RU2209786C2

RU2209786C2 - Insulating enamel

Info

Publication number: RU2209786C2
Application number: RU2001117622/03A
Authority: RU
Inventors: М.А. Семин; Е.Н. Зеленченкова
Original assignee: Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева
Priority date: 2001-06-28
Filing date: 2001-06-28
Publication date: 2003-08-10

Abstract

FIELD: inorganic chemistry, chemical technology. SUBSTANCE: invention relates to technology of silicates, namely to insulating enamels, and designated for insulating covering steel backings, in part, ozone generator electrodes. Invention provides preparing insulating enamel of the following composition, wt.-%: SiO₂, 25-35; B₂O₃, 3-7; CaO, 4-7; SrO, 3-8; CoO, 0.5-1; CdO, 4.5-6; NiO, 0.5-1; MnO, 0.2-1; Na₂O, 1-4; K₂O, 3-5; Cr₂O₃, 0.5-1; MoO₃, 0.5-1; BaO, the balance. Invention provides the improvement of dielectric and covering properties: temperature coefficient of linear expansion = (135-154) x 10^-7 1/C, dielectric permittivity ε = 10-13; tangent angle of dielectric loss tgδ = (2.7-4.1) x 10^-3, enamel roasting temperature is 700-720 C. EFFECT: improved properties of enamel. 2 tbl

Description

Изобретение относится к области технологии силикатов, а именно к электроизоляционным эмалям, и предназначено для изоляционного покрытия стальных подложек, в частности электродов генераторов озона. Для обеспечения хорошей работы озонатора в условиях электросинтеза озона необходимо, чтобы диэлектрическое покрытие его электродов было сплошным, имело дилатометрические характеристики, близкие к подложке, обладало хорошими прочностными свойствами. В связи с тем, что при работе озонаторов используются токи высокой частоты высокого напряжения, важнейшими свойствами являются диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь. The invention relates to the field of technology of silicates, namely to electrical insulating enamels, and is intended for the insulation coating of steel substrates, in particular electrodes of ozone generators. To ensure good operation of the ozonizer under conditions of ozone electrosynthesis, it is necessary that the dielectric coating of its electrodes be continuous, have dilatometric characteristics close to the substrate, and have good strength properties. Due to the fact that when operating ozonizers, high-frequency high-voltage currents are used, the most important properties are dielectric constant and dielectric loss tangent.

Известен состав электроизоляционной эмали для нержавеющей стали, мас.%: SiO₂ 25,4-31,4, В₂О₃ 2,3-7,4, ВаО 43,1-48,5, СаО 9,2-15,2, Аl₂О₃ 2,8-5,0, TiO₂ 1,5-2,5, СоО 0,4-0,7, MnO 0,4-0,7, Сr₂О₃ 0,7-0,9, SO₃ 0,2-0,8 [Патент РФ 2052398, класс С 03 С 8/02, 1996 г.].The known composition of electrical insulating enamel for stainless steel, wt.%: SiO ₂ 25.4-31.4, B ₂ About ₃ 2.3-7.4, BaO 43.1-48.5, CaO 9.2-15, 2, Al ₂ O ₃ 2.8-5.0, TiO ₂ 1.5-2.5, CoO 0.4-0.7, MnO 0.4-0.7, Cr ₂ O ₃ 0.7- 0.9, SO ₃ 0.2-0.8 [RF Patent 2052398, class C 03 C 8/02, 1996].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является состав, мас. %: SiO₂ 42,0-62,7, Li₂O 2,0-8,0, Na₂O 7,0-16,0, К₂О 2,0-8,0, ВаО 3,0-11,0, SrO-3,0-7,0, В₂О₃ 1,0-6,0, PbO 3,0-10,0, СоО 0,2-2,0, NiO 0,1-1,0, Na₂SiF₆ 1,0-4,0 [Патент РФ 2059579, класс С 03 С 8/10, 1995 г.] Этот состав имеет диэлектрическую проницаемость 8,2-9,5, ТКЛР (119-130)•10^-7 1/^oС, тангенс угла диэлектрических потерь 0,05-0,08.The closest in technical essence and the achieved result is the composition, wt. %: SiO ₂ 42.0-62.7, Li ₂ O 2.0-8.0, Na ₂ O 7.0-16.0, K ₂ O 2.0-8.0, BaO 3.0- 11.0, SrO-3.0-7.0, B ₂ O ₃ 1.0-6.0, PbO 3.0-10.0, CoO 0.2-2.0, NiO 0.1-1 , 0, Na ₂ SiF ₆ 1.0-4.0 [RF Patent 2059579, class C 03 C 8/10, 1995] This composition has a dielectric constant of 8.2-9.5, TECL (119-130) • 10 ^-7 1 / ^o С, dielectric loss tangent 0.05-0.08.

Задачей изобретения является повышение ТКЛР, диэлектрической проницаемости и снижение угла диэлектрических потерь. The objective of the invention is to increase the thermal expansion coefficient, dielectric constant and decrease the dielectric loss angle.

Указанный технический результат достигается тем, что электроизоляционная эмаль имеет следующий состав. мас.%:
SiO₂ - 25-35
В₂О₃ - 3-7
CaO - 4-7
SrO - 3-8
СоО - 0,5-1
CdO - 4,5-6
NiO - 0,5-1
МnО - 0,2-1
Na₂О - 1-4
К₂О - 3-5
Сr₂О₃ - 0,5-1
МоО₃ - 0,5-1
BaO - Остальное
Предлагаемый состав эмали отличается от известного дополнительным наличием компонентов: CaO; CdO; МоО₃; Сr₂О₃, МnО.The specified technical result is achieved in that the electrical insulating enamel has the following composition. wt.%:
SiO ₂ - 25-35
B ₂ O ₃ - 3-7
CaO - 4-7
SrO - 3-8
CoO - 0.5-1
CdO - 4.5-6
NiO - 0.5-1
MnO - 0.2-1
Na ₂ O - 1-4
K ₂ O - 3-5
Cr ₂ O ₃ - 0.5-1
MoO ₃ - 0.5-1
BaO - Else
The proposed enamel composition differs from the known one by the additional presence of components: CaO; CdO; MoO ₃ ; Cr ₂ O ₃ , MnO.

В качестве сырьевых материалов используют: кварцевый песок, карбонаты: бария, кальция, стронция, калия, натрия, борную кислоту, оксиды: кадмия, марганца, никеля, хрома, молибдена, кобальта. As raw materials use: quartz sand, carbonates: barium, calcium, strontium, potassium, sodium, boric acid, oxides: cadmium, manganese, nickel, chromium, molybdenum, cobalt.

Пример 1. Состав стекла содержит следующие компоненты, мас.%:
SiО₂ - 30
В₂О₃ - 3
ВаО - 40
SrO - 7
СаО - 6
CdO - 4,5
NiO - 0,5
СоО - 1
МnО - 1
K₂O - 4
Na₂О - 1
Сr₂О₃ - 1
МоО₃ - 1
Сырьевые материалы взвешивают на технических весах и тщательно перемешивают. Готовую шихту засыпают в корундовые тигли и помещают в силитовую печь. Варку шихты производят при температуре 1250^oС с выдержкой при максимальной температуре в течение 60 минут. Выработку осуществляют путем грануляции расплава стекломассы в воде. Гранулят измельчают в шаровой мельнице. Подготовка поверхности изделий под эмалирование включает пескоструйную обработку и обезжиривание. Нанесение покрытия проводится методом электростатического осаждения. Покрытие наносится послойно до толщины 0,9-1 мм. Обжиг каждого слоя осуществляется при температуре 700^oС.Example 1. The glass composition contains the following components, wt.%:
SiO ₂ - 30
B ₂ About ₃ - 3
Bao - 40
SrO - 7
CaO - 6
CdO - 4.5
NiO - 0.5
CoO - 1
MnO - 1
K ₂ O - 4
Na ₂ O - 1
Cr ₂ O ₃ - 1
MoO ₃ - 1
Raw materials are weighed on technical scales and mixed thoroughly. The finished mixture is poured into corundum crucibles and placed in a silica furnace. Cooking the mixture is carried out at a temperature of 1250 ^o With exposure at a maximum temperature for 60 minutes. The production is carried out by granulation of molten glass in water. The granulate is crushed in a ball mill. Surface preparation of products for enameling includes sandblasting and degreasing. The coating is carried out by electrostatic deposition. The coating is applied in layers to a thickness of 0.9-1 mm. Firing of each layer is carried out at a temperature of 700 ^o C.

В результате были получены следующие данные: ТКЛР 142•10^-7 1/^oС, диэлектрическая проницаемость ε 11,3, тангенс угла диэлектрических потерь tgδ 3,4•10^-3. Остальные примеры сведены в таблицах 1 и 2.As a result, the following data were obtained: TECL 142 • 10 ^-7 1 / ^o С, dielectric constant ε 11.3, dielectric loss tangent tanδ 3.4 • 10 ^-3 . Other examples are summarized in tables 1 and 2.

Синтез стекол остальных составов, а также нанесение изолирующих покрытий проводят аналогично выше приведенному примеру. The synthesis of glasses of other compositions, as well as the application of insulating coatings, is carried out similarly to the above example.

Таким образом, проведенный сопоставительный анализ показал, что предлагаемый состав электроизоляционной эмали отличается от известного улучшенными диэлектрическими характеристиками, высокими значениями ТКЛР. Это свидетельствует о преимуществе предлагаемой эмали по сравнению с прототипом. Thus, a comparative analysis showed that the proposed composition of the electrical insulating enamel differs from the known improved dielectric characteristics, high TEC values. This indicates the advantage of the proposed enamel compared with the prototype.

Claims

Electrical insulating enamel for stainless steel products, including SiO ₂ , B ₂ O ₃ , BaO, SrO, NiO, CoO, Na ₂ O, K ₂ O, characterized in that it additionally contains CaO, CdO, MoO ₃ , Cr ₂ O ₃ , MnO in the following ratio of components, wt. %:
SiO ₂ - 25-35
B ₂ O ₃ - 3-7
CaO - 4-7
SrO - 3-8
CoO - 0.5-1
CdO - 4.5-6
NiO - 0.5-1
MnO - 0.2-1
Na ₂ O - 1-4
K ₂ O - 3-5
Cr ₂ O ₃ - 0.5-1
MoO ₃ - 0.5-1
BaO - Else