CN110818265A - 一种超低温多晶体无机晶化釉及其制备工艺与应用 - Google Patents

一种超低温多晶体无机晶化釉及其制备工艺与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超低温多晶体无机晶化釉的制备，由TCLA‑I号原料、TCLA‑II号原料以及TCLA‑III号原料制备而成；本发明还公开了一种超低温多晶体无机晶化釉的制备工艺，包括配制TCLA‑I号原料、配制TCLA‑II号原料、配制TCLA‑III号原料、制备超低温多晶体无机晶化釉四个步骤。该方法制备的多晶体无机晶化釉热稳定性好、冷热循环无损伤、硬度高、耐磨耐高温、节能降耗防水垢、卫生环保、经久耐用，替代有机硅耐高温特殊涂料、汽车烤漆；还用于不粘锅与热水器发热管，具有防水垢、高温设备防腐蚀抗氧化、陶瓷地板及墙面砖低温釉化的作用，解决了金属与多晶体无机晶化釉能一体化结构的难题。

Description

一种超低温多晶体无机晶化釉及其制备工艺与应用
技术领域
本发明属于超低温多晶体釉料工艺的硅晶黑体技术领域，特别涉及一种超低温多晶体无机晶化釉及其制备工艺与应用。
背景技术
目前世界各地对电热水器除水垢问题还没有最好的解决方法，因水垢中有多种化学成份与金属离子、负离子的存在，并且还含有碳酸钙、硅酸钙，粘泥、微生物等有害物质，加之长期的沉淀和积累，使固体物质从过饱和的水中沉淀析出并粘附在金属受热面上，使用时间久了后容易产生水垢，影响水质、阻碍热量传递，耗电量增大，直接影响电热水器的安全使用及人们身体健康。
现有的除水垢方法有很多，具体可分为两大类：一是药物性质除水垢，二是物理性质除水垢；但利用化学药剂除水垢，一是除垢不切底，很多渣渣无法反应掉，二是直接影响水质，影响人身健康；利用物理性质除水垢，可在发热管上直接套上玻璃管进行防水垢，但影响一定的发热功能，发热受阻，玻璃在高温下容易破碎砸裂，达不到预期使用年限，针对电热水器防水垢的各种避端与缺陷，我们研究出一种超低温多晶体无机晶化釉(简称为多晶釉)。
目前汽车烤漆表面存在易老化损坏问题，因日晒雨淋，影响车辆美观，且有机漆易燃，漆层表面硬度低，针对上述问题，本发明采用国际国内先进技术与资料工艺水准做为参考，历经三年多的试制技术攻关，自行设制产品工艺流程，配方经上百次反复调整试制而成，目前成功解决了金属材料与无机釉能一体化结构及电热器节能防水垢的难题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种超低温多晶体无机晶化釉及其制备工艺与应用，该多晶体无机晶化釉热稳定性好、冷热循环无损伤、硬度高、耐磨耐高温、节能降耗防水垢、卫生环保、经久耐用，替代有机硅耐高温特殊涂料、汽车烤漆；还用于不粘锅与热水器发热管，具有防水垢、高温设备防腐蚀抗氧化、陶瓷地板及墙面砖低温釉化的作用，解决了金属与多晶体无机晶化釉能一体化结构的难题。
为实现以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种超低温多晶体无机晶化釉，由TCLA-I号原料、TCLA-II号原料以及TCLA-III号原料制备而成，其中TCLA-I号原料组成按质量百分比计：三氧化二硼40-50％、氧化锌15-20％、二氧化硅20-25％、氧化镁5-8％、氧化钴3-5％、电子级四方晶体锆4-6％；其中TCLA-II号原料组成按质量百分比计：三氧化二铝2-4％、二氧化钛3-6％、碳酸锂5-10％、氢氧化钠5-10％、三氧化二硼40-50％、三聚磷酸钠6-9％、氧化亚铜5-10％、氧化钇1-2％、氟铝酸钠5-8％、高纯二氧化硅8-12％；其中TCLA-III号原料组成按质量百分比计：碳酸锂0.5-1.0％、碳酸钠4-6％、三氧化二硼30-35％、三氧化二锑40-45％、二氧化锡3-5％、硅酸锌5-8％、结晶四氯化锡3-5％、氟铝酸钠2-4％；所述TCLA-I号原料、TCLA-II号原料以及TCLA-III号原料在制备过程中的含量按质量百分比计分别为40-50％、30-40％、20-25％。
优选地，一种超低温多晶体无机晶化釉，由TCLA-I号原料、TCLA-II号原料以及TCLA-III号原料制备而成，其中TCLA-I号原料组成按质量百分比计：三氧化二硼45.3％、氧化锌16.52％、二氧化硅23.46％、氧化镁6.72％、氧化钴3.26％、电子级四方晶体锆4.74％；其中TCLA-II号原料组成按质量百分比计：三氧化二铝2.24％、二氧化钛4.72％、碳酸锂7.28％、氢氧化钠8.74％、三氧化二硼46.04％、三聚磷酸钠7.52％、氧化亚铜6.25％、氧化钇1.34％、氟铝酸钠6.22％、高纯二氧化硅9.65％；其中TCLA-III号原料组成按质量百分比计：碳酸锂0.87％、碳酸钠4.76％、三氧化二硼32.7％、三氧化二锑43.68％、二氧化锡3.91％、硅酸锌6.23％、结晶四氯化锡4.13％、氟铝酸钠3.72％；所述TCLA-I号原料、TCLA-II号原料以及TCLA-III号原料在制备过程中的含量按质量百分比计分别为46.57％、32.76％、20.67％。
一种超低温多晶体无机晶化釉的制备工艺，包括以下步骤：
步骤1、配制TCLA-I号原料：将上述三氧化二硼、氧化锌、二氧化硅、氧化镁、氧化钴、电子级四方晶体锆按配比配备混合，再搅拌均匀，放入熔制炉的坩埚中升温至860-870℃，保温2-3h得到茎料，然后将茎料放入水性溶剂中浸泡6-8h过滤，烘干研磨至120-150目粉末，最后得到硼钴锌材料即TCLA-I号原料；所述茎料与水性溶剂的质量配比为2：3-5；
步骤2、配制TCLA-II号原料：将上述三氧化二铝、二氧化钛、碳酸锂、氢氧化钠、三氧化二硼、三聚磷酸钠、氧化亚铜、氧化钇、氟铝酸钠、高纯二氧化硅按配比配备混合，再搅拌均匀，在加热炉中锻烧至920-930℃，然后在10-15℃的纯净水中浸泡6-8h过滤，最后烘干研磨至120-150目粉末，得到锂铝钠原料即TCLA-II号原料；
步骤3、配制TCLA-III号原料：将上述碳酸锂、碳酸钠、三氧化二硼、三氧化二锑、二氧化锡、硅酸锌、结晶四氯化锡、氟铝酸钠按配比配备混合，再搅拌均匀，在加热炉中锻烧至910-920℃，得到稳定级电子熔镉料，然后将其浸泡在水溶液中6-8h过滤，最后烘干研磨至120-150目粉末，得到锑硼锡原料即TCLA-III号原料；所述稳定级电子熔镉料与水溶液的质量配比为2：3-5；
步骤4、制备超低温多晶体无机晶化釉：将上述步骤1-3配制好的三种原料按配比配备混合，再搅拌均匀，过120-150目筛，然后放入熔制炉的坩埚内，加温至高温的过程中进行急剧循环化学反应，保温15-25min，熔成液体呈幌漫线条流入10-15℃的纯净水中连续反应5-6h，最后烘干研磨至800-850目粉末，得到超低温多晶体无机晶化釉料。
优选地，一种超低温多晶体无机晶化釉的制备工艺，包括以下步骤：
步骤1、配制TCLA-I号原料：将上述三氧化二硼、氧化锌、二氧化硅、氧化镁、氧化钴、电子级四方晶体锆按配比配备混合，再搅拌均匀，放入熔制炉的坩埚中升温至860℃，保温2h得到茎料，然后将茎料放入水性溶剂中浸泡6h过滤，烘干研磨至120目粉末，最后得到硼钴锌材料即TCLA-I号原料；所述茎料与水性溶剂的质量配比为2：3；
步骤2、配制TCLA-II号原料：将上述三氧化二铝、二氧化钛、碳酸锂、氢氧化钠、三氧化二硼、三聚磷酸钠、氧化亚铜、氧化钇、氟铝酸钠、高纯二氧化硅按配比配备混合，再搅拌均匀，在加热炉中锻烧至920℃，然后在10℃的纯净水中浸泡6h过滤，最后烘干研磨至120目粉末，得到锂铝钠原料即TCLA-II号原料；
步骤3、配制TCLA-III号原料：将上述碳酸锂、碳酸钠、三氧化二硼、三氧化二锑、二氧化锡、硅酸锌、结晶四氯化锡、氟铝酸钠按配比配备混合，再搅拌均匀，在加热炉中锻烧至910℃，得到稳定级电子熔镉料，然后将其浸泡在水溶液中6h过滤，最后烘干研磨至120目粉末，得到锑硼锡原料即TCLA-III号原料；所述稳定级电子熔镉料与水溶液的质量配比为2：3；
步骤4、制备超低温多晶体无机晶化釉：将上述步骤1-3配制好的三种原料按配比配备混合，再搅拌均匀，过120目筛，然后放入熔制炉的坩埚内，加温至高温的过程中进行急剧循环化学反应，保温20min，熔成液体呈幌漫线条流入15℃的纯净水中连续反应6h，最后烘干研磨至825目粉末，得到超低温多晶体无机晶化釉料。
进一步地，所述步骤1中水性溶剂是由10％水性希氧气溶胶和90％纯净水混合制成，其中水性希氧气溶胶是采用15.2％的硅晶切片、6.3％的硅钡以及78.5％的水为原料经630℃高温反应制成。
进一步地，所述步骤2纯净水中加入占TCLA-II号原料成分总质量3.5％的催化剂，其中催化剂由以下质量百分比组成：63％环烷酸钴和37％硬脂酸钴。
进一步地，所述步骤3中水溶液是由8.5％引发剂和91.5％纯净水混合制成；其中引发剂由以下质量百分比组成：过氧化钾乙铜72％、氯酸盐28％。
进一步地，所述步骤4中急剧循环化学反应过程是：将上述原料放入熔制炉的甘埚内，经曲线加温反应，温度升至600℃为原料软化阶段，850℃为原料气相阶段，1035℃为原料在催化剂、降温剂、助熔剂及温度的作用下，相互产生急剧高温化学反应，促使原料加速熔解为液态体，流入加有活性剂的纯净水中再次进行由高温往低温的连续反应；所述的催化剂采用占原料总质量1.1％的高温变换催化剂和0.8％的高温载体催化剂，降温剂采用占原料总质量0.72％的氧化钇和0.68的五氧化二铌，助熔剂采用占原料总质量0.95％的冰晶石和0.75％的硼砂。
进一步地，所述活性剂由以下质量百分比成分组成：水性气溶胶4.6％、坤闪光料1.2％、硬脂酸锌3.1％、皂粉0.6％、硅酸乙脂0.5％、纯静水90％；将其成分组成加温至75℃混合搅拌反应15min，随熔制炉冷却即得到活性剂。
进一步地，所述超低温多晶体无机晶化釉采用热喷涂工艺喷至产品表层，形成质地均匀的釉层；热喷涂温度为280-450℃，釉层厚度为0.8-1.0mm，釉层固化时间为4min，冷却时间为30min，釉层固化后使用温度为800℃-950℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)本发明制备的产品为超低温280℃多晶体无机晶化热熔釉，线膨胀系数为12.3×10-6/℃以上，与金属膨胀系数基本同步，其热冷循环与金属件同步，一体化结构牢固，长期使用不开裂粉化，使用年限达20年以上，是目前国际上超低温多晶体特种无机晶化釉，填补了国际上低晶釉的空白，广泛用于电子、航天、家电、军工、钢铁、电力等行业；
(2)该无机晶化釉热稳定性好、冷热循环无损伤、硬度高、结构力强、耐磨损、节能降耗防腐蚀、卫生环保、经久耐用，且根据生产型号，耐800-1050℃高温，釉层无变化，替代有机硅耐高温特殊涂料、汽车烤漆；还用于不粘锅与热水器发热管，具有节能防水垢、高温设备防腐蚀抗氧化，陶瓷地板及墙面砖低温釉化的作用，解决了金属与无机晶化釉能一体化结构的难题，是目前金属及不锈钢器件与无机晶化釉结构一体化的理想产品；
(3)该产品具有施工处理溶点低，使用温度为860℃，能使不锈钢表层与无机釉料形成一体化结构，粘合牢固可靠，硬度高，光洁美观，节能降耗，不影响水质，防水垢性能优越，经久耐用，是目前节能除水垢的理想产品；
(4)本发明在制备过程步骤4中急剧循环反应增强了产品渗透力，扩大了晶化料的线膨胀糸数，使之基本与金属接近，其中加入的活性剂主要作用是提高多晶体无机晶化釉料的粉末活性，流动性。
本发明产品节能防水垢的基本原理：该产品在研制过程中，采用了红外辐射及电磁反应原理，在一定温度下，能产生红外辐射与反辐射，黑度转化迅速升温快，在微电磁反应与红外线切穿辐射与反辐射的作用下，能迅速提高水温，阻止水中各种钙、泥、微生物，沉淀物及有害物质与发热管的接触，加之釉层光洁美观，结构一体化，密度高，水中各种杂物及微生物很难附着在发热管表面，从而起到节能防水垢的作用。
附图说明
图1为本发明制备的产品图样实例；
图2为本发明无机晶化釉应用于发热管上的图样实例。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。
针对本发明中说明书附图的图1进行详细说明：图(a)为本实施例1制备的无机晶化釉TCL2635型，图(b)为本实施例2制备的无机晶化釉TCL3243型，图(c)为本实施例3制备的无机晶化釉TCL3843型，图(d)为本实施4制备的无机晶化釉TCL4551型。
针对本发明中说明书附图的图2进行详细说明：图(a)为普通发热管使用后产生水垢图，图(b)为本发明应用于防水垢发热管使用后没有产生水垢图。
釉料喷涂施工分三大类：(1)釉料粉末进行机械造粒、火焰直接喷涂；(2)釉料生产研磨成涂料，进行冷喷涂，然后进行热处理工艺；(3)釉料火慢涎中频熔液热喷涂。本发明实施例中采用的是釉料火慢涎中频熔液热喷涂方式。
本实施例中的中水性希氧气溶胶是采用15.2％的硅晶切片、6.3％的硅钡以及78.5％的水为原料经630℃高温反应制成；催化剂由以下质量百分比组成：63％环烷酸钴和37％硬脂酸钴；引发剂由以下质量百分比组成：过氧化钾乙铜72％、氯酸盐28％；急剧循环化学反应过程是：将上述原料放入熔制炉的甘埚内，经曲线加温反应，温度升至600℃为原料软化阶段，850℃为原料气相阶段，1035℃为原料在催化剂、降温剂、助熔剂及温度的作用下，相互产生急剧高温化学反应，促使原料加速熔解为液态体，流入加有活性剂的纯净水中再次进行由高温往低温的连续反应；所述的催化剂采用占原料总质量1.1％的高温变换催化剂和0.8％的高温载体催化剂，降温剂采用占原料总质量0.72％的氧化钇和0.68的五氧化二铌，助熔剂采用占原料总质量0.95％的冰晶石和0.75％的硼砂；活性剂由以下质量百分比成分组成：水性气溶胶4.6％、坤闪光料1.2％、硬脂酸锌3.1％、皂粉0.6％、硅酸乙脂0.5％、纯静水90％；将其成分组成加温至75℃混合搅拌反应15min，随熔制炉冷却即得到活性剂。
本发明中得到的超低温多晶体无机晶化釉料根据调整超低温多晶体无机晶化釉的原料、原料组成及添加剂的配比，生产系列型号的多晶体无机晶化釉产品，包括以下型号：超低温2635型280℃、3243型320℃、3843型380℃、4551型450℃。
实施例1：
一种超低温多晶体无机晶化釉，由TCLA-I号原料、TCLA-II号原料以及TCLA-III号原料制备而成，其中TCLA-I号原料组成按质量百分比计：三氧化二硼45.3％、氧化锌16.52％、二氧化硅23.46％、氧化镁6.72％、氧化钴3.26％、电子级四方晶体锆4.74％；其中TCLA-II号原料组成按质量百分比计：三氧化二铝2.24％、二氧化钛4.72％、碳酸锂7.28％、氢氧化钠8.74％、三氧化二硼46.04％、三聚磷酸钠7.52％、氧化亚铜6.25％、氧化钇1.34％、氟铝酸钠6.22％、高纯二氧化硅9.65％；其中TCLA-III号原料组成按质量百分比计：碳酸锂0.87％、碳酸钠4.76％、三氧化二硼32.7％、三氧化二锑43.68％、二氧化锡3.91％、硅酸锌6.23％、结晶四氯化锡4.13％、氟铝酸钠3.72％；所述TCLA-I号原料、TCLA-II号原料以及TCLA-III号原料在制备过程中的含量按质量百分比计分别为46.57％、32.76％、20.67％。
一种超低温多晶体无机晶化釉的制备工艺，包括以下步骤：
步骤1、配制TCLA-I号原料：将上述三氧化二硼、氧化锌、二氧化硅、氧化镁、氧化钴、电子级四方晶体锆按配比配备混合，再搅拌均匀，放入熔制炉的坩埚中升温至860℃，保温2h得到茎料，然后将茎料放入水性溶剂中浸泡6h过滤，烘干研磨至120目粉末，最后得到硼钴锌材料即TCLA-I号原料；所述茎料与水性溶剂的质量配比为2：3，其中水性溶剂是由10％水性希氧气溶胶和90％纯净水混合制成；
步骤2、配制TCLA-II号原料：将上述三氧化二铝、二氧化钛、碳酸锂、氢氧化钠、三氧化二硼、三聚磷酸钠、氧化亚铜、氧化钇、氟铝酸钠、高纯二氧化硅按配比配备混合，再搅拌均匀，在加热炉中锻烧至920℃，然后在10℃的纯净水中浸泡6h过滤，最后烘干研磨至120目粉末，得到锂铝钠原料即TCLA-II号原料；所述纯净水中加入占TCLA-II号原料成分总质量3.5％的催化剂；
步骤3、配制TCLA-III号原料：将上述碳酸锂、碳酸钠、三氧化二硼、三氧化二锑、二氧化锡、硅酸锌、结晶四氯化锡、氟铝酸钠按配比配备混合，再搅拌均匀，在加热炉中锻烧至910℃，得到稳定级电子熔镉料，然后将其浸泡在水溶液中6h过滤，最后烘干研磨至120目粉末，得到锑硼锡原料即TCLA-III号原料；所述稳定级电子熔镉料与水溶液的质量配比为2：3，其中水溶液是由8.5％引发剂和91.5％纯净水混合制成；
步骤4、制备超低温多晶体无机晶化釉：将上述步骤1-3配制好的三种原料按配比配备混合，再搅拌均匀，过120目筛，然后放入熔制炉的坩埚内，加温至1035℃高温的过程中进行急剧循环化学反应，保温20min，熔成液体呈幌漫线条流入15℃的纯净水中连续反应6h，最后烘干研磨至825目粉末，得到超低温多晶体无机晶化釉料。
上述得到的超低温多晶体无机晶化釉的施工方式为：釉料火慢涎中频熔液热喷涂；熔液热喷涂温度为280℃，釉层厚度为0.8-1.0mm，釉层固化时间为4min，冷却时间为30min，釉层固化后使用温度为800℃-950℃，制备的产品型号为超低温2635型280℃(TCL2635-280℃)。
实施例2：
一种超低温多晶体无机晶化釉，由TCLA-I号原料、TCLA-II号原料以及TCLA-III号原料制备而成，其中TCLA-I号原料组成按质量百分比计：三氧化二硼40％、氧化锌20％、二氧化硅25％、氧化镁8％、氧化钴3％、电子级四方晶体锆4％；其中TCLA-II号原料组成按质量百分比计：三氧化二铝2％、二氧化钛6％、碳酸锂8％、氢氧化钠10％、三氧化二硼40％、三聚磷酸钠9％、氧化亚铜10％、氧化钇2％、氟铝酸钠5％、高纯二氧化硅8％；其中TCLA-III号原料组成按质量百分比计：碳酸锂1.0％、碳酸钠6％、三氧化二硼31％、三氧化二锑45％、二氧化锡3％、硅酸锌5％、结晶四氯化锡5％、氟铝酸钠4％；所述TCLA-I号原料、TCLA-II号原料以及TCLA-III号原料在制备过程中的含量按质量百分比计分别为50％、30％、20％。
上述超低温多晶体无机晶化釉的制备方法与实施例1相同。
上述得到的超低温多晶体无机晶化釉的施工方式为：釉料火慢涎中频熔液热喷涂；熔液热喷涂温度为320℃，釉层厚度为0.8-1.0mm，釉层固化时间为4min，冷却时间为30min，釉层固化后使用温度为800℃-950℃，制备的产品型号为超低温3243型320℃(TCL3243-320℃)。
实施例3：
一种超低温多晶体无机晶化釉，由TCLA-I号原料、TCLA-II号原料以及TCLA-III号原料制备而成，其中TCLA-I号原料组成按质量百分比计：三氧化二硼50％、氧化锌15％、二氧化硅20％、氧化镁5％、氧化钴4％、电子级四方晶体锆6％；其中TCLA-II号原料组成按质量百分比计：三氧化二铝4％、二氧化钛3％、碳酸锂10％、氢氧化钠5％、三氧化二硼46％、三聚磷酸钠6％、氧化亚铜5％、氧化钇1％、氟铝酸钠8％、高纯二氧化硅12％；其中TCLA-III号原料组成按质量百分比计：碳酸锂0.5％、碳酸钠4％、三氧化二硼35％、三氧化二锑40％、二氧化锡5％、硅酸锌8％、结晶四氯化锡4.5％、氟铝酸钠3％；所述TCLA-I号原料、TCLA-II号原料以及TCLA-III号原料在制备过程中的含量按质量百分比计分别为40％、40％、20％。
上述超低温多晶体无机晶化釉的制备方法与实施例1相同。
上述得到的超低温多晶体无机晶化釉的施工方式为：釉料火慢涎中频熔液热喷涂；熔液热喷涂温度为380℃，釉层厚度为0.8-1.0mm，釉层固化时间为4min，冷却时间为30min，釉层固化后使用温度为800℃-950℃，制备的产品型号为超低温3843型380℃(TCL3843-380℃)。
实施例4：
一种超低温多晶体无机晶化釉，由TCLA-I号原料、TCLA-II号原料以及TCLA-III号原料制备而成，其中TCLA-I号原料组成按质量百分比计：三氧化二硼40％、氧化锌20％、二氧化硅21％、氧化镁8％、氧化钴5％、电子级四方晶体锆6％；其中TCLA-II号原料组成按质量百分比计：三氧化二铝4％、二氧化钛6％、碳酸锂5％、氢氧化钠10％、三氧化二硼50％、三聚磷酸钠6％、氧化亚铜5％、氧化钇1％、氟铝酸钠5％、高纯二氧化硅8％；其中TCLA-III号原料组成按质量百分比计：碳酸锂1.0％、碳酸钠6％、三氧化二硼30％、三氧化二锑43％、二氧化锡5％、硅酸锌8％、结晶四氯化锡3％、氟铝酸钠4％；所述TCLA-I号原料、TCLA-II号原料以及TCLA-III号原料在制备过程中的含量按质量百分比计分别为40％、35％、25％。
上述超低温多晶体无机晶化釉的制备方法与实施例1相同。
上述得到的超低温多晶体无机晶化釉的施工方式为：釉料火慢涎中频熔液热喷涂；熔液热喷涂温度为450℃，釉层厚度为0.8-1.0mm，釉层固化时间为4min，冷却时间为30min，釉层固化后使用温度为800℃-950℃，制备的产品型号为超低温4551型450℃(TCL4551-450℃)。
实施例5：
本实施例在制备方法中采用的多晶体无机晶化釉原料配方的质量配比与实施例1相同。
一种超低温多晶体无机晶化釉的制备工艺，包括以下步骤：
步骤1、配制TCLA-I号原料：将上述三氧化二硼、氧化锌、二氧化硅、氧化镁、氧化钴、电子级四方晶体锆按配比配备混合，再搅拌均匀，放入熔制炉的坩埚中升温至870℃，保温3h得到茎料，然后将茎料放入水性溶剂中浸泡8h过滤，烘干研磨至150目粉末，最后得到硼钴锌材料即TCLA-I号原料；所述茎料与水性溶剂的质量配比为2：5，其中水性溶剂是由10％水性希氧气溶胶和90％纯净水混合制成；
步骤2、配制TCLA-II号原料：将上述三氧化二铝、二氧化钛、碳酸锂、氢氧化钠、三氧化二硼、三聚磷酸钠、氧化亚铜、氧化钇、氟铝酸钠、高纯二氧化硅按配比配备混合，再搅拌均匀，在加热炉中锻烧至930℃，然后在15℃的纯净水中浸泡8h过滤，最后烘干研磨至150目粉末，得到锂铝钠原料即TCLA-II号原料；所述纯净水中加入占TCLA-II号原料成分总质量3.5％的催化剂；
步骤3、配制TCLA-III号原料：将上述碳酸锂、碳酸钠、三氧化二硼、三氧化二锑、二氧化锡、硅酸锌、结晶四氯化锡、氟铝酸钠按配比配备混合，再搅拌均匀，在加热炉中锻烧至920℃，得到稳定级电子熔镉料，然后将其浸泡在水溶液中8h过滤，最后烘干研磨至150目粉末，得到锑硼锡原料即TCLA-III号原料；所述稳定级电子熔镉料与水溶液的质量配比为2：5，其中水溶液是由8.5％引发剂和91.5％纯净水混合制成；
步骤4、制备超低温多晶体无机晶化釉：将上述步骤1-3配制好的三种原料按配比配备混合，再搅拌均匀，过150目筛，然后放入熔制炉的坩埚内，加温至1035℃高温的过程中进行急剧循环化学反应，保温15min，熔成液体呈幌漫线条流入10℃的纯净水中连续反应6h，最后烘干研磨至825目粉末，得到超低温多晶体无机晶化釉料。
上述得到的超低温多晶体无机晶化釉的施工方式为：釉料火慢涎中频熔液热喷涂；熔液热喷涂温度为280℃，釉层厚度为0.8-1.0mm，釉层固化时间为4min，冷却时间为30min，釉层固化后使用温度为800℃-950℃，制备的产品型号为超低温2635型280℃(TCL2635-280℃)。
实施例6：
本实施例在制备方法中采用的多晶体无机晶化釉原料配方的质量配比与实施例1相同。
一种超低温多晶体无机晶化釉的制备工艺，包括以下步骤：
步骤1、配制TCLA-I号原料：将上述三氧化二硼、氧化锌、二氧化硅、氧化镁、氧化钴、电子级四方晶体锆按配比配备混合，再搅拌均匀，放入熔制炉的坩埚中升温至865℃，保温2.5h得到茎料，然后将茎料放入水性溶剂中浸泡7h过滤，烘干研磨至130目粉末，最后得到硼钴锌材料即TCLA-I号原料；所述茎料与水性溶剂的质量配比为2：4，其中水性溶剂是由10％水性希氧气溶胶和90％纯净水混合制成；
步骤2、配制TCLA-II号原料：将上述三氧化二铝、二氧化钛、碳酸锂、氢氧化钠、三氧化二硼、三聚磷酸钠、氧化亚铜、氧化钇、氟铝酸钠、高纯二氧化硅按配比配备混合，再搅拌均匀，在加热炉中锻烧至924℃，然后在12℃的纯净水中浸泡7h过滤，最后烘干研磨至130目粉末，得到锂铝钠原料即TCLA-II号原料；所述纯净水中加入占TCLA-II号原料成分总质量3.5％的催化剂；
步骤3、配制TCLA-III号原料：将上述碳酸锂、碳酸钠、三氧化二硼、三氧化二锑、二氧化锡、硅酸锌、结晶四氯化锡、氟铝酸钠按配比配备混合，再搅拌均匀，在加热炉中锻烧至915℃，得到稳定级电子熔镉料，然后将其浸泡在水溶液中7h过滤，最后烘干研磨至130目粉末，得到锑硼锡原料即TCLA-III号原料；所述稳定级电子熔镉料与水溶液的质量配比为2：4，其中水溶液是由8.5％引发剂和91.5％纯净水混合制成；
步骤4、制备超低温多晶体无机晶化釉：将上述步骤1-3配制好的三种原料按配比配备混合，再搅拌均匀，过130目筛，然后放入熔制炉的坩埚内，加温至1035℃高温的过程中进行急剧循环化学反应，保温25min，熔成液体呈幌漫线条流入13℃的纯净水中连续反应6h，最后烘干研磨至825目粉末，得到超低温多晶体无机晶化釉料。
上述得到的超低温多晶体无机晶化釉的施工方式为：釉料火慢涎中频熔液热喷涂；熔液热喷涂温度为280℃，釉层厚度为0.8-1.0mm，釉层固化时间为4min，冷却时间为30min，釉层固化后使用温度为800℃-950℃，制备的产品型号为超低温2635型280℃(TCL2635-280℃)。
本发明在上述实施例1-4中通过调整超低温多晶体无机晶化釉的原料、原料组成及添加剂的配比生产出以下产品型号：低温3243型320℃(TCL3243)、低温3843型380℃(TCL3843)、低中温型4551型450℃(TCL4551)，现将该四种型号产品进行初步测试，测试结果如表1所示。
表1
Figure BDA0002289930430000111
将上述实施例制备的超低温多晶体无机晶化釉进行防水垢测试，测试结果如表2所述。
表2
技术性能 技术参数
附着力 附着力一级、承受2000g/cm2的冲击后无裂痕
抗振稳定性 釉层经冷热循环，无裂痕，无剥落
比重 ≥2.52±0.5％(g/cm3)
导热系数 ≤0.35千卡/米，时，度(860℃)
抗压强度 经350℃热处理，抗压强度为2000g/cm2
除水垢性能 防止水中可溶性离子的含量及溶解性固体
热喷熔点 280-450℃
使用软化点 800-950℃
节能效果 6％-10％
从表1和表2中可以看出，本发明制备的超低温多晶体无机晶化釉热稳定性好、冷热循环无损伤、硬度高、耐磨耐高温、节能降耗防水垢、卫生环保、经久耐用，替代有机硅耐高温特殊涂料、汽车烤漆；还用于不粘锅与热水器发热管，具有防水垢、高温设备防腐蚀抗氧化、陶瓷地板及墙面砖低温釉化的作用，釉料线膨胀系数基本上与金属同步，解决了金属与多晶体无机晶化釉能一体化结构的难题。
上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员理解和使用本发明。熟悉本领域的技术人员可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中，而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例。本领域技术人员根据本发明的原理，不脱离本发明的范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超低温多晶体无机晶化釉，其特征在于，由TCLA-I号原料、TCLA-II号原料以及TCLA-III号原料制备而成，其中TCLA-I号原料组成按质量百分比计：三氧化二硼40-50％、氧化锌15-20％、二氧化硅20-25％、氧化镁5-8％、氧化钴3-5％、电子级四方晶体锆4-6％；其中TCLA-II号原料组成按质量百分比计：三氧化二铝2-4％、二氧化钛3-6％、碳酸锂5-10％、氢氧化钠5-10％、三氧化二硼40-50％、三聚磷酸钠6-9％、氧化亚铜5-10％、氧化钇1-2％、氟铝酸钠5-8％、高纯二氧化硅8-12％；其中TCLA-III号原料组成按质量百分比计：碳酸锂0.5-1.0％、碳酸钠4-6％、三氧化二硼30-35％、三氧化二锑40-45％、二氧化锡3-5％、硅酸锌5-8％、结晶四氯化锡3-5％、氟铝酸钠2-4％；所述TCLA-I号原料、TCLA-II号原料以及TCLA-III号原料在制备过程中的含量按质量百分比计分别为40-50％、30-40％、20-25％。
2.根据权利要求1所述的一种超低温多晶体无机晶化釉，其特征在于，由TCLA-I号原料、TCLA-II号原料以及TCLA-III号原料制备而成，其中TCLA-I号原料组成按质量百分比计：三氧化二硼45.3％、氧化锌16.52％、二氧化硅23.46％、氧化镁6.72％、氧化钴3.26％、电子级四方晶体锆4.74％；其中TCLA-II号原料组成按质量百分比计：三氧化二铝2.24％、二氧化钛4.72％、碳酸锂7.28％、氢氧化钠8.74％、三氧化二硼46.04％、三聚磷酸钠7.52％、氧化亚铜6.25％、氧化钇1.34％、氟铝酸钠6.22％、高纯二氧化硅9.65％；其中TCLA-III号原料组成按质量百分比计：碳酸锂0.87％、碳酸钠4.76％、三氧化二硼32.7％、三氧化二锑43.68％、二氧化锡3.91％、硅酸锌6.23％、结晶四氯化锡4.13％、氟铝酸钠3.72％；所述TCLA-I号原料、TCLA-II号原料以及TCLA-III号原料在制备过程中的含量按质量百分比计分别为46.57％、32.76％、20.67％。
3.如权利要求1或2所述的一种超低温多晶体无机晶化釉的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、配制TCLA-I号原料：将上述三氧化二硼、氧化锌、二氧化硅、氧化镁、氧化钴、电子级四方晶体锆按配比配备混合，再搅拌均匀，放入熔制炉的坩埚中升温至860-870℃，保温2-3h得到茎料，然后将茎料放入水性溶剂中浸泡6-8h过滤，烘干研磨至120-150目粉末，最后得到硼钴锌材料即TCLA-I号原料；所述茎料与水性溶剂的质量配比为2：3-5；
步骤2、配制TCLA-II号原料：将上述三氧化二铝、二氧化钛、碳酸锂、氢氧化钠、三氧化二硼、三聚磷酸钠、氧化亚铜、氧化钇、氟铝酸钠、高纯二氧化硅按配比配备混合，再搅拌均匀，在加热炉中锻烧至920-930℃，然后在10-15℃的纯净水中浸泡6-8h过滤，最后烘干研磨至120-150目粉末，得到锂铝钠原料即TCLA-II号原料；
步骤3、配制TCLA-III号原料：将上述碳酸锂、碳酸钠、三氧化二硼、三氧化二锑、二氧化锡、硅酸锌、结晶四氯化锡、氟铝酸钠按配比配备混合，再搅拌均匀，在加热炉中锻烧至910-920℃，得到稳定级电子熔镉料，然后将其浸泡在水溶液中6-8h过滤，最后烘干研磨至120-150目粉末，得到锑硼锡原料即TCLA-III号原料；所述稳定级电子熔镉料与水溶液的质量配比为2：3-5；
步骤4、制备超低温多晶体无机晶化釉：将上述步骤1-3配制好的三种原料按配比配备混合，再搅拌均匀，过120-150目筛，然后放入熔制炉的坩埚内，加温至高温的过程中进行急剧循环化学反应，保温15-25min，熔成液体呈幌漫线条流入10-15℃的纯净水中连续反应5-6h，最后烘干研磨至800-850目粉末，得到超低温多晶体无机晶化釉料。
4.根据权利要求3所述的一种超低温多晶体无机晶化釉的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、配制TCLA-I号原料：将上述三氧化二硼、氧化锌、二氧化硅、氧化镁、氧化钴、电子级四方晶体锆按配比配备混合，再搅拌均匀，放入熔制炉的坩埚中升温至860℃，保温2h得到茎料，然后将茎料放入水性溶剂中浸泡6h过滤，烘干研磨至120目粉末，最后得到硼钴锌材料即TCLA-I号原料；所述茎料与水性溶剂的质量配比为2：3；
步骤2、配制TCLA-II号原料：将上述三氧化二铝、二氧化钛、碳酸锂、氢氧化钠、三氧化二硼、三聚磷酸钠、氧化亚铜、氧化钇、氟铝酸钠、高纯二氧化硅按配比配备混合，再搅拌均匀，在加热炉中锻烧至920℃，然后在10℃的纯净水中浸泡6h过滤，最后烘干研磨至120目粉末，得到锂铝钠原料即TCLA-II号原料；
步骤3、配制TCLA-III号原料：将上述碳酸锂、碳酸钠、三氧化二硼、三氧化二锑、二氧化锡、硅酸锌、结晶四氯化锡、氟铝酸钠按配比配备混合，再搅拌均匀，在加热炉中锻烧至910℃，得到稳定级电子熔镉料，然后将其浸泡在水溶液中6h过滤，最后烘干研磨至120目粉末，得到锑硼锡原料即TCLA-III号原料；所述稳定级电子熔镉料与水溶液的质量配比为2：3；
步骤4、制备超低温多晶体无机晶化釉：将上述步骤1-3配制好的三种原料按配比配备混合，再搅拌均匀，过120目筛，然后放入熔制炉的坩埚内，加温至高温的过程中进行急剧循环化学反应，保温20min，熔成液体呈幌漫线条流入15℃的纯净水中连续反应6h，最后烘干研磨至825目粉末，得到超低温多晶体无机晶化釉料。
5.根据权利要求3所述的一种超低温多晶体无机晶化釉的制备工艺，其特征在于，所述步骤1中水性溶剂是由10％水性希氧气溶胶和90％纯净水混合制成，其中水性希氧气溶胶是采用15.2％的硅晶切片、6.3％的硅钡以及78.5％的水为原料经630℃高温反应制成。
6.根据权利要求3所述的一种超低温多晶体无机晶化釉的制备工艺，其特征在于，所述步骤2纯净水中加入占TCLA-II号原料成分总质量3.5％的催化剂，其中催化剂由以下质量百分比组成：63％环烷酸钴和37％硬脂酸钴。
7.根据权利要求3所述的一种超低温多晶体无机晶化釉的制备工艺，其特征在于，所述步骤3中水溶液是由8.5％引发剂和91.5％纯净水混合制成；其中引发剂由以下质量百分比组成：过氧化钾乙铜72％、氯酸盐28％。
8.根据权利要求3所述的一种超低温多晶体无机晶化釉的制备工艺，其特征在于，所述步骤4中急剧循环化学反应过程是：将上述原料放入熔制炉的甘埚内，经曲线加温反应，温度升至600℃为原料软化阶段，850℃为原料气相阶段，1035℃为原料在催化剂、降温剂、助熔剂及温度的作用下，相互产生急剧高温化学反应，促使原料加速熔解为液态体，流入加有活性剂的纯净水中再次进行由高温往低温的连续反应；所述的催化剂采用占原料总质量1.1％的高温变换催化剂和0.8％的高温载体催化剂，降温剂采用占原料总质量0.72％的氧化钇和0.68的五氧化二铌，助熔剂采用占原料总质量0.95％的冰晶石和0.75％的硼砂。
9.根据权利要求8所述的一种超低温多晶体无机晶化釉的制备工艺，其特征在于，所述活性剂由以下质量百分比成分组成：水性气溶胶4.6％、坤闪光料1.2％、硬脂酸锌3.1％、皂粉0.6％、硅酸乙脂0.5％、纯静水90％；将其成分组成加温至75℃混合搅拌反应15min，随熔制炉冷却即得到活性剂。
10.根据权利要求1或2所述一种超低温多晶体无机晶化釉的喷涂方法，其特征在于，所述超低温多晶体无机晶化釉采用热喷涂工艺喷至产品表层，形成质地均匀的釉层；热喷涂温度为280-450℃，釉层厚度为0.8-1.0mm，釉层固化时间为4min，冷却时间为30min，釉层固化后使用温度为800℃-950℃。
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