CN108503220A - 釉料组合物和铸铁锅支架涂层的制备方法以及由该方法制备的铸铁锅支架 - Google Patents

釉料组合物和铸铁锅支架涂层的制备方法以及由该方法制备的铸铁锅支架 Download PDF

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CN108503220A CN201810654083.4A CN201810654083A CN108503220A CN 108503220 A CN108503220 A CN 108503220A CN 201810654083 A CN201810654083 A CN 201810654083A CN 108503220 A CN108503220 A CN 108503220A
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Abstract

本发明涉及搪瓷涂层技术领域，公开了一种釉料组合物和铸铁锅支架涂层的制备方法以及由该方法制备的铸铁锅支架，所述釉料组合物由以下原料配方配制而成：第一釉片原料；第二釉片原料；石英；黏土；以及可选的色素。将上述釉料组合物用于铸铁锅支架涂层，其制造工艺简单，节省能源，涂层的表面粗糙度降低，触摸时手感良好，此外，涂层的光泽度、耐冷热冲击性和耐腐蚀性能均提高。

Description

釉料组合物和铸铁锅支架涂层的制备方法以及由该方法制备 的铸铁锅支架
技术领域
本发明涉及搪瓷涂层技术领域，具体地涉及一种釉料组合物和铸铁锅支架涂层的制备方法以及由该方法制备的铸铁锅支架。
背景技术
生活中许多常用器具都是搪瓷器具.搪瓷是指在金属坯体表面涂上陶瓷，经高温烧结而成，这不仅使器具美观，且能对内部金属坯体起保护作用。当前锅支架主要分为扁钢类(中低端，主要为国内使用)和铸铁类(中高端，主要在欧美国家使用，国内一些高档品牌也开始推广)。针对铸铁锅支架的表面处理主要有高光搪瓷涂层和亚光搪瓷涂层。
高光搪瓷涂层具有耐腐蚀性好，表面光亮的优点，但同时存在易爆瓷，加工工艺复杂(2搪2烧)，制造成本高等缺点。传统的哑光搪瓷涂层具有制造工艺简单(1搪1烧)，不易爆瓷的优点，但存在表面粗糙，耐腐蚀性，耐冷热冲击性差的缺点。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种釉料组合物和铸铁锅支架涂层的制备方法以及由该方法制备的铸铁锅支架。
为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种釉料组合物，该釉料组合物由以下原料配方配制而成：
第一釉片原料，含有10-15重量％的B2O3、0-3重量％的BaO、5-10重量％的CaO、0-3重量％的Fe2O3、12-18重量％的Na2O、45-55重量％的SiO2、0-3重量％的NiO以及5-8重量％的TiO2；
第二釉片原料，含有3-10重量％的B2O3、0-6重量％的Al2O3、5-10重量％的CaO、0-6重量％的F、12-22重量％的Na2O、45-65重量％的SiO2、5-13重量％的MgO以及4-12重量％的TiO2；
石英；黏土；以及可选的色素。
第二方面，本发明提供了一种铸铁锅支架涂层的制备方法，该方法包括：
(1)采用本发所述的釉料组合物配制釉料；
(2)对铸铁毛坯件进行表面处理；
(3)在经过表面处理的毛坯件上喷涂釉料，然后依次进行烘干、烧结和冷却。
第三方面，本发明提供了一种利用本发明所述的方法制备的铸铁锅支架。
针对高光铸铁锅支架产品涂层容易爆瓷的缺点，本发明生产的铸铁锅支架产品的涂层光泽度介于高光产品和哑光光产品之间，耐冲击指标明显高于高光铸铁锅支架产品。
针对高光产品多需要2搪2烧的缺点，本发明使用1搪1烧工艺即可完成产品的生产，搪瓷成本仅为高光产品的1/2。
针对传统哑光铸铁锅支架涂层表面粗糙、耐腐蚀性差、耐冷热冲击性差和光泽度低的缺陷，本发明涂层的表面粗糙度大幅下降，用手触摸时触感柔软，为软触摸(Soft-Touch)，本发明涂层给人的触摸感觉更好；本发明涂层光泽度较传统哑光涂层增加(光泽度从传统的2-4GU增加到了7-9GU)，外观上呈现出更加致密，油亮，更显高档；本发明涂层耐热冲击性能增加(传统产品300-350℃，本发明产品可达到400℃)；本发明涂层耐腐蚀性增加(在相同厚度的条件下，盐雾试验传统涂层48h开始出现锈点，本发明涂层72h还没有锈点)本发明涂层的烧结温度比传统亚光涂层降低了20℃左右，更加节约能源。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。
图1是本发明所述的铸铁锅支架涂层的制备方法的流程图；
图2是实施例1制备的铸铁锅支架产品(soft-touch样品)与对比例1制备的传统哑光产品的光泽度对比图；
图3是实施例1制备的铸铁锅支架产品(soft-touch样品)与对比例1制备的传统哑光产品的表面粗糙度对比图；
图4是实施例1制备的铸铁锅支架产品(soft-touch样品)与对比例1制备的传统哑光产品的耐腐蚀性对比图。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
第一方面，本发明提供了一种釉料组合物，该釉料组合物由以下原料配方配制而成：
第一釉片原料，含有10-15重量％的B2O3、0-3重量％的BaO、5-10重量％的CaO、0-3重量％的Fe2O3、12-18重量％的Na2O、45-55重量％的SiO2、0-3重量％的NiO以及5-8重量％的TiO2；
第二釉片原料，含有3-10重量％的B2O3、0-6重量％的Al2O3、5-10重量％的CaO、0-6重量％的F、12-22重量％的Na2O、45-65重量％的SiO2、5-13重量％的MgO以及4-12重量％的TiO2；
石英；
黏土；
以及可选的色素。
在所述的原料配方中，所述第一釉片原料的含量可以为25-45重量％，所述第二釉片原料的含量可以为30-48重量％，石英的含量可以为5-15重量％，黏土的含量可以为1-10重量％，色素的含量可以为0-15重量％。
为进一步提高所制得的搪瓷产品的综合性能，优选地，在所述的原料配方中，所述第一釉片原料的含量为31-37重量％，所述第二釉片原料的含量为33-43重量％，所述石英的含量为7-10重量％，所述黏土的含量为3-5重量％，所述色素的含量为7-10重量％。
在本发明所述的釉料组合物中，所述石英可以为本领域的常规选择，例如购自Sibelco，牌号为410。
在本发明所述的釉料组合物中，所述黏土可以为本领域的常规选择，例如购自Prince，牌号为MT510。
在本发明所述的釉料组合物中，所述色素可以为本领域的常规选择，例如购自湖南信诺颜料科技有限公司，牌号为SEP192。
第二方面，本发明提供了一种铸铁锅支架涂层的制备方法，该方法包括：
(1)采用本发明所述的釉料组合物配制釉料；
(2)对铸铁毛坯件进行表面处理；
(3)在经过表面处理的毛坯件上喷涂釉料，然后依次进行烘干、烧结和冷却。
在步骤(1)中，配制釉料的过程可以包括：将混合好的原料加入球磨机中，在设定的球磨时间和旋转速度下进行球磨。优选地，混合好的原料在球磨机的90-150rpm速度下球磨450-480min。进一步优选地，所述球磨机的旋转速度为120-130rpm，球磨时间为460-470min。
在步骤(2)中，表面处理的过程可以按照本领域常规的方式实施。优选情况下，所述表面处理的过程包括：将所述铸铁毛坯件放入抛丸机中进行抛丸处理。
在步骤(3)中，在毛坯件上喷涂釉料的过程可以按照本领域常规的方式实施。喷涂过程形成的涂层的厚度没有特别的限定。优选情况下，喷涂使得形成的涂层厚度为150-200μm。
在步骤(3)中，烘干的条件可以包括：温度为100-150℃，时间为3-5min；优选地，温度为120-130℃，时间为3-4min。
在步骤(3)中，烧结的条件可以包括：温度为730-750℃，时间为3-5min；优选地，温度为740-750℃，时间为3-5min。
在一种具体实施方式中，所述铸铁锅支架涂层的制备方法的流程图如图1所示，具体过程包括以下步骤：
(1)配制釉料：将釉料组合物与水按照质量比为1-2：1进行混合；
(2)球磨：将配制好的釉料加入球磨机中，进行球磨，球磨机的旋转速度为100-150rpm，球磨时间为450-480min；
(3)取料：将球磨好的釉料从球磨机中取出待用；
(4)铸铁毛坯件抛丸：将需要加工的铸铁件放入抛丸机中进行抛丸处理，控制抛丸时间为5-8min；
(5)喷涂：将抛丸好的毛坯件放置到喷房内进行喷涂，涂层厚度控制在150um-200um；
(6)烘干：将喷涂好的产品放入烘干炉中进行烘干，控制烘干温度为100-150℃，时间为3-5min；
(7)烧结：将完全烘干的产品放入高温烧结炉中进行烧结，控制烧结温度为730-750℃，时间为3-5min；
(8)冷却：产品冷却后既得到铸铁锅支架成品。
第三方面，本发明提供了一种利用本发明所述的方法制备的铸铁锅支架。
实施例
以下将通过实施例对本发明进行详细描述，但并不因此限制本发明。
以下制备例、实施例、对比例和测试例中，如无特别说明，所用材料均可商购获得，所用的方法均为本领域的常规方法。
石英购自Sibelco，牌号为410；
黏土购自Prince，牌号为MT510；
色素购自湖南信诺颜料科技有限公司，牌号为SEP192。
制备例A1
第一釉片原料(A1)，按以下物质含量配制：10重量％的B2O3、5重量％的CaO、12重量％的Na2O、45重量％的SiO2以及5重量％的TiO2均匀混合。
制备例A2
第一釉片原料(A2)，按以下物质含量配制：12.5重量％的B2O3、1.5重量％的BaO、7.5重量％的CaO、1.5重量％的Fe2O3、15重量％的Na2O、50重量％的SiO2、1.5重量％的NiO以及6.5重量％的TiO2均匀混合。
制备例A3
第一釉片原料(A3)，按以下物质含量配制：15重量％的B2O3、3重量％的BaO、10重量％的CaO、3重量％的Fe2O3、18重量％的Na2O、55重量％的SiO2、3重量％的NiO以及8重量％的TiO2均匀混合。
制备例B1
第二釉片原料(B1)，按以下物质含量配制：3重量％的B2O3、5重量％的CaO、12重量％的Na2O、45重量％的SiO2、5重量％的MgO以及4重量％的TiO2均匀混合。
制备例B2
第二釉片原料(B2)，按以下物质含量配制：6.5重量％的B2O3、3重量％的Al2O3，7.5重量％的CaO、3重量％的F、17重量％的Na2O、55重量％的SiO2、9重量％的MgO以及8重量％的TiO2均匀混合。
制备例B3
第二釉片原料(B3)，按以下物质含量配制：10重量％的B2O3、6重量％的Al2O3、10重量％的CaO、6重量％的F、22重量％的Na2O、65重量％的SiO2、13重量％的MgO以及12重量％的TiO2均匀混合。
实施例1
将用于配制釉料的原料配方与水按照质量比为2：1混合，加入球磨机中，以120rmp球磨460min，其中，所述原料配方含有31重量％的A1，33重量％的B1，7重量％的石英，3重量％的黏土以及5重量％的色素。
待球磨结束后，从球磨机中取出待用。将需要加工的铸铁毛坯件放入抛丸机中抛丸处理7min，然后将其放置到喷房内进行喷涂，喷涂厚度为150μm，将喷涂好的产品放入烘干炉中，在140℃条件下，烘干5min，将完全烘干的产品放入高温烧结炉中进行烧结，在735℃条件下，烧结5min，待烧结完成后，将产品取出冷却即得铸铁锅支架成品F1。
实施例2
将用于配制釉料的原料配方与水按照质量比为2：1混合，加入球磨机中，以120rmp球磨460min，其中，所述原料配方含有41重量％的A2，38重量％的B2，8.5重量％的石英，4重量％的黏土以及8.5重量％的色素。
待球磨结束后，从球磨机中取出待用。将需要加工的铸铁毛坯件放入抛丸机中抛丸处理7min，然后将其放置到喷房内进行喷涂，喷涂厚度为180μm，将喷涂好的产品放入烘干炉中，在140℃条件下，烘干5min，将完全烘干的产品放入高温烧结炉中进行烧结，在737℃条件下，烧结4.5min，待烧结完成后，将产品取出冷却即得铸铁锅支架成品F2。
实施例3
将用于配制釉料的原料配方与水按照质量比为2：1混合，加入球磨机中，以120rmp球磨470min，其中，所述原料配方含有37重量％的A3，43重量％的B3，10重量％的石英，5重量％的黏土以及5重量％的色素。
待球磨结束后，从球磨机中取出待用。将需要加工的铸铁毛坯件放入抛丸机中抛丸处理8min，然后将其放置到喷房内进行喷涂，喷涂厚度为200μm，将喷涂好的产品放入烘干炉中，在140℃条件下，烘干5min，将完全烘干的产品放入高温烧结炉中进行烧结，在745℃条件下，烧结4.5min，待烧结完成后，将产品取出冷却即得铸铁锅支架成品F3。
对比例1
按照传统的方法制备传统哑光产品DF1，具体过程为：将用于配制釉料的原料配方与水按照质量比为2：1混合，加入球磨机中，以120rmp球磨450min，其中，所述原料配方含有50重量％的C1、30重量％的C2、10重量％的石英、5重量％的黏土以及5重量％的色素。
待球磨结束后，从球磨机中取出待用。将需要加工的铸铁毛坯件放入抛丸机中抛丸处理8min，然后将其放置到喷房内进行喷涂，喷涂厚度为150μm，将喷涂好的产品放入烘干炉中，在140℃条件下，烘干5min，将完全烘干的产品放入高温烧结炉中进行烧结，在760℃条件下，烧结4.5min，待烧结完成后，将产品取出冷却即得铸铁锅支架成品DF1。
C1按以下物质含量配制：5重量％的B2O3、3重量％的CaO、15重量％的Na2O、75重量％的SiO2以及2重量％的TiO2均匀混合。
C2按以下物质含量配制：8重量％的B2O3、1.5重量％的BaO、10.5重量％的CaO、15重量％的Na2O、60重量％的SiO2、0.5重量％的NiO以及4.5重量％的TiO2均匀混合。
对比例2
按照传统的方法制备传统高光产品DF2，具体过程为：将用于配制釉料的原料配方与水按照质量比为2：1混合，加入球磨机中，以120rmp球磨450min，其中，所述原料配方含有80重量％的D1、10重量％的石英、5重量％的黏土以及5重量％的色素。
待球磨结束后，从球磨机中取出待用。将需要加工的铸铁毛坯件放入抛丸机中抛丸处理8min，然后将其放置到喷房内进行喷涂，喷涂厚度为150μm，将喷涂好的产品放入烘干炉中，在140℃条件下，烘干5min，将完全烘干的产品放入高温烧结炉中进行烧结，在750℃条件下，烧结4.5min，待烧结完成后，将产品取出冷却即得铸铁锅支架成品DF2。
D1按以下物质含量配制：8重量％的B2O3、11.5重量％的BaO、10.5重量％的CaO、15重量％的Na2O、50重量％的SiO2、0.5重量％的NiO以及4.5重量％的TiO2均匀混合。
对比例3
按照实施例1的方法制备铸铁锅支架，其不同之处在于所用的原料配方中不含有第一釉片原料A1，制得产品DF3。
对比例4
按照实施例1的方法制备铸铁锅支架，其不同之处在于所用的原料配方中不含有第二釉片原料B1，制得产品DF4。
测试例1
耐冷热冲击性能测试：将实施例1-3以及对比例1、3和4制备的产品分别放入加热炉中，加热10min，然后将产品取出马上投入20℃的冷水中，重复3次，考察样品在不同的加热温度下是否产生脱瓷现象。
表1
由表1的数据可以看出，按照本发明所述的方法制备的铸铁锅支架产品不易出现脱瓷现象，耐冷热冲击性能较强。
测试例2
耐冲击指标测试：测试对象为实施例1-3以及对比例2、3和4制备的产品，具体测试方法为使用250g金属球在2m高度做自由落体冲击锅支架表面，查看冲击后爆瓷状态。
表2
试验产品 耐冲击指标测试结果
F1 点状脱落
F2 点状脱落
F3 点状脱落
DF2 片状脱落
DF3 点状脱落
DF4 点状脱落
测试例3
光泽度对比测试：将实施例1制备的铸铁锅支架产品(soft-touch样品)与对比例1制备的传统哑光产品进行光泽度对比，对比图片如图2所示。
由图2可以看出，传统哑光产品(DF1)的光泽度为3-4GU，表面光泽度较低，比较暗淡；而本发明的产品(F1)的光泽度为7-8GU，表面光泽度较高，比较油亮。
测试例4
粗糙度对比测试：将实施例1制备的铸铁锅支架产品(soft-touch样品)与对比例1制备的传统哑光产品进行表面粗糙度对比，具体地，用指甲划的方式在样品上刻画，观察是否出现指甲划痕，对比图片如图3所示。
由图3可以看出，传统哑光产品(DF1)会留下清晰的指甲划痕，而本发明的产品(F1)划痕基本不可见。
测试例5
耐腐蚀性对比试验：将实施例1制备的铸铁锅支架产品(soft-touch样品)与对比例1制备的传统哑光产品进行耐腐蚀性对比，具体地，将样品放置于盐雾试验机中，使用5％NaCl溶液35℃条件下持续，观察产品是否出现锈斑，对比图片如图4所示。
其中，图4为传统哑光产品(DF1)进行48h后与本发明产品进行72h后的结果对比图，由图4可知，传统哑光产品进行48h后已经开始出现锈斑，而本发明产品(F1)进行72h后还未出现，耐腐蚀性显著提高。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (11)

1.一种釉料组合物，其特征在于，该釉料组合物由以下原料配方配制而成：
第一釉片原料，含有10-15重量％的B2O3、0-3重量％的BaO、5-10重量％的CaO、0-3重量％的Fe2O3、12-18重量％的Na2O、45-55重量％的SiO2、0-3重量％的NiO以及5-8重量％的TiO2；
第二釉片原料，含有3-10重量％的B2O3、0-6重量％的Al2O3、5-10重量％的CaO、0-6重量％的F、12-22重量％的Na2O、45-65重量％的SiO2、5-13重量％的MgO以及4-12重量％的TiO2；
石英；
黏土；以及
可选的色素。
2.根据权利要求1所述的釉料组合物，其特征在于，在所述原料配方中，所述第一釉片原料的含量为25-45重量％，所述第二釉片原料的含量为30-48重量％，石英的含量为5-15重量％，黏土的含量为1-10重量％，色素的含量为0-15重量％。
3.根据权利要求2所述的釉料组合物，其特征在于，在所述原料配方中，所述第一釉片原料的含量为31-37重量％，所述第二釉片原料的含量为33-43重量％，石英的含量为7-10重量％，黏土的含量为3-5重量％，色素的含量为7-10重量％。
4.一种铸铁锅支架涂层的制备方法，该方法包括：
(1)采用权利要求1-3中任意一项所述的釉料组合物配制釉料；
(2)对铸铁毛坯件进行表面处理；
(3)在经过表面处理的毛坯件上喷涂釉料，然后依次进行烘干、烧结和冷却。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，配制釉料的过程包括：将混合好的原料加入球磨机中，在设定的球磨时间和旋转速度下进行球磨。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，混合好的原料在球磨机的90-150rpm速度下球磨450-480min。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述表面处理的过程包括：将所述铸铁毛坯件放入抛丸机中进行抛丸处理。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，喷涂使得形成的涂层厚度为150-200μm。
9.根据权利要求4或8所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述烘干的条件包括：温度为100-150℃，时间为3-5min。
10.根据权利要求4或8所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述烧结的条件包括：温度为730-750℃，时间为3-5min。
11.由权利要求4-9中任意一项所述的方法制备的铸铁锅支架。
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