本发明涉及一种搪瓷釉料,具体涉及一种防爆搪瓷釉料。
背景技术:
搪瓷是金属钢板机体与玻璃涂层相结合的复合材料,搪瓷行业产生鱼鳞爆瓷的原因是在800~860℃的搪烧过程中,由于各种化学反应产生的氢气溶入到钢板中,在冷却过程中,溶入钢板的氢气由于过饱和而析出,这时瓷釉已经熔融固化,氢气只能聚集在瓷层和钢板的界面中,当氢气的压力大于瓷层的张力强度时,氢气就会破瓷而出,由此导致了搪瓷制品的磷爆。这种缺陷有的是在烧成冷却到室温立即产生,有的在仓库放几个星期,甚至几个月才产生。每年由于鱼鳞般的爆瓷给搪瓷生产厂家造成了巨大的经济损失。
技术实现要素:
本发明要解决的技术问题是提供一种防爆搪瓷釉料。
本发明提供的技术方案是提供一种搪瓷釉料,按重量百分比计,由以下组分构成:
sio250~65%、al2o320~30%、b2o34~15%、na2o1.2~1.5%、k2o1.3~1.6%、pro21~10%、prf32~5%。
sio2是基体剂,能够形成搪瓷的骨架。si-o键键力强,骨架完整,热稳定性、耐化学腐蚀性能好。
al2o3使得搪瓷釉料在烧成温度下粘度增大,晶核形成顺利,晶体长大受阻,形成大量的微晶结构,提高搪瓷层的硬度。
b2o3具有较小的表面张力和低的弹性模数,因而有利于促进熔体的流动性,提高搪瓷的光泽度、细腻度和弹性。还具有熔点低,发挥助溶剂的作用。
k2o、na2o为碱金属氧化物,是极强的助溶剂。
pro2中的pr4+会取代sio2中的si4+,而pr4+4f电子层能量与其6s层电子能量相当,电子容易在这两个电子层间运动,使pr-o键具有一定的柔韧性。因此,在搪瓷层冷却时,钢板基层释放出氢气时,pr-o键可以伸长,晶体空间增加,可以给释放的氢气提供聚集空间,可有效防止鱼鳞爆。
pro2在烧成时可提高搪瓷层粘度,晶核顺利形成,阻止晶体长大,形成大量的微晶结构。prf3的加入可以在烧成冷却过程中使搪瓷层熔体粘度迅速增大,大大提高搪瓷层内微细晶体。两者同时加入,可以大大提高了搪瓷层的硬度。
pro2和prf3的存在大大提高了feo在搪瓷层的溶解,成为界面反应的催化剂,使界面反应加快,促进feo与搪瓷层中硅酸盐反应生成硅酸铁化合物,硅酸铁化合物形成锚状,使得搪瓷层紧紧地抓牢在基体上,增加了搪瓷层与基体的密着性。
作为优选,各组分的重量百分比为:sio260%、al2o325%、b2o37.2%、na2o1.3%、k2o1.5%、pro22%、prf33%。
上述搪瓷釉料按照以下步骤进行制备:
1)称取配方量的sio2、al2o3和b2o3预先混合球磨,混合均匀度≥99.5%;
2)将其他原料加入步骤1)的混合物料中,混合球磨,混合均匀度≥98%;
3)将步骤2)的混合物料送入转炉或池炉中熔制,温度控制在1250~1280℃;
4)待物料完全熔融后打钎,将熔融的液态玻璃快速拉成1.2~1.5m的玻璃丝进行检测,在玻璃丝的1m内有2~3个节即为熔制完成;
5)将熔制好的玻璃液体快速倒入水中激淬,滤干后即得。
与现有技术相比,本发明在常规搪瓷釉料中加入pro2和prf3可以提高釉料的硬度以及与钢板的密着性,还能有效防止鱼鳞爆的发生。
具体实施方式
以下具体实施例对本发明作进一步阐述,但不作为对本发明的限定。
以下百分数为重量百分数。
实施例1
配方:
sio250%、al2o320%、b2o315%、na2o1.2%、k2o1.3%、pro210%、prf32.5%。
制备方法:
1)称取配方量的sio2、al2o3和b2o3预先混合球磨,混合均匀度≥99.5%;
2)将其他原料加入步骤1)的混合物料中,混合球磨,混合均匀度≥98%;
3)将步骤2)的混合物料送入转炉或池炉中熔制,温度控制在1250℃;
4)待物料完全熔融后打钎,将熔融的液态玻璃快速拉成1.2的玻璃丝进行检测,在玻璃丝的1m内有2个节即为熔制完成;
5)将熔制好的玻璃液体快速倒入水中激淬,滤干后即得。
实施例2
配方:
sio265%、al2o320%、b2o38.9%、na2o1.5%、k2o1.6%、pro21%、prf32%。
制备方法:
1)称取配方量的sio2、al2o3和b2o3预先混合球磨,混合均匀度≥99.5%;
2)将其他原料加入步骤1)的混合物料中,混合球磨,混合均匀度≥98%;
3)将步骤2)的混合物料送入转炉或池炉中熔制,温度控制在1280℃;
4)待物料完全熔融后打钎,将熔融的液态玻璃快速拉成1.5m的玻璃丝进行检测,在玻璃丝的1m内有3个节即为熔制完成;
5)将熔制好的玻璃液体快速倒入水中激淬,滤干后即得。
实施例3
配方:
sio260%、al2o325%、b2o37.2%、na2o1.3%、k2o1.5%、pro22%、prf33%。
制备方法:
1)称取配方量的sio2、al2o3和b2o3预先混合球磨,混合均匀度≥99.5%;
2)将其他原料加入步骤1)的混合物料中,混合球磨,混合均匀度≥98%;
3)将步骤2)的混合物料送入转炉或池炉中熔制,温度控制在1260℃;
4)待物料完全熔融后打钎,将熔融的液态玻璃快速拉成1.3m的玻璃丝进行检测,在玻璃丝的1m内有2个节即为熔制完成;
5)将熔制好的玻璃液体快速倒入水中激淬,滤干后即得。
实施例4
配方:
sio255%、al2o330%、b2o34%、na2o1.5%、k2o1.5%、pro23%、prf35%。
制备方法:
1)称取配方量的sio2、al2o3和b2o3预先混合球磨,混合均匀度≥99.5%;
2)将其他原料加入步骤1)的混合物料中,混合球磨,混合均匀度≥98%;
3)将步骤2)的混合物料送入转炉或池炉中熔制,温度控制在1280℃;
4)待物料完全熔融后打钎,将熔融的液态玻璃快速拉成1.2m的玻璃丝进行检测,在玻璃丝的1m内有3个节即为熔制完成;
5)将熔制好的玻璃液体快速倒入水中激淬,滤干后即得。
对照例1
配方:
sio260%、al2o325%、b2o37.2%、na2o1.3%、k2o1.5%、zro24%、coo1%。
制备方法:
1)称取配方量的sio2、al2o3和b2o3预先混合球磨,混合均匀度≥99.5%;
2)将其他原料加入步骤1)的混合物料中,混合球磨,混合均匀度≥98%;
3)将步骤2)的混合物料送入转炉或池炉中熔制,温度控制在1260℃;
4)待物料完全熔融后打钎,将熔融的液态玻璃快速拉成1.3m的玻璃丝进行检测,在玻璃丝的1m内有2个节即为熔制完成;
5)将熔制好的玻璃液体快速倒入水中激淬,滤干后即得。
将上述实施例1~4和对照例1的搪瓷釉料以厚度为2.3mm的低碳钢q235a(c0.2w%,s0.05w%,p0.04w%,mn0.8w%,fe余量)为基体制成搪瓷钢板,进行附着性、耐磨性和耐腐蚀性检测。
1、附着力测试:
在搪瓷钢板表面用锋利的刀刃划出100个大小均匀的间隔为1mm的小方格(划痕深度控制在保证膜下基体金属暴露),搪瓷釉料脱落的小方格数n1,在膜上的画格区域贴上宽度为24mm的透明胶带,并保证胶带与方格的膜之间结合紧密。5min后,用一垂直膜面的立即将胶带揭开,并再次统计膜脱落的小方格数n2。评估方法如下:采用百分制,膜附着力分数=100-(n1+n2),附着力分数越大,说明附着力越好。
2、耐磨性测试:
将搪瓷钢板放入振动研磨机中连续振动研磨2h后取出,观察搪瓷钢板的棱角和表面的膜层是否有脱落。
3、耐腐蚀性测试:
将搪瓷钢板置于盐雾腐蚀箱内,在35℃下用5%的氯化钠水溶液喷溅2h后,取出再将其置于另一个温度为40度、相对湿度为80%的恒温恒湿箱中,观察其在多长时间后表面出现异常,时间越长,说明膜层的耐腐蚀性越好。
试验结果见下表1
由此可见,本发明搪瓷釉料制成的搪瓷钢板具有优良的密着性、耐磨性和耐腐蚀性。