CN114180839B - 一种颗粒增韧搪瓷釉浆、搪瓷板及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种颗粒增韧搪瓷釉浆，按照质量份数包括以下物质：100份基础钛釉；4至10份悬浮剂；4份至12份纳米颗粒；0.2至0.8份助剂；45至65份水；本发明还公开了一种颗粒增韧搪瓷板的制备方法，包括以下步骤：步骤一、混合所述的搪瓷釉料，研磨，过筛制得颗粒增韧搪瓷釉浆；步骤二、将颗粒增韧搪瓷釉浆通过浸搪或湿法喷涂的方式涂覆于1.5mm搪瓷基板上，干燥，烧制，获得颗粒增韧搪瓷板；本发明所得搪瓷板通过纳米颗粒与基础钛釉的配合，有效减缓裂纹的扩展和延长，提高搪瓷板的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及搪瓷技术领域，特别是涉及一种颗粒增韧搪瓷釉浆、搪瓷板及制备方法。
背景技术
众所周知，搪瓷技术赋予了钢板各种性能，如：耐腐蚀性、耐化学性、耐候性和装饰性。但在搪瓷板使用和安装过程中，不可避免地在板面上出现裂纹，如果裂纹得不到有效的遏制，会严重影响搪瓷板的装饰性和使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种颗粒增韧搪瓷釉浆，本发明通过纳米颗粒与基础钛釉的配合，有效减缓裂纹的扩展和延长，提高搪瓷板的使用寿命。
为解决此技术问题，本发明的技术方案是：一种颗粒增韧搪瓷釉浆，按照质量份数包括以下物质：
基础钛釉 100份；
悬浮剂 4-10份；
纳米颗粒 4-12份；
助剂 0.2-0.8份
水 45-65份
优选所述基础钛釉各组分份数包括：
B2O3 10.0～18.0份；Na2O 10.0～15.0份；MgO 1.00～3.00份；
Al2O31.00～3.00份；SiO2 30.0～45.0份；P2O5 1.00～3.00份；
ZnO 1.00～2.00份；TiO2 15.0～20.0份； Na2SiF66.00～10.00份。
本发明基础钛釉加入纳米颗粒后制得的搪瓷板瓷面与其他釉料相比较好,主要体现在烧制后的搪瓷板瓷面针孔，小凹坑等缺陷较锑釉，锆釉少;本发明基础钛釉中的氧化铝可以提高瓷釉的乳浊度。
优选所述悬浮剂为粘土。通过使用悬浮剂提高釉浆悬浮稳定，利于施工，烧成后获得均匀光滑釉面。
优选所述纳米颗粒为纳米氧化铝。纳米氧化铝相比基釉中的氧化铝，其颗粒半径更小，纳米级的氧化铝颗粒可以有效地阻碍裂纹的发展，从而提高搪瓷的断裂韧性。本发明中纳米氧化铝对搪瓷产品的瓷面影响较小，利于获得高品质瓷面。本发明通过向基础钛釉引入一定含量的纳米Al2O3颗粒，其中纳米Al2O3颗粒的尺寸为50-150nm之间。加入的纳米Al2O3颗粒会均匀地分散在釉浆中，一部分纳米颗粒会附着在其他晶粒的晶界处。因为纳米Al2O3不会与釉料配方中其他成分发生化学反应，附着的纳米颗粒会抑制其他晶粒的成长，防止大型晶粒出现的同时会使各成分晶粒尺寸大小均匀。这一晶粒细化效应会较大地增强搪瓷产品的硬度。此外，当纳米颗粒附着在基体晶粒的晶界处时，会对基体晶粒产生压应力，相应的，基体晶粒也会产生张应力，这些张应力会使基体晶粒形成众多方向不同的亚晶界，使裂纹在晶界扩展时的路程增长且会提高裂纹穿晶的可能性，消耗大量裂纹扩展能量，从而实现对材料的增韧。
优选所述助剂为氟硅酸钾、氯化钾、碳酸钾中的任一种或几种的混合。
本发明的目的在于提供一种颗粒增韧搪瓷板的制备方法，本发明制得通过颗粒增韧的搪瓷板。
为解决此技术问题，本发明的技术方案是：一种颗粒增韧搪瓷板的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、混合本发明提出的搪瓷釉料，研磨，过筛制得颗粒增韧搪瓷釉浆；
步骤二、将颗粒增韧搪瓷釉浆通过浸搪或湿法喷涂的方式覆盖于1.5mm搪瓷基板上，干燥，烧制，获得颗粒增韧搪瓷板。
优选步骤一中研磨至浆料中颗粒的粗细度为0.1~0.25g，容重为1.62~1.76 g/mL。本发明中釉浆触变性适宜，容易喷涂；悬浮性稳定，颗粒不易沉淀，保证瓷面的细腻性。本发明所得浆料容重适宜，釉浆流动性好，适合喷涂，盖力好，经过烧成后获得致密细腻的瓷面，所得搪瓷板的性能显著提升。
优选步骤二中喷涂的厚度为100～300μm；
喷枪与板胚间的距离为15～20cm；
喷枪的移动速度为3～6cm/s；
枪嘴与板胚之间的夹角为80°～100°。本发明通过控制喷涂工艺避免烧成的板表面出现橘皮皱；也避免喷涂距离太远导致瓷层过薄和釉粉浪费。
优选步骤二中
干燥温度为100~140℃，所述干燥时间为3~5min；
烧制温度为770~820℃，所述烧制时间为3~5min。
本发明中钢板越厚，烧成时间越长。
通过采用上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明使用颗粒增韧搪瓷釉料生产出来的搪瓷具有比一般搪瓷较好的断裂韧性，可以有效减缓裂纹的扩展和延长，提高使用寿命。
本发明为了保证所得釉料的施工性能，配合悬浮剂，防止形成釉浆后颗粒沉淀，提高粉坯强度，所得搪瓷板瓷面效果更好。
本发明将纳米颗粒材料加入到釉料配方中，同时结合本发明中的制备方法，可得到具有高韧性新型搪瓷装饰板，符合技术规法要求，同时保持了普通搪瓷装饰板固有的特性和优点；本发明将纳米颗粒材料与搪瓷装饰板相结合，在提高搪瓷板的断裂韧性方面具有较大突破。
从而实现本发明的上述目的。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
实施例1
本实施例公开一种颗粒增韧搪瓷釉浆，具体的组成和用量详见表1和表2所示。
实施例2
本实施例公开一种颗粒增韧搪瓷釉浆，具体的组成和用量详见表1和表2所示。
实施例3
本实施例公开一种颗粒增韧搪瓷釉浆，具体的组成和用量详见表1和表2所示。
对比例
本对比例中使用未添加纳米Al2O3颗粒的实施例1的搪瓷釉料。
上述实施例1至3以及对比例的釉料颗制成釉浆的方法，包括以下步骤：
步骤（1）：用精度为0.01g的电子天平将钛釉、纳米氧化铝、粘土、水、碳酸钾准确称量后投入到 KM-2型快速球磨机标配球磨罐中；
步骤（2）：将球磨罐放在球磨机固定夹具上固定好，在1200 r/min的转速下球磨12分钟，球磨到粗细度在0.22g左右，容重 1.63 g/mL；球磨所得釉浆过80目标准筛，获得颗粒增韧搪瓷釉浆。
采用上述搪瓷釉浆制备搪瓷板的方法：包括以下步骤：
步骤一、通过湿法喷涂的方式把颗粒增韧搪瓷釉浆喷涂于1.5 mm厚BTC1冷轧钢板上，喷涂的厚度为100～300μm；喷枪与板胚间的距离为15～20cm；喷枪的移动速度为3～6cm/s；枪嘴与板胚之间的夹角为80°～100°。
然后放入温度为120℃干燥箱中烘3分钟；将烘干后的钢板放在温度为 820℃的烧成炉中，烧成4.5分钟。
实施例1至3以及对比例所得搪瓷板的性能详见表3所示。
结合表1至表3可知，本发明通过向基础钛釉引入一定含量的纳米Al2O3颗粒，其中纳米Al2O3颗粒的尺寸为50-150nm之间。加入的纳米Al2O3颗粒会均匀地分散在釉浆中，一部分纳米颗粒会附着在其他晶粒的晶界处。因为纳米Al2O3不会与釉料配方中其他成分发生化学反应，附着的纳米颗粒会抑制其他晶粒的成长，防止大型晶粒出现的同时会使各成分晶粒尺寸大小均匀。这一晶粒细化效应会较大地增强搪瓷产品的硬度。此外，当纳米颗粒附着在基体晶粒的晶界处时，会对基体晶粒产生压应力，相应的，基体晶粒也会产生张应力，这些张应力会使基体晶粒形成众多方向不同的亚晶界，使裂纹在晶界扩展时的路程增长且会提高裂纹穿晶的可能性，消耗大量裂纹扩展能量，从而实现对材料的增韧。
本发明使用颗粒增韧搪瓷釉料生产出来的搪瓷具有比一般搪瓷较好的断裂韧性，可以有效减缓裂纹的扩展和延长，提高使用寿命。
本发明为了保证所得釉料的施工性能，配合悬浮剂，防止形成釉浆后颗粒沉淀，提高粉坯强度，所得搪瓷板瓷面效果更好。
本发明将纳米颗粒材料加入到釉料配方中，同时结合本发明中的制备方法，可得到具有高韧性新型搪瓷装饰板，符合技术规法要求，同时保持了普通搪瓷装饰板固有的特性和优点；本发明将纳米颗粒材料与搪瓷装饰板相结合，在提高搪瓷板的断裂韧性方面具有较大突破。
Claims (8)
1.一种颗粒增韧搪瓷釉浆，其特征在于：按照质量份数包括以下物质：
基础钛釉 100份；
悬浮剂 4-10份；
纳米颗粒 4-12份；
助剂 0.2-0.8份；
水 45-65份；
所述基础钛釉按照质量份数包括以下物质：
B2O3 10.0～18.0份；Na2O 10.0～15.0份；MgO 1.00～3.00份；
Al2O31.00～3.00份；SiO2 30.0～45.0份；P2O5 1.00～3.00份；
ZnO1.00～2.00份；TiO2 15.0～20.0份； Na2SiF66.00～10.00份；
所述纳米颗粒为纳米氧化铝。
2.如权利要求1所述的一种颗粒增韧搪瓷釉浆，其特征在于：所述悬浮剂为粘土。
3.如权利要求1所述的一种颗粒增韧搪瓷釉浆，其特征在于：所述助剂为氟硅酸钾、氯化钾、碳酸钾中的任一种或几种的混合。
4.一种搪瓷板，其特征在于：表面涂覆有如权利要求1至3任一项所述的搪瓷釉浆。
5.一种颗粒增韧搪瓷板的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、混合权利要求1至3任一项所述的基础钛釉、悬浮剂、纳米氧化铝、助剂、水，研磨，过筛制得颗粒增韧搪瓷釉浆；
步骤二、将颗粒增韧搪瓷釉浆通过浸搪或湿法喷涂的方式涂覆于1.5mm搪瓷基板上，干燥，烧制，获得颗粒增韧搪瓷板。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤一中研磨至浆料中颗粒的粗细度为0.1至0.25g，容重为1.62至1.76 g/mL。
7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：
步骤二中喷涂的厚度为100～300μm；
喷枪与板胚间的距离为15～20cm；
喷枪的移动速度为3～6cm/s；
枪嘴与板胚之间的夹角为80°～100°。
8.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：
步骤二中
干燥温度为100~140℃，所述干燥时间为3~5min；
烧制温度为770~820℃，所述烧制时间为3~5min。
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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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| GR01 | Patent grant | ||
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