CN111689690A - 不锈钢器皿内外硅酸盐涂层生产工艺 - Google Patents

不锈钢器皿内外硅酸盐涂层生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种不锈钢器皿内外硅酸盐涂层生产工艺，是针对现有不锈钢器皿中硅酸盐涂层生产工艺缺少防锈、防水垢、抗菌效果，以及外体荧光效果的技术问题而设计。该生产工艺先对不锈钢器皿的内表面通过清洗液进行清洁出来，涂一层黑色的底釉，对底釉进行烘干和烧结处理；再根据面釉的涂色和厚度要求，至少再次涂一层面釉，再次进行烘干和烧结处理，即可制得完成。其中，面釉基料中加入防锈防水垢成分，以及抗菌成分作为内涂层，面釉基料中加入荧光成分作为外涂层，上述生产工艺主要用于真空不锈钢保温杯的硅酸盐涂层制备，其化学性质稳定，增加了防锈、防水垢、抗菌功效。

Description

不锈钢器皿内外硅酸盐涂层生产工艺
技术领域
本发明涉及不锈钢器皿的加工，是一种不锈钢器皿内外硅酸盐涂层生产工艺。
背景技术
不锈钢器皿包括不锈钢保温杯、不锈钢碗等日常用品，这些不锈钢合金材质制成的器皿存在不足之处在于，装盛一些碳酸饮料、碱性饮料、茶叶水的时候，例如其中酸性和碱性液体可能会对不锈钢产生腐蚀作用，容易产生金属离子。而且使用较久后，不锈钢杯子容易产生铁锈味道，以及污垢，除味和清洗较为不便，影响用户的使用效果。为此，如中国专利文献中披露的申请号201810685759.6，申请公布日2018.11.30，发明名称“一种搪瓷不锈钢保温杯及其制造方法”；该搪瓷保温杯包括外壳和内胆，内胆的内表面设置有第一搪瓷层，第一搪瓷层的原料及其质量百分比为：SiO240-60％，B2O310-25％，MgO1-5％，F1-5％，TiO210-25％，K2O5-10％，Na2O5-10％，P2O51-5％，具体包括如下制造步骤：将第一搪瓷层的原料分别按照比例进行混合，形成第一混合物；先在内胆的内表面喷40-100目的砂进行粗糙化处理，然后在上述表面均匀喷涂第一混合物，最后将涂覆有混合物的内胆放入高温炉中进行烧结，即在内胆的内表面形成了第一搪瓷层，最后将所得的内胆进行抽真空，再与外壳焊接，即得搪瓷保温杯。但上述生产工艺制得的不锈钢器皿中搪瓷层缺少防锈、防水垢、抗菌效果，作为外层涂料缺少荧光效果。
发明内容
为克服上述不足，本发明的目的是向本领域提供一种不锈钢器皿内外硅酸盐涂层生产工艺，使其解决现有同类产品生产工艺缺少防锈、防水垢、抗菌效果，作为器皿外涂层缺少荧光效果的技术问题。其目的是通过如下技术方案实现的。
一种不锈钢器皿内外硅酸盐涂层生产工艺，其特征在于该生产工艺先对不锈钢器皿的内表面通过清洗液进行清洁出来，涂一层黑色的底釉，厚0.10-0.25mm，不锈钢器皿放置于器皿外支架上，对不锈钢器皿内表面的底釉进行烘干，烘干时的温度为200-300度，烘烤10-20 分钟，再进行烧结操作，烧结的温度为850-890度，烧结10-20 分钟，烧结完成后，不锈钢器皿从器皿外支架取下；根据面釉的涂色和厚度要求，至少再次涂一层面釉，再次将不锈钢器皿放置于器皿外支架上，对不锈钢器皿内表面的底釉进行烘干，烘干时的温度为200-300度，烘烤10-20 分钟，再进行烧结操作，烧结的温度为850-890度，烧结10-20 分钟，烧结完成后，不锈钢器皿从器皿外支架取下完成。上述面釉涂层在黑色底釉涂抹之后，至少再次涂抹一次面釉涂层，当面釉涂层无法达到要求时，亦可第二次涂抹面釉涂层。
所述内涂层和外涂层的面釉包括以下重量份的面釉基料组合：硅酸盐矿物45-60份、硼砂3-16份、亚硝酸盐3-35份、绿镍0.23-9份、石英3-19份、碳酸镁0.13-6份、石墨烯粉0.1-3份、水6-32份，在温度1250℃-1350℃下进行熔制，然后水淬后形成玻璃熔块，将玻璃熔块再依次经粗碎、细碎、配料研磨，研磨后的玻璃熔块粉末细度为经300目筛余物小于0.2%的玻璃熔块粉末；将重量百分比为长石20%-40%和粘土5%-15%，以及上述玻璃熔块粉末50%-70%，经球磨机进行混合研磨均匀，得到粉料细度为万孔筛余物小于2%。上述面釉基料制得的涂层为防锈防水垢钢质搪瓷层，作为不锈钢器皿的内涂层防水垢效果更好。
所述外涂层的面釉在第一步骤的面釉基料中加入荧光混合剂0.1-2份，所述荧光混合剂包括五氧化二钒0.5-3份、氧化锌0.5-1.5份、硫化钙6-7份、硫化镁2-3份、硫化钠0.5-1.5份、蒸馏水0.5-2份；将所述五氧化二钒、氧化锌、硫化钙、硫化镁、硫化钠和所述蒸馏水依次加入到搅拌机中，搅拌10-20min，得到混合物；将所述混合物置于煅烧炉内，于800-850℃下煅烧40-50min，随炉冷却至室温后取出，得到初产物；将初产物加入到球磨机内，常温下球磨3-5h后通过80-120目的筛网后，制成所述荧光混合剂。上述为在面釉的面釉基料中加入荧光材料，使不锈钢器皿的外涂层具有荧光效果。
所述内涂层面釉的第一步骤中加入吸附抗菌粒子的气相二氧化硅粉体，所述气相二氧化硅粉体包括：重量百分比为0.5-3％，粒径范围在30nm-50nm的纳米铜粉；重量百分比为0-0.4％，粒径范围在20nm-60nm的纳米银粉；重量百分比为0.2-0.8％，粒径范围在150nm-250nm的纳米气相二氧化硅粉；重量百分比为0.1-0.5％，粒径范围在100nm-500nm的磷酸银粒子；以及重量百分比为0-0.5％，粒径范围在100nm-600nm的氧化铜粒子，上述纳米铜粉、纳米银粉、纳米气相二氧化硅粉、磷酸银粒子、氧化铜粒子与水混合，加入分散剂，分散剂的重量百分比为0.2-0.5％，采用超声波分散器分散，最后将分散后的粉体加入所述面釉基料中。上述面釉基料制得的涂层为具有抗菌效果的搪瓷层，作为不锈钢器皿的内涂层增加其表面抗菌效果。
所述分散剂为有机分散剂；该有机分散剂为三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或几种。
所述底釉由下述重量百分比的原料制成：底釉基料5-20份，钴兰色素45-60份，黑色素0.05-0.5份，丝印调墨油25-40份；所述底釉基料由下列重量百分比的原料制成：石英10-13份、硼砂24-28份、长石25-28份、硝酸钠7-9份、氟化钙5-7份、纯碱2-6份、冰晶5-7份、氧化钙1-2份和二氧化锰0.6-1.0份。上述底釉基料按重量百分比称量放入坩埚中，在1200℃下熔化，熔化好后，将其投入水中冷淬，而后捞出烘干，凝固得块状熔块；研磨熔块至能够通过300 目的筛子的大小，再烘干；按重量百分比称量的钴兰色素、黑色素、丝印调墨油与研磨、烘干后的熔块混合后，放入三辊研磨机中研磨两遍，即可制得底釉。
所述清洗液由下述原料制得：碳酸钠10g、磷酸三钠6g、OP乳化剂1.2g和水40ml；具体清洁步骤如下：把不锈钢器皿放入上述清洗液的烧杯中，在超声波清洗器中清洗30分钟，在70-80度中浸泡10分钟；再用蒸馏水清洗3-5次，然后再用无水乙醇进行清洗，最后放入烘箱中在120度进行烘干。
根据上述工艺制作的真空不锈钢器皿，所述真空不锈钢器皿设有内涂层和/或外涂层，底部中心微波抽真空。
本发明的生产工艺可行，制得的底釉和面釉效果好，内涂层的防锈、防水垢、抗菌效果好，外涂层亦可具有荧光效果；其适合作为不锈钢器皿内外硅酸盐涂层生产工艺使用，以及同类产品生产工艺的改进。
具体实施方式
现结合具体实施对本发明的生产工艺作进一步描述。该生产工艺先对不锈钢器皿的内表面通过清洗液进行清洁出来，涂一层黑色的底釉，厚0.10-0.25mm，不锈钢器皿放置于器皿外支架上，对不锈钢器皿内表面的底釉进行烘干，烘干时的温度为200-300度，烘烤10-20 分钟，再进行烧结操作，烧结的温度为850-890度，烧结10-20 分钟，烧结完成后，不锈钢器皿从器皿外支架取下；根据面釉的涂色和厚度要求，涂一层面釉，再次将不锈钢器皿放置于器皿外支架上，对不锈钢器皿内表面的底釉进行烘干，烘干时的温度为200-300度，烘烤10-20 分钟，再进行烧结操作，烧结的温度为850-890度，烧结10-20 分钟，烧结完成后，不锈钢器皿从器皿外支架取下完成。如果上述不锈钢器皿的面釉厚度不够，再次涂一层面釉，并再次进行相同的烘干和烧结处理。上述清洁液为碳酸钠10g、磷酸三钠6g、OP乳化剂1.2g和水40ml制得的清洁液，具体清洁步骤如下：把不锈钢器皿放入上述清洗液的烧杯中，在超声波清洗器中清洗30分钟，在70-80度中浸泡10分钟；再用蒸馏水清洗3-5次，然后再用无水乙醇进行清洗，最后放入烘箱中在120度进行烘干。上述底釉由下述重量百分比的原料制成：底釉基料5-20份，钴兰色素45-60份，黑色素0.05-0.5份，丝印调墨油25-40份；所述底釉基料由下列重量百分比的原料制成：石英10-13份、硼砂24-28份、长石25-28份、硝酸钠7-9份、氟化钙5-7份、纯碱2-6份、冰晶5-7份、氧化钙1-2份和二氧化锰0.6-1.0份。
上述面釉的面釉基料采用如下重量百分比的原料制成：硅酸盐矿物45-60份、硼砂3-16份、亚硝酸盐3-35份、绿镍0.23-9份、石英3-19份、碳酸镁0.13-6份、石墨烯粉0.1-3份、水6-32份，在温度1250℃-1350℃下进行熔制，然后水淬后形成玻璃熔块，将玻璃熔块再依次经粗碎、细碎、配料研磨，研磨后的玻璃熔块粉末细度为经300目筛余物小于0.2%的玻璃熔块粉末；将重量百分比为长石20%-40%和粘土5%-15%，以及上述玻璃熔块粉末50%-70%，经球磨机进行混合研磨均匀，得到粉料细度为万孔筛余物小于2%。
上述面釉作为不锈钢器皿的内涂层面釉时，加入吸附抗菌粒子的气相二氧化硅粉体，所述气相二氧化硅粉体包括：重量百分比为0.5-3％，粒径范围在30nm-50nm的纳米铜粉；重量百分比为0-0.4％，粒径范围在20nm-60nm的纳米银粉；重量百分比为0.2-0.8％，粒径范围在150nm-250nm的纳米气相二氧化硅粉；重量百分比为0.1-0.5％，粒径范围在100nm-500nm的磷酸银粒子；以及重量百分比为0-0.5％，粒径范围在100nm-600nm的氧化铜粒子，上述纳米铜粉、纳米银粉、纳米气相二氧化硅粉、磷酸银粒子、氧化铜粒子与水混合，加入分散剂，分散剂的重量百分比为0.2-0.5％，采用超声波分散器分散，最后将分散后的粉体加入所述面釉基料中。所述分散剂为有机分散剂；该有机分散剂为三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或几种。
上述面釉作为不锈钢器皿的外涂层面釉时，为了增加不锈钢器皿的荧光效果，在面釉基料中加入荧光混合剂0.1-2份，所述荧光混合剂包括五氧化二钒0.5-3份、氧化锌0.5-1.5份、硫化钙6-7份、硫化镁2-3份、硫化钠0.5-1.5份、蒸馏水0.5-2份；将所述五氧化二钒、氧化锌、硫化钙、硫化镁、硫化钠和所述蒸馏水依次加入到搅拌机中，搅拌10-20min，得到混合物；将所述混合物置于煅烧炉内，于800-850℃下煅烧40-50min，随炉冷却至室温后取出，得到初产物；将初产物加入到球磨机内，常温下球磨3-5h后通过80-120目的筛网后，制成所述荧光混合剂。
根据上述工艺制作的保温容器，具体为一种真空不锈钢保温杯，在保温杯的内腔上形成一层内涂层面釉，在保温杯的底部中心微波抽真空，由于其化学性质比较稳定，不会有腐蚀的情况发生，并具有防锈、防水垢、抗菌功能，同时其热胀冷缩的变化较小。当遇到较热的开水时，不会产生对人体不健康的物质，安全性好，同时其内涂层的热胀冷缩性能比较强，长期使用后，密封性能不会下降。在装盛一些碳酸饮料、碱性饮料、茶叶水时，液体中的酸性和碱性物质较难对内涂层产生腐蚀作用，不会产生金属离子。即使长期使用后，也不会产生铁锈味道，用户体验良好。而保温杯的外层上形成一层外涂层面釉，也由于其化学性质比较稳定，不会有腐蚀的情况发生，并具有荧光功能，增强了保温杯夜间的气氛渲染。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的创造构思的前提下，还可以做出其它变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1. 一种不锈钢器皿内外硅酸盐涂层生产工艺，其特征在于该生产工艺先对不锈钢器皿的内表面通过清洗液进行清洁出来，涂一层黑色的底釉，厚0.10-0.25mm，不锈钢器皿放置于器皿外支架上，对不锈钢器皿内表面的底釉进行烘干，烘干时的温度为200-300度，烘烤10-20 分钟，再进行烧结操作，烧结的温度为850-890度，烧结10-20 分钟，烧结完成后，不锈钢器皿从器皿外支架取下；根据面釉的涂色和厚度要求，至少再次涂一层面釉，再次将不锈钢器皿放置于器皿外支架上，对不锈钢器皿内表面的底釉进行烘干，烘干时的温度为200-300度，烘烤10-20 分钟，再进行烧结操作，烧结的温度为850-890度，烧结10-20 分钟，烧结完成后，不锈钢器皿从器皿外支架取下完成。
2.根据权利要求1所述的不锈钢器皿内外硅酸盐涂层生产工艺，其特征在于所述内涂层和外涂层的面釉包括以下重量份的面釉基料组合：硅酸盐矿物45-60份、硼砂3-16份、亚硝酸盐3-35份、绿镍0.23-9份、石英3-19份、碳酸镁0.13-6份、石墨烯粉0.1-3份、水6-32份，在温度1250℃-1350℃下进行熔制，然后水淬后形成玻璃熔块，将玻璃熔块再依次经粗碎、细碎、配料研磨，研磨后的玻璃熔块粉末细度为经300目筛余物小于0.2%的玻璃熔块粉末；将重量百分比为长石20%-40%和粘土5%-15%，以及上述玻璃熔块粉末50%-70%，经球磨机进行混合研磨均匀，得到粉料细度为万孔筛余物小于2%。
3.根据权利要求2所述的不锈钢器皿内外硅酸盐涂层生产工艺，其特征在于所述外涂层的面釉在第一步骤的面釉基料中加入荧光混合剂0.1-2份，所述荧光混合剂包括五氧化二钒0.5-3份、氧化锌0.5-1.5份、硫化钙6-7份、硫化镁2-3份、硫化钠0.5-1.5份、蒸馏水0.5-2份；将所述五氧化二钒、氧化锌、硫化钙、硫化镁、硫化钠和所述蒸馏水依次加入到搅拌机中，搅拌10-20min，得到混合物；将所述混合物置于煅烧炉内，于800-850℃下煅烧40-50min，随炉冷却至室温后取出，得到初产物；将初产物加入到球磨机内，常温下球磨3-5h后通过80-120目的筛网后，制成所述荧光混合剂。
4.根据权利要求2所述的不锈钢器皿内外硅酸盐涂层生产工艺，其特征在于所述内涂层面釉的第一步骤中加入吸附抗菌粒子的气相二氧化硅粉体，所述气相二氧化硅粉体包括：重量百分比为0.5-3％，粒径范围在30nm-50nm的纳米铜粉；重量百分比为0-0.4％，粒径范围在20nm-60nm的纳米银粉；重量百分比为0.2-0.8％，粒径范围在150nm-250nm的纳米气相二氧化硅粉；重量百分比为0.1-0.5％，粒径范围在100nm-500nm的磷酸银粒子；以及重量百分比为0-0.5％，粒径范围在100nm-600nm的氧化铜粒子，上述纳米铜粉、纳米银粉、纳米气相二氧化硅粉、磷酸银粒子、氧化铜粒子与水混合，加入分散剂，分散剂的重量百分比为0.2-0.5％，采用超声波分散器分散，最后将分散后的粉体加入所述面釉基料中。
5.根据权利要求4所述的不锈钢器皿内外硅酸盐涂层生产工艺，其特征在于所述分散剂为有机分散剂；该有机分散剂为三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶、脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或几种。
6.根据权利要求2所述的不锈钢器皿内外硅酸盐涂层生产工艺，其特征在于所述底釉由下述重量百分比的原料制成：底釉基料5-20份，钴兰色素45-60份，黑色素0.05-0.5份，丝印调墨油25-40份；所述底釉基料由下列重量百分比的原料制成：石英10-13份、硼砂24-28份、长石25-28份、硝酸钠7-9份、氟化钙5-7份、纯碱2-6份、冰晶5-7份、氧化钙1-2份和二氧化锰0.6-1.0份。
7.根据权利要求1所述的不锈钢器皿内外硅酸盐涂层生产工艺，其特征在于所述清洗液由下述原料制得：碳酸钠10g、磷酸三钠6g、OP乳化剂1.2g和水40ml；具体清洁步骤如下：把不锈钢器皿放入上述清洗液的烧杯中，在超声波清洗器中清洗30分钟，在70-80度中浸泡10分钟；再用蒸馏水清洗3-5次，然后再用无水乙醇进行清洗，最后放入烘箱中在120度进行烘干。
8.一种根据权利要求1所述工艺制作的真空不锈钢器皿，其特征在于所述真空不锈钢器皿设有内涂层和/或外涂层，底部中心微波抽真空。
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