UA50017A

UA50017A - Enamel schlicker

Info

Publication number: UA50017A
Application number: UA2000031515A
Authority: UA
Inventors: Людмила Лазарівна Брагіна; Людмила Лазаревна Брагина; Вікторія Вадимівна Рєзнікова; Наталія Петрівна Соболь; Наталья Петровна Соболь
Original assignee: Харківський Державний Політехнічний Університет; Харьковский государственный политехнический университет
Priority date: 2000-03-17
Filing date: 2000-03-17
Publication date: 2002-10-15

Abstract

1. A subject of invention: an enamel schlicker. 2. A field of usage: may be used for the enamel communal vessels, the electric and gas stoves, the coolers, the washing machines, the architecture-building subjects production, etc. 3. The essence of the invention: in order to provide a hydrophilic and high mechanical hardness of the enamel layer after drying the schlicker contains as the hardening material a sodium metapoly-phosphate in quantity of 0.6 - 1.5 mass parts. 4. A technical result: the schlicker content provides a high mechanical hardness of the enamel layer after drying, and it affords use it as a priming enamel layer for the articles enameling like made of thin steel sheets by a state of art technology "2 layers/1 roasting".

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Запропонований винахід належить до складів емалевих шлікерів, призначених для нанесення на вироби з 2 тонколистової сталі та може бути використаний при виробництві емальованого господарського посуду, електричних та газових плит, холодильників, пральних машин, архітектурно-будівельних деталей.The proposed invention belongs to the composition of enamel slickers, intended for application to products made of 2 sheet steel and can be used in the production of enameled household utensils, electric and gas stoves, refrigerators, washing machines, architectural and construction details.

На сьогоднішній день найбільш поширена технологія емалювання виробів з чорних металів з використанням шлікерного способу нанесення передбачає два послідовних процеси: спочатку нанесення, сушення та випал грунтової, а потім - покрівної емалей.To date, the most common technology of enameling products made of ferrous metals using the slip method of application involves two consecutive processes: first, the application, drying and firing of the primer, and then - the top enamel.

Набагато економічнішим є широко поширений за кордоном спосіб одноразового випалу водночас грунтового та покрівного шарів емалі, що відомий як "2 шару/1 випал".Much more economical is the widely used abroad method of one-time firing at the same time of the ground and top layers of enamel, which is known as "2 layers/1 firing".

Суть цього методу при шлікерному нанесенні полягає у тому, що на невипалений шар грунтової емалі наносять шар шлікеру покрівної емалі. Двохшарове покриття, що отримано, піддають сушенню, а потім випалу.The essence of this method in the case of slip coating is that a layer of coating enamel slip is applied to the unfired layer of the primer enamel. The resulting two-layer coating is dried and then fired.

Якість кінцевого емалевого покриття на металевому виробі буде залежити від незмішування грунтового та 12 покрівного шарів під час сушення та випалу.The quality of the final enamel coating on the metal product will depend on the non-mixing of the primer and 12 top layers during drying and firing.

Перевага цього способу полягає у значній економії енергоресурсів за рахунок скорочення удвічі кількості операцій сушення та випалу покриттів.The advantage of this method is a significant saving of energy resources due to halving the number of operations of drying and firing of coatings.

Найбільш доцільно використання цього способу при виробництві великогабаритних деталей виробів побутового призначення з тонколистової сталі з використанням легкотопких емалей. Низькотемпературний одноразовий випал в інтервалі 800 - 840"С вказаних деталей виключає їх коробления та наступне гаряче правлення та забезпечує високу якість емальованих виробів.It is most appropriate to use this method in the production of large-sized parts of household products made of sheet steel with the use of low-melting enamels. Low-temperature one-time firing in the range of 800 - 840"C of the specified parts eliminates their warping and subsequent hot ironing and ensures high quality of enameled products.

Але реалізація методу "2 шару/1 випал" потребує запобігання взаємопроникнення грунтового та покрівного шарів. Окрім цього, якісне покриття за цією технологією може бути отримано тільки з використанням спеціальних шлікерів.But the implementation of the "2 layer/1 firing" method requires prevention of interpenetration of the soil and covering layers. In addition, a high-quality coating using this technology can be obtained only with the use of special slickers.

Відсутність взаємопроникнення емалевих шарів може бути досягнуто при забезпеченні їх високої механічної « міцності після сушення шляхом уведення до складу шлікерів спеціальних суспендуючих та зміцнюючих домішок.The lack of interpenetration of enamel layers can be achieved by ensuring their high mechanical strength after drying by introducing special suspending and strengthening additives into the composition of the slickers.

Є відомими розробки у галузі створення емалевих шлікерів з метою отримання покриттів, що мають після сушення високу механічну міцність. Так, наприклад, є відомим склад емалевого шлікера, що містить, 95: фриту системи 5ІО5-82О3-Ма»О-ТіО» 50 - 70; пісок кварцевий З - 8; оксид магнію 0,2 - 1,4; буру 0,05 - 0,25; воду - 25- 40; нітріт натрію 0,1 - 0,6; желатин 0,4 - 0,8; хромкалієві галуни 0,05 - 0,15. Седиментаційна стійкість - че шлікера 90 - 9695, шар шлікера, що висушений, водяним струменем не змивається (11.There are well-known developments in the field of creating enamel slips with the aim of obtaining coatings with high mechanical strength after drying. So, for example, it is known the composition of enamel schlicker containing 95: frit of the system 5ИО5-82О3-Ма»О-ТиО» 50 - 70; quartz sand Z - 8; magnesium oxide 0.2 - 1.4; borax 0.05 - 0.25; water - 25-40; sodium nitrite 0.1 - 0.6; gelatin 0.4 - 0.8; chromium-potassium alum 0.05 - 0.15. Sedimentation resistance - che schlicker 90 - 9695, the dried schlicker layer cannot be washed away with a water jet (11.

Однак, температура випалу покриття з цього шлікера знаходиться у межах 880 - 920"С, що значно о перевищує вказаний вище діапазон температур для способу "2 шару/1 випал". Окрім цього, присутність у шлікері «з як зміцнюючої домішки желатину - речовини органічного походження - викликає під час нагрівання виникнення газової фази, що в умовах одноразового випалу двох шарів погано виводиться крізь верхній емалевий шар та о викликає численні дефекти.However, the firing temperature of the coating from this slipker is in the range of 880 - 920"C, which is significantly higher than the temperature range specified above for the "2 layer/1 firing" method. In addition, the presence in the slipker "with gelatin as a strengthening admixture - an organic substance origin - causes the formation of a gas phase during heating, which in the conditions of one-time firing of two layers is poorly removed through the upper enamel layer and causes numerous defects.

Найбільш близьким за технічною сутністю та запропонованому технічному вирішенню є емалевий шлікер, що містить, мас. ч.: фриту 100; глину 4 - 6; подрібнений пісок 0,25 - 6,0; електролит (КСІ) 0,1 - 0,8; воду З5 - « 55. Температура випалу покриття з цього шлікера складає 780 - 82075 (21. З 70 Однак густина та механічна міцність шару з цього шлікера, що висушений, виявилися недостатніми, та при с нанесенні шлікера покрівної емалі поверх нього робиться розмочення грунтового шару та взаємопроникненняThe closest in terms of technical essence to the proposed technical solution is the enamel slipper containing, wt. h.: frit 100; clay 4 - 6; crushed sand 0.25 - 6.0; electrolyte (KSI) 0.1 - 0.8; water З5 - « 55. The firing temperature of the coating from this slicker is 780 - 82075 (21. З 70). However, the density and mechanical strength of the layer from this slicker, which is dried, turned out to be insufficient, and when applying the coating enamel slicker on top of it, the soil layer is wetted and interpenetration

Із» розплавів обох шарів під час наступного їх одноразового випалу.From" melts of both layers during their next one-time firing.

До основи винаходу поставлено завдання розробки емалевого шлікера для нанесення його як грунтового шару пульверизацією на поверхню виробів з тонколистової сталі з метою реалізації технології "2 шару/1 випал".The basis of the invention is the task of developing an enamel slipper for applying it as a primer layer by spraying on the surface of thin-sheet steel products in order to implement the "2 layer/1 firing" technology.

При цьому шар, що висушений, повинен мати високу густину та механічну міцність, що є достатніми для і-й попередження його розмочення під впливом водяного розчину покрівної емалі. ав! Поставлене завдання було розв'язано шляхом уведення до складу емалевого шлікера, що включає фриту, подрібнений кварцевий пісок, глину, електролит та воду та відрізняється тим, що він додатково містить в собі о поліметафосфат натрію (ПФН) як зміцнюючий агент, а в якості електролиту - буру при слідуючому - 70 співвідношенні компонентів, мас. ч.: "і Фрита 100;At the same time, the dried layer should have a high density and mechanical strength, which are sufficient to prevent its wetting under the influence of the aqueous solution of the coating enamel. aw! The task was solved by introducing into the composition of enamel slicker, which includes frit, crushed quartz sand, clay, electrolyte and water and is distinguished by the fact that it additionally contains polymetaphosphate of sodium (PFN) as a strengthening agent, and as an electrolyte - borax with the following - 70 ratio of components, wt. h.: "and Frita 100;

Глина 4-6;Clay 4-6;

Пісок 10 - 20;Sand 10 - 20;

Електролит 0,1 - 1,0; в. (МмаРОз)п 0,6 - 1,5;Electrolyte 0.1 - 1.0; in. (MmaROz)n 0.6 - 1.5;

Вода 40 - 45.Water 40 - 45.

Завдяки здібності поліметафосфату створювати гнучку та міцну структуру за рахунок розвитку водневого 60 зв'язку, що забезпечує поєднання усіх кристалічний компонентів шлікера: глини, подрібненого кварцевого піску та фрити, а також солей, що входять до складу електролиту, під час процесу сушення шару шлікера утворюється міцна, високостійка структура. Вона запобігає розмоченню грунтового шару при нанесенні поверх нього шлікера покрівної емалі.Due to the ability of polymetaphosphate to create a flexible and strong structure due to the development of hydrogen 60 bonds, which ensures the combination of all crystalline components of the schlicker: clay, crushed quartz sand and frit, as well as salts that are part of the electrolyte, during the drying process of the schlicker layer is formed strong, highly resistant structure. It prevents the soil layer from getting wet when a top coat enamel is applied on top of it.

Завдяки відносно низькій температурі топлення (619"С) та наявності склоутворюючого елементу РО АЇ" бо поліметафосфат натрію позитивно діє на реологічні властивості емалевого розплаву, покращуючи його розтікання та здатність до змочування поверхні металу.Due to the relatively low melting temperature (619°C) and the presence of the glass-forming element RO AI, sodium polymetaphosphate has a positive effect on the rheological properties of the enamel melt, improving its spreading and wetting ability of the metal surface.

В лабораторних умовах було виготовлено 10 складів шлікера, що запропонований, та, з метою порівняння, шлікера-прототипу, що приведені у таблиці 1.In laboratory conditions, 10 compositions of the proposed slipper and, for the purpose of comparison, the prototype slipper, given in Table 1, were produced.

Шлікер було виготовлено за традиційною технологією, що включає приготування суміші з подрібнених компонентів до проходження крізь сито 066 та спільного роздрібнення з водою. Нанесення здійснювалося методом пульверізації на пластини зі сталі ОЗКП з поверхнею, що знежирена.The schlicker was produced using traditional technology, which involves preparing a mixture of crushed components before passing through a 066 sieve and co-grinding with water. Application was carried out by the method of pulverization on OZKP steel plates with a degreased surface.

За стандартними методиками визначалося седиментаційна стійкість, міцність шару, що висушений, на вигин та інтервал випалу покриттів. 70 З приведених у таблиці даних видно, що уведення ПФН у заявлених межах у поєднанні з іншими компонентами забезпечує емалевому шлікеру високу седиментаційну стійкість 90 - 9595, міцність шару, що висушений, на вигин у межах 55 - 6595. Відхилення від наданих меж призводить до зниження седиментаційної стійкості, зміни інтервалу випалу покриттів, а також - до зміни міцностних властивостей шару, що висушений.Sedimentation resistance, bending strength of the dried layer and firing interval of coatings were determined by standard methods. 70 From the data presented in the table, it can be seen that the introduction of PFN within the stated limits in combination with other components provides the enamel slicker with a high sedimentation resistance of 90 - 9595, the bending strength of the dried layer in the range of 55 - 6595. Deviation from the given limits leads to a decrease sedimentation resistance, changes in the firing interval of coatings, as well as - to changes in the strength properties of the dried layer.

Впровадження винаходу у виробництві сприяє отриманню високоякісних емалевих покриттів за сучасною 7/5 технологією "2 шару/1 випал" при шлікерному варіанті нанесення емалевих шарів, що дозволить значно знизити енерговитрати при виробництві емальованих виробів з тонколистової сталі. ю 145016 боБ-вої 61 1620111ов 0 перли сум ов (буру вурауом бурауо бура) то (бураут5 зБ- ве «The implementation of the invention in production contributes to obtaining high-quality enamel coatings according to the modern 7/5 technology "2 layers/1 firing" with the slicker variant of applying enamel layers, which will allow to significantly reduce energy costs in the production of enameled products from thin sheet steel. 145016 boB-voi 61 1620111ov 0 pearls sum ov (buru vurauom burauo bura) then (buraut5 zB-ve "

Оптимальний інтервал температур випалу, "С 780-820 780-800) 800 - 840) 800 -840 800-840 810-860Optimal range of firing temperatures, "С 780-820 780-800) 800 - 840) 800 -840 800-840 810-860

Міцність шару, що висушений, на вигин, 46/20 Б) 60) 6687 то ї-Bending strength of the dried layer, 46/20 B) 60) 6687 to i-

Claims

- Formula of the invention - "c)

Enamel schlicker, which includes frit, crushed quartz sand, clay, electrolyte and water, which is distinguished by the fact that it additionally contains sodium polymetaphosphate as a strengthening agent, and borax as an electrolyte, with this ratio of components, wt. h.:

Frit 100 " clay 4-6 re and si crushed quartz sand 10-20 s borax 0.1-1.0 :z" sodium polymetaphosphate 0.6-1.5 water 40-45 o Official bulletin "Industrial Property". Book 1 "Inventions, useful models, topographies of integrated microcircuits", 2002, M 10, 15.10.2002. State Department of Intellectual Property of the Ministry of Education and Science of Ukraine. («c) - 70 that

60 b5