步骤S20，向所述配制容器中加入10～15质量份的B2O3、5～10质量份的K2O、9～15质量份的Na2O，研磨搅拌；
步骤S30，向所述配制容器中加入0～1质量份的MnO2、2～5质量份的Al2O3、3～5质量份的TiO2、2～3质量份的NiO，研磨搅拌；
步骤S40，向所述配制容器中加入0.5～2质量份的CuO、6～10质量份的Li2O、1.5～3.5质量份的CoO、2～5质量份的ZrO2、3～5质量份的CaO，研磨搅拌，得到粉末状的所述搪瓷涂料。
7.根据权利要求6所述的搪瓷涂料的制备方法，其特征在于，
所述搪瓷涂料的粒度小于13μm。
8.根据权利要求6所述的搪瓷涂料的制备方法，其特征在于，
所述配制容器为密闭容器。
9.根据权利要求7所述的搪瓷涂料的制备方法，其特征在于，
所述密闭容器的内部温度为15℃，相对湿度为20％RH。
10.一种搪瓷产品，其特征在于，所述搪瓷产品的搪瓷层采用如权利要求1至5中任一项所述的搪瓷涂料制成。
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