CN107586031B - 防粘玻璃釉及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防粘玻璃釉及其制备方法和应用，该防粘玻璃釉的主要成分由如下质量百分比的原料制备而成：二氧化硅35％～42％、碳酸锂20％～25％、硼酐9％～15％、三氧化二铋4％～7％、三氧化二锑0.2％～0.6％、氧化镁6％～12％、氧化锌13％～18％。该防粘玻璃釉各组分各有作用同时也存在互相矛盾的一面，只有在特定比例下才能协同达到晶体的完美结合，形成特定的络合物晶体，以同时兼顾低膨胀、低二次软化温度、玻璃态好的高光泽防污防粘性，从而可满足用作陶瓷内胆的防粘层的要求，可通过低温烧制覆盖于陶瓷内胆表面，与有机涂层相比不存在易脱落的问题，能够长久持续地提供防粘防污的效果。

Description

防粘玻璃釉及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及表面防粘技术领域，特别是涉及一种防粘玻璃釉及其制备方法和应用。

背景技术

陶瓷是制作可烹饪食物的容器时最普遍采用的材质之一，例如电饭煲等的陶瓷内胆。由陶瓷内胆烹饪出的食物有较好的口感，符合人们对食物品质的需求，且陶瓷本身表面超硬耐磨，还具备了较强的耐酸碱度和腐蚀性。

目前陶瓷内胆包括两类，一类即只含陶瓷坯体和基础釉层具有一定耐热性的普通陶瓷内胆，普通的陶瓷内胆为了满足低膨胀特性，使用的是低膨胀釉料，低膨胀釉料必须在烧制中微晶化以产生低膨胀特性，而晶化后的表面无法像玻璃那样光滑致密，所以这种普通的陶瓷内胆只能达普通防污却不能防粘。另一类是在普通陶瓷内胆的表面喷涂类似特氟龙等树脂类有机涂层后有一定时效防粘的陶瓷内胆，但此涂层在一定时间后会逐步脱落，耐久性不够，且此类物质对人体是有害的，不满足健康环保的要求。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够用于制备持久防粘、不会脱落且健康环保的防粘层的防粘玻璃釉。

一种防粘玻璃釉，其主要成分由如下质量百分比的原料制备而成：

本发明还提供了一种上述防粘玻璃釉的制备方法，包括以下步骤：

按上述质量百分比称取各组分原料并混合均匀得到生料；

将所述生料熔制成玻璃液；

将所述玻璃液进行水淬得到所述防粘玻璃釉。

在其中一个实施例中，将所述生料熔制成玻璃液的温度为1350℃～1400℃。

在其中一个实施例中，所述水淬的具体步骤包括：将所述玻璃液直接导入冷水中冷却。

在其中一个实施例中，还包括以下步骤：将所述玻璃液经水淬形成的玻璃碎片制成粉末。

本发明还提供了一种上述防粘玻璃釉在制备陶瓷内胆的防粘层中的应用。

行业目前传统的研究方向主要是在低膨胀釉料本身的防粘性能上进行探索，或者是研发类似特氟龙的其他有机涂层，本申请突破了传统的研究思维局限，提供了一种防粘层的防粘玻璃釉。其中各组分分别有其特定作用，二氧化硅用于提供玻璃相，碳酸锂用于降低膨胀系数但拉高二次软化温度，硼酐利于玻璃形成但存在硼反常且拉高膨胀系数，三氧化二铋用于降低二次软化温度但会拉高膨胀系数，氧化锌可使其一定程度微晶化，三氧化二锑用于乳浊玻璃内部却能提高表面光泽以使防污能力更好，氧化镁等用于控制玻璃液的硬化速度和析晶性能。各组分各有作用同时也存在互相矛盾的一面，只有在特定比例下才能协同达到晶体的完美结合，形成特定的络合物晶体，以同时兼顾低膨胀、低二次软化温度、玻璃态好的高光泽防污防粘性，从而可满足用作陶瓷内胆的防粘层的要求，可通过低温烧制覆盖于陶瓷内胆表面，与有机涂层相比不存在易脱落的问题，能够长久持续地提供防粘防污的效果，且健康环保，特别适合用于电饭煲等烹饪电器的陶瓷内胆上。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述，其中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明一实施方式的陶瓷内胆防粘表面结构，包括过渡层和设于过渡层上的防粘层，防粘层由防粘玻璃釉制成。

本发明一实施方式的防粘玻璃釉，主要成分由如下质量百分比的原料制备而成：

可选地，过渡层为金属层或其他无机导热材料层，如铝层、碳化硅层或氧化铝层等，具有更优良的导热性，覆盖于陶瓷内胆表面后可使底部加热时吸收的热量沿腔体向上快速传热而不过多向外散失，加热均匀且能效高，而陶瓷内胆坯体整体则具保温性，用作电饭煲的陶瓷内胆时焖出米饭更香，彻底解决陶瓷传热快也会散热快的矛盾。可选地，基础釉层为锂质低热膨胀釉层。

本发明一实施方式的防粘陶瓷内胆，包括坯体、基础釉层和上述陶瓷内胆防粘表面结构，基础釉层覆盖于坯体表面，陶瓷内胆防粘表面结构覆盖于基础釉层上且过渡层与基础釉层接触。

本发明一实施方式的防粘陶瓷内胆的制备方法，包括以下S10～S30：

S10、提供表面覆盖有基础釉层的坯体。

S20、在基础釉层上覆盖过渡层。

S30、在过渡层上覆盖防粘层得到防粘陶瓷内胆。

可选地，在基础釉层上覆盖过渡层之前，还包括以下步骤：在基础釉层表面进行喷砂处理。具体地，喷砂采用36目～46目的粗砂以使基础釉层表面粗糙度较大。可选地，通过喷涂或电镀的方式制备过渡层，且过渡层材料颗粒较大以不改变基础釉层的毛面形态，从而使防粘层能够更好地结合于过渡层表面。

在一个实施例中，在过渡层上覆盖防粘层的具体步骤包括：将防粘玻璃釉制浆喷涂或印刷在过渡层上，再于750～900℃软化，冷却后形成防粘层。

行业目前传统的研究方向主要是在低膨胀釉料本身的防粘性能上进行探索，或者是研发类似特氟龙的其他有机涂层，本申请突破了传统的研究思维局限，提供了一种陶瓷内胆防粘表面结构。其中防粘层各组分分别有其特定作用，二氧化硅用于提供玻璃相，碳酸锂用于降低膨胀系数但拉高二次软化温度，硼酐利于玻璃形成但存在硼反常且拉高膨胀系数，三氧化二铋用于降低二次软化温度但会拉高膨胀系数，氧化锌可使其一定程度微晶化，三氧化二锑用于乳浊玻璃内部却能提高表面光泽以使防污能力更好，氧化镁用于控制玻璃液的硬化速度和析晶性能。各组分各有作用同时也存在互相矛盾的一面，只有在特定比例下才能协同达到晶体的完美结合，形成特定的络合物晶体，以同时兼顾低膨胀、低二次软化温度、玻璃态好的高光泽防污防粘性，从而可满足用作陶瓷内胆的防粘层的要求，可通过低温烧制覆盖于陶瓷内胆表面，与有机涂层相比不存在易脱落的问题，能够长久持续地提供防粘防污的效果，过渡层则能使防粘层更好地覆盖结合于陶瓷内胆表面，并起到膨胀系数过渡的作用，该陶瓷内胆防粘表面结构健康环保，特别适合用于电饭煲等烹饪电器的陶瓷内胆上。

本发明一实施方式的上述防粘玻璃釉的制备方法，包括以下步骤S31～S33：

S31、按上述质量百分比称取各组分原料并混合均匀得到生料(配合料)。

S32、将上述生料熔制成玻璃液。

S33、将上述玻璃液进行水淬得到防粘玻璃釉。

在一个实施例中，将生料熔制成玻璃液的温度为1350℃～1400℃。

可选地，水淬的具体步骤包括：将玻璃液直接导入冷水中冷却。

可选地，该制备方法还包括以下步骤：将玻璃液经水淬形成的玻璃碎片制成粉末。

本实施方式的制备方法将生料经熔融、水淬制成熟料，有利于降低制备防粘层时的难度以及防粘层与坯体匹配的难度，且二次软化时所需温度较低，不会破坏基础釉层和过渡层，釉层生成速度快，热膨胀系数较低，提高了生产效率和产品品质。

以下为具体实施例。

实施例1

按陶瓷行业传统方法滚压出坯体，坯体经素烧后采取浸釉方式施釉低膨胀的基础釉层，然后于1290℃高温共烧得到由坯体和基础釉层构成的普通陶瓷内胆。在基础釉层表面喷砂毛化处理，喷砂采用40目的粗砂，然后在基础釉层上电镀金属层或喷涂其他导热材料层作为过渡层。

根据以下质量百分比称取各组分原料并混合均匀得到生料：二氧化硅36％、碳酸锂23％、氧化锌14％、硼酐15％、氧化镁7％、三氧化二铋4.6％和三氧化二锑0.4％。将生料放入熔制炉内于1380℃熔制成玻璃液，然后将玻璃液直接导入冷水中冷却水淬，再将经水淬形成的玻璃碎片磨成粉得到粉末状的防粘玻璃釉。

将粉末状的防粘玻璃釉通过制浆喷涂或印刷在过渡层上，然后在830℃条件下二次软化形成液相，冷却后形成防粘层，得到防粘陶瓷内胆。该防粘陶瓷内胆具有非常优异的高光泽防污防粘特性，防粘层可匹配自身耐热350℃的胚体共同耐热0～350℃，且表面玻璃态好，表面光滑度达到硼硅玻璃水平，也不存在磨损脱落的问题，可长久持续地提供防粘防污的效果，非常适合作为烹饪电器的陶瓷内胆使用。

实施例2

按陶瓷行业传统方法滚压出坯体，坯体经素烧后采取浸釉方式施釉低膨胀的基础釉层，然后于1290℃高温共烧得到由坯体和基础釉层构成的普通陶瓷内胆。在基础釉层表面喷砂毛化处理，喷砂采用40目的粗砂，然后在基础釉层上电镀金属层或喷涂其他导热材料层作为过渡层。

根据以下质量百分比称取各组分原料并混合均匀得到生料：二氧化硅40％、碳酸锂22％、氧化锌13％、硼酐10％、氧化镁9％、三氧化二铋5.5％和三氧化二锑0.5％。将生料放入熔制炉内于1380℃熔制成玻璃液，然后将玻璃液直接导入冷水中冷却水淬，再将经水淬形成的玻璃碎片磨成粉得到粉末状的防粘玻璃釉。

将粉末状的防粘玻璃釉通过制浆喷涂或印刷在过渡层上，然后在810℃条件下二次软化形成液相，冷却后形成防粘层，得到防粘陶瓷内胆。该防粘陶瓷内胆具有非常优异的高光泽防污防粘特性，防粘层可匹配自身耐热350℃的胚体共同耐热0～350℃，且表面玻璃态好，表面光滑度达到硼硅玻璃水平，也不存在磨损脱落的问题，可长久持续地提供防粘防污的效果，非常适合作为烹饪电器的陶瓷内胆使用。

对比例1

按陶瓷行业传统方法滚压出坯体，坯体经素烧后采取浸釉方式施釉低膨胀的基础釉层，然后于1290℃高温共烧得到由坯体和基础釉层构成的普通陶瓷内胆。在基础釉层表面喷砂毛化处理，喷砂采用40目的粗砂，然后在基础釉层上电镀金属层或喷涂其他导热材料层作为过渡层。

根据以下质量百分比称取各组分原料并混合均匀得到生料：二氧化硅50％、碳酸锂20％、氧化锌10％、硼酐10％、氧化镁5％、三氧化二铋4％和三氧化二锑1％。将生料放入熔制炉内于1380℃熔制成玻璃液，然后将玻璃液直接导入冷水中冷却水淬，再将经水淬形成的玻璃碎片磨成粉得到玻璃釉粉。

将玻璃釉粉通过制浆喷涂或印刷在过渡层上，然后二次软化形成液相覆盖于容器表面形成玻璃釉层，此玻璃釉层硅含量高，膨胀系数过大不利耐热，且和过渡层不相匹配，二次软化温度超过了900度，此温度会破坏陶瓷内胆的坯体和基础釉层等结构，因此不适宜用作陶瓷内胆防粘层。

对比例2

按陶瓷行业传统方法滚压出坯体，坯体经素烧后采取浸釉方式施釉低膨胀的基础釉层，然后于1290℃高温共烧得到由坯体和基础釉层构成的普通陶瓷内胆。在基础釉层表面喷砂毛化处理，喷砂采用40目的粗砂，然后在基础釉层上电镀金属层或喷涂其他导热材料层作为过渡层。

根据以下质量百分比称取各组分原料并混合均匀得到生料：二氧化硅30％、碳酸锂20％、氧化锌15％、硼酐15％、氧化镁10％、三氧化二铋5％和三氧化二锑5％。将生料放入熔制炉内于1380℃熔制成液体，然后将液体直接导入冷水中冷却水淬，再将经水淬形成的碎片磨成粉得到釉粉。

将釉粉通过制浆喷涂或印刷在过渡层上，然后二次软化形成液相覆盖于容器表面形成釉层，此釉层硅含量低，不利于表面玻璃态的良好生成，表面玻璃态差，单纯靠三氧化二锑提高光泽度无济于事，完全称不上玻璃釉，因此达不到防粘玻璃釉的要求，不具有防粘效果。

对比例3

按陶瓷行业传统方法滚压出坯体，坯体经素烧后采取浸釉方式施釉低膨胀的基础釉层，然后于1290℃高温共烧得到由坯体和基础釉层构成的普通陶瓷内胆。在基础釉层表面喷砂毛化处理，喷砂采用40目的粗砂，然后在基础釉层上电镀金属层或喷涂其他导热材料层作为过渡层。

根据以下质量百分比称取各组分原料并混合均匀得到生料：二氧化硅35％、碳酸锂20％、碳酸钡6.4％、氧化铝6.4％、氧化锌13％、硼酐9％、氧化镁6％、三氧化二铋4％和三氧化二锑0.2％。将生料放入熔制炉内于1380℃熔制成玻璃液，然后将玻璃液直接导入冷水中冷却水淬，再将经水淬形成的玻璃碎片磨成粉得到粉末状的玻璃釉。

将粉末状的玻璃釉通过制浆喷涂或印刷在过渡层上，然后二次软化形成液相覆盖于容器表面形成玻璃釉层，此玻璃釉层铝含量高、硼含量低，不利于表面玻璃态的良好生成，表面玻璃态差，不具有防粘效果，且热膨胀系数也过大不利耐热，二次软化温度超过900度，此温度会破坏陶瓷内胆的坯体和基础釉层等结构，因此不适宜用作陶瓷内胆防粘层。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种防粘玻璃釉，其特征在于，由如下质量百分比的原料制备而成：

2.一种权利要求1所述的防粘玻璃釉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

按权利要求1的质量百分比称取各组分原料并混合均匀得到生料；

将所述生料熔制成玻璃液；

将所述玻璃液进行水淬得到所述防粘玻璃釉。

3.根据权利要求2所述的防粘玻璃釉的制备方法，其特征在于，将所述生料熔制成玻璃液的温度为1350℃～1400℃。

4.根据权利要求2所述的防粘玻璃釉的制备方法，其特征在于，所述水淬的具体步骤包括：将所述玻璃液直接导入冷水中冷却。

5.根据权利要求2所述的防粘玻璃釉的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：将所述玻璃液经水淬形成的玻璃碎片制成粉末。

6.权利要求1所述的防粘玻璃釉在制备陶瓷内胆的防粘层中的应用。