CN106477890B - 一种耐磨搪瓷及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种耐磨搪瓷及其制备方法，按重量百分比，所述搪瓷的原料组分包括：搪瓷熔块50‑60％、立方氮化硅粉15‑25％、粘土悬浮剂4.5‑5.5％、水30‑40％。制备：将搪瓷熔块、立方氮化硅粉、粘土悬浮剂、水混合，球磨，得到搪瓷釉浆，然后对涂搪瓷用钢板表面进行除油处理，然后将上述搪瓷釉浆涂覆在钢板表面，烘干，在860‑880℃条件下，烧成8‑12min，即得。本发明的搪瓷涂层具有耐酸、耐磨性能优良，使用寿命长；该制备工艺要求简单，操作简便，适用于工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于搪瓷及其制备领域，特别涉及一种耐磨搪瓷及其制备方法。
背景技术
以钢板为基材的搪瓷材料具有机械强度高、耐酸化学稳定性优良等特点，已广泛地应用于日用器皿、建筑装饰、卫生洁具、家用电器等领域(卢进标主编，中国搪瓷手册，中国轻工业出版社，2000)。然而普通搪瓷材料主要成份是硅酸盐玻璃体，虽然化学稳定性优良，但是硬度低、耐磨性差，一般搪瓷材料的莫氏硬度在5级左右(蒋伟忠主编，搪瓷与搪玻璃，中国轻工业出版社，2015)，耐磨性能一般，这也限制了搪瓷材料的进一步扩大应用。
为提高搪瓷材料的耐磨性能，目前主要采用调整搪瓷釉的磨加物，在搪瓷釉磨加物增加耐磨性能优良的氧化物，如三氧化铝、石英等，但是这些氧化物提高搪瓷耐磨性能有限，会降低搪瓷材料的化学稳定性。鉴于上述情况，有必要发明一种耐磨性能优良，同时化学稳定性良好的耐磨搪瓷材料。
氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，莫氏硬度9～9.5，它是一种超硬物质，在搪瓷釉磨加物中增加耐磨性能优良的氮化硅，可以大幅度提高搪瓷表面的硬度和耐磨性能，同时化学稳定性优良，并且制备工艺要求简单，操作简便，适合于工业化生产的耐磨搪瓷材料。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种耐磨搪瓷及其制备方法，本发明方法制备的搪瓷材料具有耐磨性能，同时耐酸化学稳定性优良，并且制备工艺要求简单，操作简便，适合于工业化生产。
本发明的一种耐磨搪瓷，按重量百分比，所述搪瓷的原料组分包括：搪瓷熔块50-60％、立方氮化硅粉15-25％、粘土悬浮剂4.5-5.5％、水30-40％。
所述搪瓷熔块的原料组分包括：石英50-60％，硼砂15-20％，硝酸钠1-5％，纯碱5-10％，碳酸锂2-5％，三氧化二铝1-5％，碳酸钙2-5％，碳酸锶2-5％，冰晶3-6％。
所述搪瓷熔块的原料组分包括：石英50％，硼砂20％，硝酸钠5％，纯碱5％，碳酸锂5％，三氧化二铝5％，碳酸钙2％，碳酸锶3％，冰晶5％。
所述搪瓷熔块的原料组分包括：石英60％，硼砂15％，硝酸钠5％，纯碱5％，碳酸锂5％，三氧化二铝1％，碳酸钙2％，碳酸锶2％，冰晶5％。
所述搪瓷熔块的原料组分包括：石英55％，硼砂18％，硝酸钠5％，纯碱5％，碳酸锂5％，三氧化二铝3％，碳酸钙2％，碳酸锶3％，冰晶4％。
本发明的一种耐磨搪瓷的制备方法，包括：
将搪瓷熔块、立方氮化硅粉、粘土悬浮剂、水混合，球磨，得到搪瓷釉浆，然后对涂搪瓷用钢板表面进行除油处理，然后将上述搪瓷釉浆涂覆在钢板表面，烘干，在860-880℃条件下，烧成8-12min，得到耐磨搪瓷。
所述搪瓷熔块具体为：将石英、硼砂、硝酸钠、纯碱、碳酸锂、三氧化二铝、碳酸钙、碳酸锶、冰晶混合，得到配合料，然后熔化，经水淬制成搪瓷料，烘干，球磨并过筛子，得到搪瓷熔块；其中筛子为200目。
所述熔化温度为1300℃，时间为2-3h。
所述钢板为低碳钢。
所述表面进行除油硼砂处理。
所述烘干温度为80-100℃，时间为15-30min。
有益效果
(1)本发明制备的搪瓷材料具有优良的耐酸化学稳定性；
(2)本发明制备工艺要求简单，操作简便，适用于工业化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
(1)按质量百分数，将石英50％，硼砂20％，硝酸钠5％，纯碱5％，碳酸锂5％，三氧化二铝5％，碳酸钙2％，碳酸锶3％，冰晶5％，混合得到配合料。
(2)将配合料在硅钼棒电炉1300℃条件下，熔化2小时，熔化后的混合料经水淬制成搪瓷熔块，将搪瓷熔块烘干后，经干法球磨并过200目的筛子得到搪瓷熔块粉。
(3)按照质量比将搪瓷熔块50％，立方氮化硅粉15％，粘土悬浮剂5％及水30％混合、球磨得到搪瓷釉浆；
(4)对涂搪瓷用钢板表面进行除油处理，然后将上述搪瓷釉浆涂覆在钢板表面，在100℃条件下，10分钟，烘干，在880℃条件下，烧成10分钟，得到耐磨搪瓷。
(5)按照国家标准GB/T 13484-2011接触食物搪瓷制品标准[4]对搪瓷材料的耐酸性能进行测定，按照莫氏硬度划痕法对搪瓷材料表面进行莫氏硬度测定，测试结果见表1。
表1.搪瓷材料的耐酸、莫氏硬度测试结果
| 测试性能 | 耐酸性能 | 莫氏硬度 |
| 测试结果 | AA级 | 8级 |
实施例2
(1)按质量百分数，将石英55％，硼砂15％，硝酸钠4％，纯碱6％，碳酸锂5％，三氧化二铝3％，碳酸钙4％，碳酸锶4％，冰晶5％，混合得到配合料。
(2)将配合料在硅钼棒电炉1300℃条件下，熔化2.5小时，熔化后的混合料经水淬制成搪瓷熔块，将搪瓷熔块烘干后，经干法球磨并过200目的筛子得到搪瓷熔块粉。
(3)按照质量比将搪瓷熔块40％，立方氮化硅粉25％，粘土悬浮剂5％及水30％混合、球磨得到搪瓷釉浆；
(4)对涂搪瓷用钢板表面进行除油处理，然后将上述搪瓷釉浆涂覆在钢板表面，在100℃条件下，10分钟，烘干，在880℃条件下，烧成8分钟，得到搪瓷涂层。
(5)按照国家标准GB/T 13484-2011接触食物搪瓷制品标准对搪瓷材料的耐酸性能进行测定，按照莫氏硬度划痕法对搪瓷材料表面进行莫氏硬度测定，测试结果见表2。
表2.搪瓷材料的耐酸、莫氏硬度测试结果
| 测试性能 | 耐酸性能 | 莫氏硬度 |
| 测试结果 | AA级 | 8级 |
实施例3
(1)按质量百分数，将石英60％，硼砂15％，硝酸钠4％，纯碱8％，碳酸锂5％，三氧化二铝1％，碳酸钙1％，碳酸锶2％，冰晶4％，混合得到配合料。
(2)将配合料在硅钼棒电炉1300℃条件下，熔化3小时，熔化后的混合料经水淬制成搪瓷熔块，将搪瓷熔块烘干后，经干法球磨并过200目的筛子得到搪瓷熔块粉。
(3)按照质量比将搪瓷熔块50％，立方氮化硅粉20％，粘土悬浮剂5％及水25％混合、球磨得到搪瓷釉浆；
(4)对涂搪瓷用钢板表面进行除油处理，然后将上述搪瓷釉浆涂覆在钢板表面，在100℃条件下，10分钟，烘干，在880℃条件下，烧成12分钟，得到搪瓷涂层。
(5)按照国家标准GB/T 13484-2011接触食物搪瓷制品标准对搪瓷材料的耐酸性能进行测定，按照莫氏硬度划痕法对搪瓷材料表面进行莫氏硬度测定，测试结果见表3。
表3.搪瓷材料的耐酸、莫氏硬度测试结果
| 测试性能 | 耐酸性能 | 莫氏硬度 |
| 测试结果 | AA级 | 8级 |
Claims (10)
1.一种耐磨搪瓷，其特征在于：按重量百分比，所述搪瓷的原料组分包括：搪瓷熔块50-60％、立方氮化硅粉15-25％、粘土悬浮剂4.5-5.5％、水30-40％；其中各组分含量之和为100％。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨搪瓷，其特征在于：按重量百分比，所述搪瓷熔块的原料组分包括：石英50-60％，硼砂15-20％，硝酸钠1-5％，纯碱5-10％，碳酸锂2-5％，三氧化二铝1-5％，碳酸钙2-5％，碳酸锶2-5％，冰晶3-6％。
3.根据权利要求2所述的一种耐磨搪瓷，其特征在于：按重量百分比，所述搪瓷熔块的原料组分包括：石英50％，硼砂20％，硝酸钠5％，纯碱5％，碳酸锂5％，三氧化二铝5％，碳酸钙2％，碳酸锶3％，冰晶5％。
4.根据权利要求2所述的一种耐磨搪瓷，其特征在于：按重量百分比，所述搪瓷熔块的原料组分包括：石英60％，硼砂15％，硝酸钠5％，纯碱5％，碳酸锂5％，三氧化二铝1％，碳酸钙2％，碳酸锶2％，冰晶5％。
5.根据权利要求2所述的一种耐磨搪瓷，其特征在于：按重量百分比，所述搪瓷熔块的原料组分包括：石英55％，硼砂18％，硝酸钠5％，纯碱5％，碳酸锂5％，三氧化二铝3％，碳酸钙2％，碳酸锶3％，冰晶4％。
6.一种如权利要求1-5任一所述的耐磨搪瓷的制备方法，包括：
将搪瓷熔块、立方氮化硅粉、粘土悬浮剂、水混合，球磨，得到搪瓷釉浆，然后对涂搪瓷用钢板表面进行除油处理，然后将上述搪瓷釉浆涂覆在钢板表面，烘干，在860-880℃条件下，烧成8-12min，得到耐磨搪瓷。
7.根据权利要求6所述的一种耐磨搪瓷的制备方法，其特征在于：所述搪瓷熔块具体为：将石英、硼砂、硝酸钠、纯碱、碳酸锂、三氧化二铝、碳酸钙、碳酸锶、冰晶混合，得到配合料，然后熔化，经水淬制成搪瓷料，烘干，球磨并过筛子，得到搪瓷熔块。
8.根据权利要求7所述的一种耐磨搪瓷的制备方法，其特征在于：所述熔化温度为1300℃，时间为2-3h。
9.根据权利要求6所述的一种耐磨搪瓷的制备方法，其特征在于：所述钢板为低碳钢。
10.根据权利要求6所述的一种耐磨搪瓷的制备方法，其特征在于：所述烘干温度为80-100℃，时间为15-30min。
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