本发明属于工业用釉料技术领域，涉及一种稀土白色高温高压耐酸碱瓷釉及其制备方法。
背景技术：
工业搪瓷釉用于涂搪在金属坯胎上、组成为硅酸盐系的玻璃态物质。将瓷釉涂搪在金属坯体上，经烧成后能同坯体牢固熔结，对坯体具有防腐蚀保护作用并赋予了钢制胚体光滑、耐磨、耐机械冲击等性能。搪瓷材料具有机械性能好、耐热性好、化学稳定性优异、绝缘性好、安全无毒，易于清洗除污、外观洁净、光泽好等优点。
工业搪瓷的发展有近200年的历史，工业搪瓷被广泛用于化工、制药、电子、食品、军工以及其他工业各方面。工业搪瓷的出现极大地改善了金属材料的使用寿命，扩大了其使用范围，并赋予了金属材料一系列优良的性能，例如：①具有良好的机械性能、耐磨、耐压，可做成轴承套、船舶的推进器等；②化学性能稳定，可抗有机酸、无机酸和碱的腐蚀，常用于制作化学工业中反应锅、反应塔等，是化学工业中不可缺少的防腐蚀材料；③热性能稳定，既可制成汽车、拖拉机和火车的排气管，也可用作工业烟囱以及飞机、火箭中的耐高温部件和原子能技术中的某些防辐射源的材料；④绝缘性能好，可做高压绝缘涂层，用于高频电机、变压器等。
白瓷釉现广泛使用于化工、生物工程和合成原料药的生产过程，一方面在设备清洗的过程中能确保表面洁净无垢，能确保后一工艺过程不受前一生产过程的污染；第二方面可以用于光化学反应，可以加快化学反应速率并节约大量能源。目前国内搪玻璃瓷釉的理化性能指标为：耐20％沸腾盐酸48h腐蚀性能指标≤1.2g/m2·d(gb/t7989-2013)，耐0.1mol/l80℃氢氧化钠24h腐蚀性≤5g/m2·d(gb/t7988-2013)，搪玻璃层耐机械冲击性能指标≥220×103j(gb/t7990-2013)，耐温差急变性能指标可以达到≥200℃(gb/t7987-2013)，不能满足用户更高的要求。目前国内搪玻璃行业采用的瓷釉均为通用耐酸瓷釉，一般使用的温度在200℃左右、压力在1mpa左右的范围内，而且通常不耐碱，只能满足60℃以下的弱碱介质的应用。因此在工业应用上一种高性能的白色的高温高压条件下耐酸碱的瓷釉存在空白。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服上述技术存在的缺陷，提供一种在高温、高压条件下，白色的耐酸、碱腐蚀性能强的稀土白色高温高压耐酸碱瓷釉及其制备方法。
其具体技术方案为：
一种稀土白色高温高压耐酸碱瓷釉，其各个成分及其所占的质量百分比分别为：
sio2：64～68％；
na2o：10～14％；
ceo2：7～11％；
zro2：3～5％；
b2o3：1～3％；
k2o：1.5～3％；
li2o：1～3％；
na2sif6：1.7～2％；
zno：0.8～1.2％。
优选的，所述的sio2的质量百分比为66％。
优选的，所述的na2o的质量百分比为12％。
优选的，所述的ceo2的质量百分比为9％。
优选的，所述的zro2的质量百分比为4％。
优选的，所述的b2o3的质量百分比为2％。
优选的，所述的k2o的质量百分比为2％。
优选的，所述的li2o的质量百分比为2％。
优选的，所述的na2sif6的质量百分比为2％。
优选的，所述的zno的质量百分比为1％。
一种本发明稀土白色高温高压耐酸碱瓷釉的制备方法，包括以下步骤：将组成本发明稀土白色高温高压耐酸碱瓷釉的各种原料按配方准确称量、混匀，然后在高温下，通过一系列物理化学反应，熔制并急冷成性能稳定的搪瓷釉。
(1)按照本发明的配方比例将原材料分别用球磨机磨成粒径≤75um的颗粒，然后放入混合机进行混合0.5～1h，使原材料混合均匀。
(2)将混合均匀的原材料装入坩埚炉或者回转炉内，当坩埚炉或者回转炉升温至1390～1410℃时进行放料熔制，保温30～40min后停止加热，缓慢降温，融化的液态釉料进行水冷或风冷，形成片状或线状的固态釉料，得到所述稀土白色高温高压耐酸碱瓷釉。该固态釉料可经湿式球磨机磨成釉料浆液直接使用。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)以其他白瓷釉相比，该稀土白色高温高压耐酸碱瓷釉的最大特点是采用了稀土原料ceo2，成品晶莹洁白，光洁度高，强度大，耐高温性能好，使用寿命长，不污染环境。
(2)该稀土白色高温高压耐酸碱瓷釉性能优异，搪玻璃釉耐20％沸腾盐酸48h腐蚀性能可以达到0.3～0.8g/m2·d(gb/t7989-2013)，耐0.1mol/l80℃氢氧化钠24h腐蚀性能可以达到1.1～1.5g/m2·d(gb/t7988-2013)，搪玻璃层耐机械冲击性能指标可以达到300×103～340×103j(gb/t7990-2013)，耐温差急变性能指标可以达到230～240℃(gb/t7987-2013)，各项性能指标均远远优于其他瓷釉。
(3)该稀土白色高温高压耐酸碱瓷釉可以在高温(可以达到270℃)、高压(可以达到3mpa)条件下保持良好的性能。
(4)该稀土白色高温高压耐酸碱瓷釉可以满足高温高压条件下耐酸介质用户和耐碱介质用户的更高需求和对颜色的特定需求，为生产要求更高的新产品提供了可能，为企业用户进一步提高生产效率、经济效益创造了条件，有良好的应用价值和社会价值。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
将组成本发明稀土白色高温高压耐酸碱瓷釉的各种原料按配方准确称量、混匀，然后在高温下，通过一系列物理化学反应，熔制并急冷成性能稳定的搪瓷釉。
二氧化硅，化学式为sio2，分子量60.084，密度为2.2g/cm3。有晶态和无定形两种形态。晶态二氧化硅的熔点1723℃，沸点2230℃，不溶于水。自然界中存在的二氧化硅如石英、石英砂等统称硅石，纯石英为无色晶体，沙子是混有杂质的石英细粒。蛋白石、硅藻土则是无定形二氧化硅。二氧化硅用途很广泛，主要用于制玻璃、水玻璃、陶器、搪瓷、耐火材料、气凝胶毡、硅铁、型砂、单质硅、水泥等，在古代，二氧化硅也用来制作瓷器的釉面和胎体。一般的石头主要由二氧化硅、碳酸钙构成。二氧化硅化学性质比较稳定，不跟水反应，是酸性氧化物，不跟一般酸反应。氢氟酸跟二氧化硅反应生成气态四氟化硅。跟热的浓强碱溶液或熔化的碱反应生成硅酸盐和水。跟多种金属氧化物在高温下反应生成硅酸盐。二氧化硅的性质不活泼，它不与除氟、氟化氢以外的卤素、卤化氢以及硫酸、硝酸、高氯酸作用(热浓磷酸除外)。
本发明的各组分质量百分比中，sio2较优的质量百分比为66％。
氧化钠，化学式为na2o，分子量61.979，密度为2.3g/cm3，灰白色无定形片状或粉末，熔点1275℃，沸点1950℃。氧化钠对湿敏感，易潮解，遇水起剧烈化合反应，形成氢氧化钠。氧化钠在暗红炽热时熔融，在大于400摄氏度时分解为过氧化钠和钠单质。氧化钠不燃，具腐蚀性、强刺激性，可致人体灼伤。氧化钠主要用作制取钠的化合物，或用作漂白剂、消毒剂、脱氢剂、化学反应的聚合剂、缩合剂等。
本发明的各组分质量百分比中，na2o较优的质量百分比为12％。
氧化铈，化学式为ceo2，纯品为白色重质粉末或立方体结晶，密度7.13g/cm3，熔点1950℃，沸点：3500℃。几乎不溶于水和酸。可用作玻璃工业添加剂、抛光材料、催化剂、催化剂载体(助剂)、紫外线吸收剂、燃料电池电解质、汽车尾气吸收剂、电子陶瓷等。
本发明的各组分质量百分比中，ceo2较优的质量百分比为9％。
二氧化锆，化学式为zro2，分子量123.22，相对密度5.85，通常状况下为白色无臭无味晶体，熔点2680℃，沸点4300℃，硬度次于金刚石，难溶于水、盐酸和稀硫酸。二氧化锆化学性质不活泼，具有高熔点、高电阻率、高折射率和低热膨胀系数的性质，是重要的耐高温材料、陶瓷绝缘材料和陶瓷遮光剂，亦是人工钻的主要原料。
本发明的各组分质量百分比中，zro2较优的质量百分比为4％。
三氧化二硼，又称氧化硼、硼酸酐，化学式b2o3，分子量69.62，白色蜡状固体，一般以无定形的状态存在，很难形成晶体，但在高强度退火后也能结晶。密度2.46g/cm3，熔点450℃，沸点1860℃。具有强烈吸水性而转变为硼酸，故应于干燥环境下密闭保存，防止吸水变质导致含量下降。微溶于冷水，易溶于热水中。可用作硅酸盐分解时的助熔剂、半导体材料的掺杂剂、油漆的耐火添加剂及制取元素硼和多种硼化物等等，产品用途广泛。在彩色显像制造业中，主要用于制造显像管部件及(屏和锥)封接用的低熔点玻璃原料。也可用作有机合成的催化剂、油漆及高温润滑剂的添加剂、陶瓷、特种玻璃及焊料的添加剂等。
本发明的各组分质量百分比中，b2o3较优的质量百分比为2％。
氧化钾，化学式为k2o，无色立方晶体。密度为2.32g/cm3，350℃分解为k2o2，易潮解，易溶于水并跟水化合生成氢氧化钾。氧化钾是瓷坯中的主要熔剂，由长石引入。能溶解部分的sio2和al2o3，生成玻璃相，填充于胎体骨架的空隙中，并能加速莫来石的成长，提高机械强度，促进胎体烧结，提高瓷器的透明度。氧化钾能降低釉的膨胀系数，增加釉的弹性，对热稳定性有利。增加氧化钾对釉的抗水溶蚀性能也比氧化钠为高。
本发明的各组分质量百分比中，k2o较优的质量百分比为2％。
氧化锂，化学式为li2o，分子量29.88，是锂最常见的氧化物，白色粉末或硬壳状固体，离子化合物，密度为2.013g/cm3，熔点为1567℃，沸点为2600℃，1000℃以上开始升华，它是第一主族(ia)(碱金属)中各元素氧化物中熔点最高的。易潮解，溶于水，生成强碱性的lioh。被广泛用作玻璃、陶瓷的组分。
本发明的各组分质量百分比中，li2o较优的质量百分比为2％。
氟硅酸钠，化学式为na2sif6，分子量188.06，无色六方结晶，相对密度2.679，无臭无味，有吸潮性。溶于乙醚等溶剂中，不溶于醇。在酸中的溶解度比在水中大。可用作杀虫剂、粘着剂，也用于陶瓷、玻璃、搪瓷、木材防腐、医药、水处理、皮革、橡胶及制氟化钠等。
本发明的各组分质量百分比中，na2sif6较优的质量百分比为2％。
氧化锌，化学式为zno，分子量81.38，白色粉末或六角晶系结晶体。无嗅无味，无砂性。受热变为黄色，冷却后重又变为白色，加热至1800℃时升华。遮盖力是二氧化钛和硫化锌的一半，着色力是碱式碳酸铅的2倍。溶于酸、浓氢氧化碱、氨水和铵盐溶液，不溶于水、乙醇。氧化锌是一种常用的化学添加剂，广泛地应用于塑料、硅酸盐制品、合成橡胶、润滑油、油漆涂料、药膏、粘合剂、食品、电池、阻燃剂等产品的制作中。氧化锌俗名叫锌白，主要用作白色颜料，可用于塑料行业、特殊陶瓷制品、特种功能涂料以及纺织卫生加工等。
本发明的各组分质量百分比中，zno较优的质量百分比为1％。
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
一种稀土白色高温高压耐酸碱瓷釉，其由以下质量百分比计的原料制成：sio2：64％；na2o：14％；ceo2：7％；zro2：5％；b2o3：3％；k2o：1.5％；li2o：3％；na2sif6：1.7％；zno：0.8％。
该稀土白色高温高压耐酸碱瓷釉的制备方法包括以下步骤：
(1)按照本发明的配方比例将原材料分别用球磨机磨成粒径≤75um的颗粒，然后放入混合机进行混合0.5h，使原材料混合均匀。
(2)将混合均匀的原材料装入坩埚炉或者回转炉内，当坩埚炉或者回转炉升温至1390℃时进行放料熔制，保温40min后停止加热，缓慢降温，融化的液态釉料进行水冷或风冷，形成片状或线状的固态釉料，得到所述稀土白色高温高压耐酸碱瓷釉。该固态釉料可经湿式球磨机磨成釉料浆液直接使用。
该稀土白色高温高压耐酸碱瓷釉性能优异，搪玻璃釉耐20％沸腾盐酸48h腐蚀性能可以达到0.3～0.8g/m2·d(gb/t7989-2013)，耐0.1mol/l80℃氢氧化钠24h腐蚀性能可以达到1.1～1.5g/m2·d(gb/t7988-2013)，搪玻璃层耐机械冲击性能指标可以达到300×103～340×103j(gb/t7990-2013)，耐温差急变性能指标可以达到230～240℃(gb/t7987-2013)。该稀土白色高温高压耐酸碱瓷釉可以在高温(可以达到270℃)、高压(可以达到3mpa)条件下保持良好的性能。
实施例2：
一种稀土白色高温高压耐酸碱瓷釉，其由以下质量百分比计的原料制成：sio2：65％；na2o：13％；ceo2：8％；zro2：4.5％；b2o3：2.5％；k2o：1.8％；li2o：2.5％；na2sif6：1.8％；zno：0.9％。
该稀土白色高温高压耐酸碱瓷釉的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照本发明的配方比例将原材料分别用球磨机磨成粒径≤75um的颗粒，然后放入混合机进行混合0.8h，使原材料混合均匀。
(2)将混合均匀的原材料装入坩埚炉或者回转炉内，当坩埚炉或者回转炉升温至1400℃时进行放料熔制，保温35min后停止加热，缓慢降温，融化的液态釉料进行水冷或风冷，形成片状或线状的固态釉料，得到所述稀土白色高温高压耐酸碱瓷釉。该固态釉料可经湿式球磨机磨成釉料浆液直接使用。
该稀土白色高温高压耐酸碱瓷釉性能优异，搪玻璃釉耐20％沸腾盐酸48h腐蚀性能可以达到0.3～0.8g/m2·d(gb/t7989-2013)，耐0.1mol/l80℃氢氧化钠24h腐蚀性能可以达到1.1～1.5g/m2·d(gb/t7988-2013)，搪玻璃层耐机械冲击性能指标可以达到300×103～340×103j(gb/t7990-2013)，耐温差急变性能指标可以达到230～240℃(gb/t7987-2013)。该稀土白色高温高压耐酸碱瓷釉可以在高温(可以达到270℃)、高压(可以达到3mpa)条件下保持良好的性能。
实施例3：
一种稀土白色高温高压耐酸碱瓷釉，其由以下质量百分比计的原料制成：sio2：66％；na2o：12％；ceo2：9％；zro2：4％；b2o3：2％；k2o：2％；li2o：2％；na2sif6：2％；zno：1％。
该稀土白色高温高压耐酸碱瓷釉的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照本发明的配方比例将原材料分别用球磨机磨成粒径≤75um的颗粒，然后放入混合机进行混合1h，使原材料混合均匀。
(2)将混合均匀的原材料装入坩埚炉或者回转炉内，当坩埚炉或者回转炉升温至1410℃时进行放料熔制，保温30min后停止加热，缓慢降温，融化的液态釉料进行水冷或风冷，形成片状或线状的固态釉料，得到所述稀土白色高温高压耐酸碱瓷釉。该固态釉料可经湿式球磨机磨成釉料浆液直接使用。
该稀土白色高温高压耐酸碱瓷釉性能优异，搪玻璃釉耐20％沸腾盐酸48h腐蚀性能可以达到0.3～0.8g/m2·d(gb/t7989-2013)，耐0.1mol/l80℃氢氧化钠24h腐蚀性能可以达到1.1～1.5g/m2·d(gb/t7988-2013)，搪玻璃层耐机械冲击性能指标可以达到300×103～340×103j(gb/t7990-2013)，耐温差急变性能指标可以达到230～240℃(gb/t7987-2013)。该稀土白色高温高压耐酸碱瓷釉可以在高温(可以达到270℃)、高压(可以达到3mpa)条件下保持良好的性能。
实施例4：
一种稀土白色高温高压耐酸碱瓷釉，其由以下质量百分比计的原料制成：sio2：67％；na2o：11％；ceo2：10％；zro2：3.5％；b2o3：1.5％；k2o：2.5％；li2o：1.5％；na2sif6：1.9％；zno：1.1％。
该稀土白色高温高压耐酸碱瓷釉的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照本发明的配方比例将原材料分别用球磨机磨成粒径≤75um的颗粒，然后放入混合机进行混合0.7h，使原材料混合均匀。
(2)将混合均匀的原材料装入坩埚炉或者回转炉内，当坩埚炉或者回转炉升温至1395℃时进行放料熔制，保温38min后停止加热，缓慢降温，融化的液态釉料进行水冷或风冷，形成片状或线状的固态釉料，得到所述稀土白色高温高压耐酸碱瓷釉。该固态釉料可经湿式球磨机磨成釉料浆液直接使用。
该稀土白色高温高压耐酸碱瓷釉性能优异，搪玻璃釉耐20％沸腾盐酸48h腐蚀性能可以达到0.3～0.8g/m2·d(gb/t7989-2013)，耐0.1mol/l80℃氢氧化钠24h腐蚀性能可以达到1.1～1.5g/m2·d(gb/t7988-2013)，搪玻璃层耐机械冲击性能指标可以达到300×103～340×103j(gb/t7990-2013)，耐温差急变性能指标可以达到230～240℃(gb/t7987-2013)。该稀土白色高温高压耐酸碱瓷釉可以在高温(可以达到270℃)、高压(可以达到3mpa)条件下保持良好的性能。
实施例5：
一种稀土白色高温高压耐酸碱瓷釉，其由以下质量百分比计的原料制成：sio2：68％；na2o：10％；ceo2：11％；zro2：3％；b2o3：1％；k2o：3％；li2o：1％；na2sif6：1.8％；zno：1.2％。
该稀土白色高温高压耐酸碱瓷釉的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照本发明的配方比例将原材料分别用球磨机磨成粒径≤75um的颗粒，然后放入混合机进行混合0.6h，使原材料混合均匀。
(2)将混合均匀的原材料装入坩埚炉或者回转炉内，当坩埚炉或者回转炉升温至1405℃时进行放料熔制，保温36min后停止加热，缓慢降温，融化的液态釉料进行水冷或风冷，形成片状或线状的固态釉料，得到所述稀土白色高温高压耐酸碱瓷釉。该固态釉料可经湿式球磨机磨成釉料浆液直接使用。
该稀土白色高温高压耐酸碱瓷釉性能优异，搪玻璃釉耐20％沸腾盐酸48h腐蚀性能可以达到0.3～0.8g/m2·d(gb/t7989-2013)，耐0.1mol/l80℃氢氧化钠24h腐蚀性能可以达到1.1～1.5g/m2·d(gb/t7988-2013)，搪玻璃层耐机械冲击性能指标可以达到300×103～340×103j(gb/t7990-2013)，耐温差急变性能指标可以达到230～240℃(gb/t7987-2013)。该稀土白色高温高压耐酸碱瓷釉可以在高温(可以达到270℃)、高压(可以达到3mpa)条件下保持良好的性能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。