不含硝酸盐环保型铸铁搪瓷中温耐酸底釉及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种不含硝酸盐环保型铸铁搪瓷中温耐酸底釉及制备方法，它属于搪瓷技术领域，配方中各组份的质量份分别是：石英48

【技术实现步骤摘要】
不含硝酸盐环保型铸铁搪瓷中温耐酸底釉及制备方法


[0001]本专利技术属于搪瓷
，具体涉及一种不含硝酸盐环保型铸铁搪瓷中温耐酸底釉及制备方法。

技术介绍

[0002]搪瓷瓷釉主要由长石、石英等耐火原料和硼砂、硝酸钠、硝酸钾、纯碱等易熔化工原料以及有色金属氧化物等特征原料，按照一定比例配合，经高温熔融，急剧冷却成粒状或片状的硼硅酸盐玻璃体制备而成。
[0003]搪瓷釉中引入硝酸盐（硝酸钠、硝酸钾等）作为氧化剂和助熔剂已经是业内人士的共识，在传统搪瓷理论中是必不可少的搪瓷釉原料。到目前为止，还没有一种安全、无色、价格合理既有氧化性又有助熔性原料替代硝酸盐。长期以来的生产实践证明，硝酸盐（特别是碱金属硝酸盐）的确是搪瓷釉中必不可少的原料。
[0004]搪瓷瓷釉在高温熔制过程中，各原料之间进行着一系列复杂的物理化学反应。硝酸盐在搪瓷釉中的作用良好，但其在高温下会分解产生大量的氮氧化物，污染大气环境。氮氧化物超过国家排放标准40多倍，如果采用转炉生产，氮氧化物瞬间释放浓度超过国家标准几十万倍。众所周知，氮氧化物是空气中产生酸雨的主要因素，随着人们的环保意识增强，硝酸盐在搪瓷釉生产中释放的氮氧化物对环境的危害愈发引起各方高度的关注。
[0005]因此，氮氧化物达标排放、改善环境是企业刻不容缓的社会责任和社会经济发展的必然趋势，也是企业生存的必然选择。本申请人从2018年起就开始研究搪瓷釉料中去硝酸盐的用量，保证在不影响产品性能的前提下，尽可能不用或者少用硝酸盐，加上其它措施，使搪瓷瓷釉生产过程中的废气达标排放。
[0006]减少搪瓷瓷釉生产过程中氮氧化物的排放主要有三条技术路线：一是从源头去除或降低硝酸盐的使用，二是排除熔制过程中空气在高温状态下产生的氮氧化物，三是从治理设施上减少氮氧化物的排放，从而达到国家排放标准。
[0007]在此之前，也有在搪瓷瓷釉配方中单纯去掉硝酸盐的技术研究，但如果纯粹只是为了去硝酸盐而去硝酸盐，直接面临的结果是需要一定程度上牺牲产品的品质，这是因为对应的硝酸盐的助熔性和氧化性会没有得到相应的补充，即：一方面瓷釉配方中助熔剂减少了，直接影响瓷釉产品的瓷面平整性、流平性和膨胀系数；另一方面，由于硝酸盐具有氧化性，在瓷釉熔制过程中，去掉硝酸盐会导致瓷釉配方中的部分金属氧化物被还原，从而瓷釉发色以及密着性能会受到影响。
[0008]从助熔剂的角度考虑，以复合盐来替代硝酸盐作为瓷釉的原料配方，使用传统的熔制工艺进行熔制，有望使助熔效果得到替代。但是，去掉硝酸盐的使用会导致在瓷釉熔制过程中的氧化气氛减少，从而造成相应的金属氧化物部分被还原，这对瓷釉产品的色相和密着都会有影响。因此，去掉硝酸盐后，要保持瓷釉产品的原有性能，必须同时兼顾助熔效果和氧化效果的补充。
[0009]硝酸盐在搪瓷中的具体应用主要是硝酸钠和硝酸钾，在高温条件下，硝酸盐具有
良好的氧化作用，从而能够确保在熔制过程中氧化物不被还原成单质，同时，常见的硝酸盐硝酸钠和硝酸钾在高温下分解后的产物Na2O和K2O具有很好的助熔作用。
[0010]目前已有部分去硝酸盐的研究探索。中国专利技术CN201810677390.4提供了一种磷硅酸盐搪瓷的制备技术，中国专利技术CN201010608133.9公开了一种高韧性搪瓷釉料，以它们为代表，均是探索直接用各种氧化物混合后进行熔制得到搪瓷产品，从而避免硝酸盐的使用。这对于理论研究而言或许是行得通的。然而在现有技术条件下，Na2O和K2O没有工业化的产品，且其活性极其活跃，稳定性差，难以稳定存储。因此，直接以氧化钠、氧化钾等氧化物作为原料，目前无法实现产业化生产，因而不具有实用性。中国专利技术CN201310166353.4公开了一种用于搪瓷的抗高低温的瓷釉料，其配方中也不涉及硝酸盐的使用，但该专利技术为提升产品品质和降低烧结点，引入了重金属铅的使用，这完全违背了日常应用的安全性要求，也是行业禁止的，同时，其还涉及较大量的硫酸盐的使用，硫酸根的存在，即使含量很低，都极可能导致急冷环节发生爆炸，从而违背了安全生产的基本要求。此外，其配方中硼酸盐的含量较低，达不到搪瓷行业的基本要求。也就是说，该专利技术声称能够用于搪瓷，实际上即使不考虑前述缺陷也达不到搪瓷的条件。中国专利技术CN201711361365.7公开了一种亚光砂纹搪瓷釉核心釉料及生产方法，其所述的核心釉料看似不涉及硝酸盐的使用，但其本质为一种消光剂，需要与真正的釉料结合使用达到釉料的消光目的，不是独立的釉料，不可单独使用。此外，在“无硝酸盐搪瓷釉的初步实践”（谢学新，成都市新津金卧牛实业有限公司，玻璃与搪瓷.2007,35(1).）中，为了强化氧化作用，该文献采用了加大空气流量的方法，尽管没有涉及硝酸盐的使用，但其出发点并不是为了减少氮氧化物，而是为了解决含Ti面釉的充分氧化问题，出于这个目的，其通过加大空气流量的技术手段来实现。然而，空气流量增大，会对熔制炉有明显的降温作用，为了使得熔制炉温度达到要求，需要增加能耗提升熔制炉的反应温度，且空气中含有大量的氮气，在高温作用下，通入大量空气会导致更多氮氧化物的生成。研究实践表明，空烧熔制炉会导致氮氧化物的含量超过国家排放标准的2倍以上。如果大流量通入空气，其结果更是可想而知。因此，该文献虽然避免了硝酸盐的使用，但最终反而加剧了氮氧化物的产生，与降低或消除氮氧化物的目的背道而驰。
[0011]综上所述，在搪瓷研究中，去掉硝酸盐提升环境效益的同时，又能保持搪瓷产品的优良品质，既意义重大又任务艰巨。

技术实现思路

[0012]本专利技术目的之一在于针对目前传统含硝酸盐搪瓷瓷釉中存在的上述环保问题，提供一种在不降低产品各项性能指标前提下的不含硝酸盐环保型铸铁搪瓷中温耐酸底釉。
[0013]本专利技术的不含硝酸盐环保型铸铁搪瓷中温耐酸底釉，其配方由如下按质量份计的成分组成：石英48
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52份，零水硼砂24
‑
27份，纯碱 5
‑
7份，氧化锰1.5
‑
1.7份，氧化钴0.7
‑
0.9份，碳酸钙4.5
‑
5.5份，氟硅酸钠4
‑
5份，钛白粉3.0
‑
4.0份，钾长石2.0
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3.8份，碳酸锂3.5
‑
4.5份。
[0014]上述不含硝酸盐环保型铸铁搪瓷中温耐酸底釉，其配方中，石英中SiO2的质量占比≥99.5%，纯碱:工业级，零水硼砂：工业级，钾长石中SiO2的质量占比≥71%，氟硅酸钠：工业级，碳酸钙：工业级，钛白粉中二氧化钛的质量占比：≥99.0%，氧化钴中Co的质量占比≥71%，，其他原料为工业级纯度。
[0015]本专利技术的第二个目的在于提供上述不含硝酸盐环保型铸铁搪瓷中温耐酸底釉的制备方法。
[0016]本专利技术的不含硝酸盐环保型铸铁搪瓷中温耐酸底釉的制备方法，包括如下步骤：（1）按如下各组分的质量份称取原料；石英48
‑
52份，零水硼砂24
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种不含硝酸盐环保型铸铁搪瓷中温耐酸底釉，其特征在于，其配方由如下按质量份计的成分组成：石英48
‑
52份，零水硼砂24
‑
27份，纯碱 5
‑
7份，氧化锰1.5
‑
1.7份，氧化钴0.7
‑
0.9份，碳酸钙4.5
‑
5.5份，氟硅酸钠4
‑
5份，钛白粉3.0
‑
4.0份，钾长石2.0
‑
3.8份，碳酸锂3.5
‑
4.5份。2.如权利要求1所述的不含硝酸盐环保型铸铁搪瓷中温耐酸底釉，其特征在于，其配方中，石英中SiO2的质量占比≥99.5%，纯碱:工业级，零水硼砂：工业级，钾长石中SiO2的质量占比≥71%，氟硅酸钠：工业级，碳酸钙：工业级，钛白粉中二氧化钛的质量占比：≥99.0%，氧化钴中Co的质量占比≥71%，其他原料为工业级纯度。3.一种如权利要求1
‑
2中任一项所述的不含硝酸盐环保型铸铁搪瓷中温耐酸底釉的制备方法，其特征在于包括如下步骤：（1）按如下各组分的质量份称取原料；石英48
‑
52份，零水硼砂24
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【专利技术属性】
技术研发人员：汤上，方金泉，汤磊，
申请(专利权)人：湖南信诺颜料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：