CN106630620A - 一种防爆瓷搪瓷底釉的制备方法 - Google Patents
一种防爆瓷搪瓷底釉的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种防爆瓷搪瓷底釉的制备方法,属于搪瓷底釉制备技术领域。本发明首先以膨润土、高岭土进行球磨后煅烧,得到煅烧物,再将其与铝钛复合偶联剂等物质进行混合,制备得改性混合物,接着以稻壳为原料,对其炭化后,利用十二烷基硫酸钠溶液对其进行改性,得到改性稻壳粉末,将其与改性混合物、石英砂等物质进行混合,得到混合釉料,最后对其进行热处理,即可得到防爆瓷搪瓷底釉。本发明制备的防爆瓷搪瓷底釉与金属基材的密着强度达到一级,附着力高,不易开裂;热膨胀系数为25×10‑7~85×10‑7/℃,与金属的热膨胀系数相近,不易出现开裂和爆瓷的现象。
Description
技术领域
本发明涉及一种防爆瓷搪瓷底釉的制备方法,属于搪瓷底釉制备技术领域。
背景技术
搪瓷底釉以其高档的外观,卓越的耐摩擦、耐酸碱、耐腐蚀、耐高温性能和良好的易清洁性能一直受到广泛的关注与研究。搪瓷底釉一是用作过渡层或者说密着层,使得面釉和钢粘结起来牢固地粘在一起,二是起到储藏气体的作用,因为搪烧过程中会产生CO、CO2、H2等气体,这些气体有部分必须留在底釉的微气孔中才稳定。
众所周知,搪瓷使用性能的优劣,在很大程度上取决于底釉的性能,这层底釉所起的作用是确保金属与瓷层间的牢固结合。因此,为了提高其密着性能,底釉组成中一般均含有CoO和NiO。但在大规模生产各种搪瓷制品时,需要大批量使用这些原料,就使这些原材料显得供应紧张,价格日趋上涨。为了妥善解决这一矛盾,必须设法寻求一条能降低底釉组成中钻和镍含量的有效途径。
科研工作者认为:如果在涂搪前对金属表面采用现代化的表面处理新工艺,则可以通过三个方面来解决这一问题,首先采用在组成中适当降低CoO和NiO的含量,其次是采用性质相类似的其他化合物加以代替,最后利用价格更便宜的原料,甚至工业生产中的废料。使用这种方法生产出来的搪瓷底釉成本有所降低,但是其在金属基材表面进行喷涂搪瓷材料处理后,附着力差,易产生爆瓷,影响外观与使用;搪瓷底釉的膨胀系数与金属基材相差较大,容易产生开裂、爆瓷等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题:针对传统的搪瓷底釉与金属基材的附着力差,热膨胀系数与金属基材相差较大,容易产生开裂和爆瓷,影响外观与使用的问题,提供了一种利用改性膨润土、高岭土和稻壳中二氧化钛制备得防爆瓷搪瓷底釉的方法,本发明首先以膨润土、高岭土进行球磨后煅烧,得到煅烧物,再将其与铝钛复合偶联剂等物质进行混合,制备得改性混合物,接着以稻壳为原料,对其炭化后,利用十二烷基硫酸钠溶液对其进行改性,得到改性稻壳粉末,将其与改性混合物、石英砂等物质进行混合,得到混合釉料,最后对其进行热处理,即可得到防爆瓷搪瓷底釉。本发明制备的防爆瓷搪瓷底釉解决了与金属基材附着力差,容易产生开裂和爆瓷的问题,提高了与金属基材的结合度,不易出现爆瓷现象。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:
(1)称取200~300g膨润土和150~250g高岭土加入球磨机中球磨1~2h,过200~240目筛,得混合粉末,将混合粉末置于坩埚中,并将坩埚放入马弗炉中,以5~10℃/min速率升温至550~650℃,保温煅烧60~100min后冷却取出得煅烧物;
(2)向煅烧物中加入2~4g铝钛复合偶联剂OL-AT1618,加热至70~80℃后以500~600r/min转速搅拌混合20~30min,随后喷洒5~7mL质量分数3%十八胺氯仿溶液,继续搅拌混合30~40min后,得到改性混合物,备用;
(3)称取400~600g稻壳,晒干后加入粉碎机中粉碎后过80~100目筛,得稻壳粉末,放入管式炉中,升高温度至300~400℃,在空气环境下热处理10~20min,收集稻壳灰,将稻壳灰按质量比1:6加入质量分数10%十二烷基硫酸钠溶液中,搅拌混合20~30min后抽滤,得滤渣后在60~70℃下干燥4~6h,得改性稻壳粉末;
(4)按重量份数计,分别选取15~25份步骤(2)备用的改性混合物、20~30份上述改性稻壳粉末、15~20份石英砂、4~6份氧化铝、2~4份氧化锌、1~3份氧化铁、0.5~1.0份氧化镁、3~5份氧化钙、1~2份氧化钠、0.3~0.5份二氧化锆、0.3~0.5份三氧化钼、0.2~0.4份氧化锑、1~2份硝酸镍、0.2~0.6份碳酸钡和1~3份稀土,搅拌混合后得混合釉料;
(5)将上述混合釉料加入管式炉中,先以10~12℃/min速率升温至700~800℃,保温30~40min,保温后再升温至1000~1200℃,热处理1~2h,将热处理后的混合物倒入水中进行淬火20~40min,淬火后过滤收集滤渣,放入烘箱中,在90~100℃温度下干燥8~10h,干燥后加入球磨机中球磨3~5h,球磨后过400~420目筛,得混合粉末,即为防爆瓷搪瓷底釉。
本发明的应用方法:首先选取45号钢,将其置于质量浓度为45g/L的氢氧化钠溶液中浸泡25~35min,并对其加热,控制温度为70~80℃,待浸泡结束后,取出浸泡后的钢材,用清水冲洗2~3遍后,干燥,并对其进行喷砂粗化处理,得到预处理钢材,接着将本发明制备的防爆瓷搪瓷底釉装入离子喷枪中的送粉器中,并依次打开离子喷枪的主电源、直流电源、水冷器等开关,开启送粉器,利用离子喷枪对预处理钢材进行喷涂底釉,并控制喷嘴与预处理钢材的距离为45~50mm,喷枪速度为10~15mm/s,调节送粉量为60~65g/min,水的流量为17~23L/min,喷涂厚度为100~130μm,待喷涂结束后,将涂有底釉的预处理钢材于740~780℃下煅烧10~15min即可。经检测,搪瓷层的密着强度达到一级,附着力高,结合强度为60~80N/mm2,且搪瓷底釉的热膨胀系数为25×10-7~85×10-7/℃,与金属的热膨胀系数相近,不易出现开裂和爆瓷的现象。
本发明与其他方法相比,有益技术效果是:
(1)本发明制备的防爆瓷搪瓷底釉与金属基材的密着强度达到一级,附着力高。不易开裂;
(2)本发明制备的防爆瓷搪瓷底釉热膨胀系数为25×10-7~85×10-7/℃,与金属的热膨胀系数相近,不易出现开裂和爆瓷的现象。
具体实施方式
首先称取200~300g膨润土和150~250g高岭土加入球磨机中球磨1~2h,过200~240目筛,得混合粉末,将混合粉末置于坩埚中,并将坩埚放入马弗炉中,以5~10℃/min速率升温至550~650℃,保温煅烧60~100min后冷却取出得煅烧物;向煅烧物中加入2~4g铝钛复合偶联剂OL-AT1618,加热至70~80℃后以500~600r/min转速搅拌混合20~30min,随后喷洒5~7mL质量分数3%十八胺氯仿溶液,继续搅拌混合30~40min后,得到改性混合物,备用;再称取400~600g稻壳,晒干后加入粉碎机中粉碎后过80~100目筛,得稻壳粉末,放入管式炉中,升高温度至300~400℃,在空气环境下热处理10~20min,收集稻壳灰,将稻壳灰按质量比1:6加入质量分数10%十二烷基硫酸钠溶液中,搅拌混合20~30min后抽滤,得滤渣后在60~70℃下干燥4~6h,得改性稻壳粉末;接着按重量份数计,分别选取15~25份备用的改性混合物、20~30份上述改性稻壳粉末、15~20份石英砂、4~6份氧化铝、2~4份氧化锌、1~3份氧化铁、0.5~1.0份氧化镁、3~5份氧化钙、1~2份氧化钠、0.3~0.5份二氧化锆、0.3~0.5份三氧化钼、0.2~0.4份氧化锑、1~2份硝酸镍、0.2~0.6份碳酸钡和1~3份稀土,搅拌混合后得混合釉料;最后将上述混合釉料加入管式炉中,先以10~12℃/min速率升温至700~800℃,保温30~40min,保温后再升温至1000~1200℃,热处理1~2h,将热处理后的混合物倒入水中进行淬火20~40min,淬火后过滤收集滤渣,放入烘箱中,在90~100℃温度下干燥8~10h,干燥后加入球磨机中球磨3~5h,球磨后过400~420目筛,得混合粉末,即为防爆瓷搪瓷底釉。
实例1
首先称取300g膨润土和250g高岭土加入球磨机中球磨2h,过240目筛,得混合粉末,将混合粉末置于坩埚中,并将坩埚放入马弗炉中,以10℃/min速率升温至650℃,保温煅烧100min后冷却取出得煅烧物;向煅烧物中加入4g铝钛复合偶联剂OL-AT1618,加热至80℃后以600r/min转速搅拌混合30min,随后喷洒7mL质量分数3%十八胺氯仿溶液,继续搅拌混合40min后,得到改性混合物,备用;再称取600g稻壳,晒干后加入粉碎机中粉碎后过100目筛,得稻壳粉末,放入管式炉中,升高温度至400℃,在空气环境下热处理20min,收集稻壳灰,将稻壳灰按质量比1:6加入质量分数10%十二烷基硫酸钠溶液中,搅拌混合30min后抽滤,得滤渣后在70℃下干燥6h,得改性稻壳粉末;接着按重量份数计,分别选取25份备用的改性混合物、30份上述改性稻壳粉末、20份石英砂、6份氧化铝、4份氧化锌、3份氧化铁、1.0份氧化镁、5份氧化钙、2份氧化钠、0.5份二氧化锆、0.5份三氧化钼、0.4份氧化锑、2份硝酸镍、0.6份碳酸钡和3份稀土,搅拌混合后得混合釉料;最后将上述混合釉料加入管式炉中,先以12℃/min速率升温至800℃,保温40min,保温后再升温至1200℃,热处理2h,将热处理后的混合物倒入水中进行淬火40min,淬火后过滤收集滤渣,放入烘箱中,在100℃温度下干燥10h,干燥后加入球磨机中球磨5h,球磨后过420目筛,得混合粉末,即为防爆瓷搪瓷底釉。
首先选取45号钢,将其置于质量浓度为45g/L的氢氧化钠溶液中浸泡35min,并对其加热,控制温度为80℃,待浸泡结束后,取出浸泡后的钢材,用清水冲洗3遍后,干燥,并对其进行喷砂粗化处理,得到预处理钢材,接着将本发明制备的防爆瓷搪瓷底釉装入离子喷枪中的送粉器中,并依次打开离子喷枪的主电源、直流电源、水冷器等开关,开启送粉器,利用离子喷枪对预处理钢材进行喷涂底釉,并控制喷嘴与预处理钢材的距离为50mm,喷枪速度为15mm/s,调节送粉量为65g/min,水的流量为23L/min,喷涂厚度为130μm,待喷涂结束后,将涂有底釉的预处理钢材于780℃下煅烧15min即可。经检测,搪瓷层的密着强度达到一级,附着力高,结合强度为60N/mm2,且搪瓷底釉的热膨胀系数为85×10-7/℃,与金属的热膨胀系数相近,不易出现开裂和爆瓷的现象。
实例2
首先称取200g膨润土和150g高岭土加入球磨机中球磨1h,过200目筛,得混合粉末,将混合粉末置于坩埚中,并将坩埚放入马弗炉中,以5℃/min速率升温至550℃,保温煅烧60min后冷却取出得煅烧物;向煅烧物中加入2g铝钛复合偶联剂OL-AT1618,加热至70℃后以500r/min转速搅拌混合20min,随后喷洒5mL质量分数3%十八胺氯仿溶液,继续搅拌混合30min后,得到改性混合物,备用;再称取400g稻壳,晒干后加入粉碎机中粉碎后过80目筛,得稻壳粉末,放入管式炉中,升高温度至300℃,在空气环境下热处理10min,收集稻壳灰,将稻壳灰按质量比1:6加入质量分数10%十二烷基硫酸钠溶液中,搅拌混合20min后抽滤,得滤渣后在60℃下干燥4h,得改性稻壳粉末;接着按重量份数计,分别选取15份备用的改性混合物、20份上述改性稻壳粉末、15份石英砂、4份氧化铝、2份氧化锌、1份氧化铁、0.5份氧化镁、3份氧化钙、1份氧化钠、0.3份二氧化锆、0.3份三氧化钼、0.2份氧化锑 、1份硝酸镍、0.2份碳酸钡和1份稀土,搅拌混合后得混合釉料;最后将上述混合釉料加入管式炉中,先以10℃/min速率升温至700℃,保温30min,保温后再升温至1000℃,热处理1h,将热处理后的混合物倒入水中进行淬火20min,淬火后过滤收集滤渣,放入烘箱中,在90℃温度下干燥8h,干燥后加入球磨机中球磨3h,球磨后过400目筛,得混合粉末,即为防爆瓷搪瓷底釉。
首先选取45号钢,将其置于质量浓度为45g/L的氢氧化钠溶液中浸泡25min,并对其加热,控制温度为70℃,待浸泡结束后,取出浸泡后的钢材,用清水冲洗2遍后,干燥,并对其进行喷砂粗化处理,得到预处理钢材,接着将本发明制备的防爆瓷搪瓷底釉装入离子喷枪中的送粉器中,并依次打开离子喷枪的主电源、直流电源、水冷器等开关,开启送粉器,利用离子喷枪对预处理钢材进行喷涂底釉,并控制喷嘴与预处理钢材的距离为45mm,喷枪速度为10mm/s,调节送粉量为60g/min,水的流量为17L/min,喷涂厚度为100μm,待喷涂结束后,将涂有底釉的预处理钢材于740℃下煅烧10min即可。经检测,搪瓷层的密着强度达到一级,附着力高,结合强度为70N/mm2,且搪瓷底釉的热膨胀系数为35×10-7/℃,与金属的热膨胀系数相近,不易出现开裂和爆瓷的现象。
实例3
首先称取250g膨润土和200g高岭土加入球磨机中球磨1h,过220目筛,得混合粉末,将混合粉末置于坩埚中,并将坩埚放入马弗炉中,以7℃/min速率升温至600℃,保温煅烧70min后冷却取出得煅烧物;向煅烧物中加入3g铝钛复合偶联剂OL-AT1618,加热至75℃后以550r/min转速搅拌混合25min,随后喷洒6mL质量分数3%十八胺氯仿溶液,继续搅拌混合35min后,得到改性混合物,备用;再称取500g稻壳,晒干后加入粉碎机中粉碎后过90目筛,得稻壳粉末,放入管式炉中,升高温度至350℃,在空气环境下热处理15min,收集稻壳灰,将稻壳灰按质量比1:6加入质量分数10%十二烷基硫酸钠溶液中,搅拌混合25min后抽滤,得滤渣后在65℃下干燥5h,得改性稻壳粉末;接着按重量份数计,分别选取20份备用的改性混合物、25份上述改性稻壳粉末、17份石英砂、5份氧化铝、3份氧化锌、2份氧化铁、0.7份氧化镁、4份氧化钙、1份氧化钠、0.4份二氧化锆、0.4份三氧化钼、0.3份氧化锑 、1份硝酸镍、0.4份碳酸钡和2份稀土,搅拌混合后得混合釉料;最后将上述混合釉料加入管式炉中,先以11℃/min速率升温至750℃,保温35min,保温后再升温至1100℃,热处理2h,将热处理后的混合物倒入水中进行淬火25min,淬火后过滤收集滤渣,放入烘箱中,在95℃温度下干燥9h,干燥后加入球磨机中球磨4h,球磨后过410目筛,得混合粉末,即为防爆瓷搪瓷底釉。
首先选取45号钢,将其置于质量浓度为45g/L的氢氧化钠溶液中浸泡30min,并对其加热,控制温度为75℃,待浸泡结束后,取出浸泡后的钢材,用清水冲洗2遍后,干燥,并对其进行喷砂粗化处理,得到预处理钢材,接着将本发明制备的防爆瓷搪瓷底釉装入离子喷枪中的送粉器中,并依次打开离子喷枪的主电源、直流电源、水冷器等开关,开启送粉器,利用离子喷枪对预处理钢材进行喷涂底釉,并控制喷嘴与预处理钢材的距离为47mm,喷枪速度为12mm/s,调节送粉量为62g/min,水的流量为20L/min,喷涂厚度为120μm,待喷涂结束后,将涂有底釉的预处理钢材于750℃下煅烧12min即可。经检测,搪瓷层的密着强度达到一级,附着力高,结合强度为80N/mm2,且搪瓷底釉的热膨胀系数为40×10-7/℃,与金属的热膨胀系数相近,不易出现开裂和爆瓷的现象。
Claims (1)
1.一种防爆瓷搪瓷底釉的制备方法,其特征在于具体制备步骤为:
(1)称取200~300g膨润土和150~250g高岭土加入球磨机中球磨1~2h,过200~240目筛,得混合粉末,将混合粉末置于坩埚中,并将坩埚放入马弗炉中,以5~10℃/min速率升温至550~650℃,保温煅烧60~100min后冷却取出得煅烧物;
(2)向煅烧物中加入2~4g铝钛复合偶联剂OL-AT1618,加热至70~80℃后以500~600r/min转速搅拌混合20~30min,随后喷洒5~7mL质量分数3%十八胺氯仿溶液,继续搅拌混合30~40min后,得到改性混合物,备用;
(3)称取400~600g稻壳,晒干后加入粉碎机中粉碎后过80~100目筛,得稻壳粉末,放入管式炉中,升高温度至300~400℃,在空气环境下热处理10~20min,收集稻壳灰,将稻壳灰按质量比1:6加入质量分数10%十二烷基硫酸钠溶液中,搅拌混合20~30min后抽滤,得滤渣后在60~70℃下干燥4~6h,得改性稻壳粉末;
(4)按重量份数计,分别选取15~25份步骤(2)备用的改性混合物、20~30份上述改性稻壳粉末、15~20份石英砂、4~6份氧化铝、2~4份氧化锌、1~3份氧化铁、0.5~1.0份氧化镁、3~5份氧化钙、1~2份氧化钠、0.3~0.5份二氧化锆、0.3~0.5份三氧化钼、0.2~0.4份氧化锑、1~2份硝酸镍、0.2~0.6份碳酸钡和1~3份稀土,搅拌混合后得混合釉料;
(5)将上述混合釉料加入管式炉中,先以10~12℃/min速率升温至700~800℃,保温30~40min,保温后再升温至1000~1200℃,热处理1~2h,将热处理后的混合物倒入水中进行淬火20~40min,淬火后过滤收集滤渣,放入烘箱中,在90~100℃温度下干燥8~10h,干燥后加入球磨机中球磨3~5h,球磨后过400~420目筛,得混合粉末,即为防爆瓷搪瓷底釉。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170510 |
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