CN1546406A - 一种无铅铝搪瓷瓷釉 - Google Patents

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    • C03C2207/00—Compositions specially applicable for the manufacture of vitreous enamels
    • C03C2207/08—Compositions specially applicable for the manufacture of vitreous enamels for light metals

Abstract

本发明公开了一种SiO2－B2O3－TiO2－R2O系统在纯铝板或铝合金板材上使用的无铅铝搪瓷瓷釉的组成，该瓷釉具有对环境无铅污染、耐酸化学稳定性好、与基材的密着性优良等特点，适用于在纯铝或铝合金上做各种色彩的表面装饰和保护。

Description

一种无铅铝搪瓷瓷釉
技术领域
本发明属于搪瓷瓷釉技术领域，具体涉及一种无铅铝搪瓷瓷釉，主要用于金属纯铝和铝合金的表面涂搪。
背景技术
金属纯铝和铝合金的熔融温度较低，现有用于金属纯铝和铝合金的表面涂搪的铝搪瓷瓷釉，为了满足低熔点加工工艺的要求，其组成一般都含有大量氧化铅成分，而高含量的氧化铅会在产品生产过程和产品的使用过程中对环境造成较大的污染；此外，现有含铅铝搪瓷瓷釉耐酸性能相对较差，一般耐酸性能不超过A级。
发明内容
本发明的目的是发明一种对环境无铅污染、耐酸性能相对较好的无铅铝搪瓷瓷釉。
本发明提供的一种无铅铝搪瓷瓷釉，其配方中主要包括：碱金属氧化物R2O、二氧化硅SiO2、二氧化钛TiO2、氧化硼B2O3，其特征在于：各组分在SiO2-B2O3-TiO2-R2O组成系统中的重量百分比是：
二氧化硅SiO2：    28.00-38.00％
氧化硼B2O3：     2.00-10.00％
二氧化钛TiO2：    20.00-30.00％
碱金属氧化物R2O：20.00-40.00％
其中碱金属氧化物R2O主要采用氧化钠、氧化钾和氧化锂的混合物，它们之间的摩尔比是4∶3∶2。
本组分系统还可外加入占系统总重量0.5-5.0％的氧化铝Al2O3，氧化铝Al2O3进入硅氧四面体的网络，可提高网络体的致密度，对提高无铅铝搪瓷晶体的化学稳定性和机械强度有利。
本组分系统也可外加入占系统总重量0.5-5.0％的氧化锑Sb2O3，以提高无铅铝搪瓷瓷釉的遮盖力。
以上配比中：SiO2的量比传统配方略低，因为SiO2量越高，其表面张力越高，密着性越差，同时烧成温度也高，但过低会使整个瓷釉丧失机械强度和化学稳定性，因此确定其重量比在28.00-38.00％之间。
B2O3能显著降低表面张力，改善密着性，提高瓷面光泽，同时在此系统中在一定范围内又能做瓷釉基体剂，但考虑到其膨胀系数较小，因此引入量确定为2.00-10.00％。
作为强乳浊剂的TiO2，它的引入主要是加强瓷釉对铝板遮盖力，提高无铅铝搪瓷瓷釉的化学稳定性，并增强瓷釉层的机械强度，由于铝搪瓷是在低于600℃下烧成，TiO2没有二次析晶，因此引入量确定在20.00-30.00％，比传统瓷釉乳浊剂含量高。
R2O是一价碱金属氧化物的总称，本系统中主要采用氧化钠Na2O、氧化钾K2O和氧化锂Li2O的混合物，它们之间的摩尔比是4∶3∶2。这主要是利用“混合碱效应”来显著降低烧成温度并改善系统的化学稳定性，R2O的引入量确定为20.00-40.00％。
无铅铝搪瓷瓷釉的制作及使用过程如下：
将合格的各种所需的化工原料和矿物原料按配方称量，充分混合后，送入温度为1100-1150℃的窑炉进行熔制，待炉内高温熔体抽丝无结后，即可出炉淬碎成瓷釉熔块；熔块干燥后，将其与悬浮剂、亲水性色素等混合研磨至适当的细度和容重的釉浆，然后通过喷涂将釉浆均匀地施涂在业已表面处理过的纯铝或铝合金上，干燥后即进入温度为550℃±20℃的窑炉中烧成4-8分钟，出炉冷却后即得一次性烧成的铝搪瓷。
本发明提供的无铅铝搪瓷瓷釉的组分中不含铅的元素，因此在产品生产过程和产品的使用过程中不产生铅挥发和析出对环境造成的污染；同现有技术比较，本发明利用“混合碱效应”，显著降低烧成温度并改善了系统的化学稳定性，使得瓷釉的耐酸性显著提高，同时恰当地选择了二氧化硅SiO2的引入量，既保证了瓷釉的耐酸性能又使瓷釉与基材的密着性能得到提高。本发明适用于在纯铝或铝合金上做各种色彩的表面装饰和保护。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的描述。
选用如下四组配方，各个配方的组分均为重量百分比：
              A             B             C             D
SiO2        37.2          36.1          35.8          37.4
B2O3       8.2           8.5           8.0           9.8
R2O        26.5          28.6          27.1          25.6
TiO2        28.1       26.8       29.1        27.2
外引入
Al2O3      3.6        3.5        2.2         2.5
Sb2O3      2.4        1.5        3.4         3.5
其中R2O选用Na2O、K2O和Li2O组成混合碱，三种物质摩尔比在A、B、C、D中均基本按4∶3∶2进行搭配。
将以上的配方按如下的工艺生产并使用于纯铝或铝合金上：
原料称量—混合—均匀度测试—熔制—淬碎—干燥成熔块—研磨—施涂在表面处理过的纯铝或铝合金坯上—烘干—烧成—冷却—制品。
以上制品的性能检验标准与测试数据如下：
①光泽：按GB11420-89《搪瓷光泽测试方法》的规定；
②耐酸性：按GB9989-88《搪瓷耐室温柠檬酸测试方法》的规定；
③耐剥落：按ISO13805《铝搪瓷在电解溶液中珐琅粘合力的测定》的规定。

Claims (4)

1.一种无铅铝搪瓷瓷釉，其配方主要包括：碱金属氧化物R2O、二氧化硅SiO2、二氧化钛TiO2、氧化硼B2O3，其特征在于：各组分在SiO2-B2O3-TiO2-R2O组成系统中的重量百分比是：
二氧化硅SiO2：     28.00-38.00％
氧化硼B2O3：      2.00-10.00％
二氧化钛TiO2：     20.00-30.00％
碱金属氧化物R2O：  20.00-40.00％
2.根据权利要求1所述的瓷釉，其特征还在于：碱金属氧化物R2O主要采用氧化钠Na2O、氧化钾K2O和氧化锂Li2O的混合物，它们之间的摩尔比是4∶3∶2。
3.根据权利要求1所述的瓷釉，其特征还在于：还可外加入占SiO2-B2O3-TiO2-R2O系统总重量0.5-5.0％的氧化铝Al2O3。
4.根据权利要求1所述的瓷釉，其特征还在于：还可外加入占SiO2-B2O3-TiO2-R2O系统总重量0.5-5.0％的氧化锑Sb2O3。
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