反应釜用搪瓷釉及其制备方法技术

本发明专利技术属于搪瓷釉制备技术领域，具体的涉及一种反应釜用搪瓷釉及其制备方法。所述的反应釜用搪瓷釉，以质量百分数计，原料组成如下所示：SiO266.50%~68.00%、Al2O32.90%~3.30%、B2O31.70%~2.20%、P2O50.17%~0.54%、Na2O 11.92%~13.73%、K2O 2.50%~3.00%、Li2Ni8O

【技术实现步骤摘要】
反应釜用搪瓷釉及其制备方法


[0001]本专利技术属于搪瓷釉制备
，具体的涉及一种反应釜用搪瓷釉及其制备方法。

技术介绍

[0002]搪瓷材料是由无机涂层与金属基材相结合所组成的复合材料，它是在金属基材上涂覆玻璃质无机材料，经高温烧成，使二者熔合成为一种耐腐蚀、耐高温、耐磨、表面光滑清洁的新型复合材料。瓷釉主要是由长石、石英等矿物和其他多种化工类辅助原料按一定的配比混合，经高温熔制而成的硅酸盐玻璃质或硼硅酸盐玻璃质，覆盖在搪瓷制品表面的无色或有色的玻璃态薄层，分子是有规律的组织基团，同时兼具金属与玻璃的优点。
[0003]根据用途不同，搪瓷釉的具体成分以及用量也不尽相同，但是总体上搪瓷的原材料可以分为基体剂、助熔剂、密着剂、着色剂等等，常用的基体剂有SiO2、Al2O3、B2O3等，常用的助熔剂有Na2O、K2O等，常用的密着剂有Co2O3、NiO等，常用的着色剂有MnO2、Fe2O3等。由原料所决定，搪瓷材料具有很好的理化性能，例如耐腐蚀性能以及耐高温性能，同时搪瓷材料作为金属和无机材料组成的复合材料，其性能又明显的优于单纯的金属材料或者无机材料。优异的性能决定了搪瓷用途的广泛性，目前搪瓷在建筑行业、石油化工行业以及传统的日用品当中都起到了不可替代的作用。
[0004]搪瓷反应釜是化工生产的重要设备，它是将含高二氧化硅含量的玻璃，衬在钢制容器的内表面，经高温灼烧而牢固地密着于金属表面上形成的复合材料制品。随着搪瓷反应釜的长期使用，由于机械冲击、温度急变、加工应力、材质等原因均会导致搪瓷反应釜极易爆瓷，从而使其露出碳钢基体，造成腐蚀破裂，因此如何从根源上在一定时间内避免或者减小搪瓷反应釜的腐蚀破裂就显得尤为重要。经研究表明，搪瓷釉与金属基体结合不佳、耐腐蚀性能不高、耐磨性差等问题是造成搪瓷反应釜腐蚀破裂的根本原因，因此，对于搪瓷釉的原料组成和制备工艺仍有待改进。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是：提供一种反应釜用搪瓷釉。所述的反应釜用搪瓷釉具有优异的耐酸碱腐蚀性和耐机械冲击性；本专利技术同时提供了其制备方法。
[0006]本专利技术所述的反应釜用搪瓷釉，以质量百分数计，原料组成如下所示：SiO
2 66.50%~68.00%、Al2O
3 2.90%~3.30%、B2O
3 1.70%~2.20%、P2O
5 0.17%~0.54%、Na2O 11.92%~13.73%、K2O 2.50%~3.00%、Li2Ni8O
10 0.60
‑
0.80%、Fe2O
3 0.30
‑
0.40%、NiO 0.50
‑
0.80%、白炭黑3.00
‑
5.00%、晶须复合物4.00
‑
6.00%以及稀土氧化物0.36
‑
2.14%。
[0007]其中：所述的晶须复合物为莫来石晶须与硼酸铝晶须的混合物；其中，莫来石晶须与硼酸铝晶须的质量比为1 : 1.2
‑
1.3。
[0008]所述的稀土氧化物为氧化镧、氧化锶与氧化铈的混合物；其中，氧化镧、氧化锶与
氧化铈的质量比为1 : 0.5
‑
0.8 : 1
‑
1.2。
[0009]优选的，本专利技术所述的反应釜用搪瓷釉，以质量百分数计，原料组成如下所示：SiO
2 67.00%、Al2O
3 3.08%、B2O
3 1.86%、P2O
5 0.40%、Na2O 12.80%、K2O 2.80%、Li2Ni8O
10 0.60%、Fe2O
3 0.30%、NiO 0.80%、白炭黑5.00%、晶须复合物5.00%以及稀土氧化物0.36%。
[0010]本专利技术所述的反应釜用搪瓷釉，以SiO2、Al2O3、B2O3为反应釜用搪瓷釉的网络结构形成体，控制原料中SiO2的质量含量为66.5
‑
68%，原料中的SiO2的含量较高，确保了高度连接的硅氧网络的形成，从而保证了搪瓷釉在酸性溶液中的化学稳定性；但是当含量继续增大时，将造成搪瓷釉的熔融和烧成温度进一步提高，虽然添加助熔剂会降低烧成温度，但是当助熔剂用量较多时，将会造成网络结构不完整，进而使得搪瓷釉的热稳定性和耐化学腐蚀性变差，因此，本申请创造性的控制搪瓷釉原料中SiO2的含量为66.5
‑
68%。在原料中创造性的添加了Al2O3，一方面，Al
3+
进入被打断的SiO2骨架中形成[AlO4]‑
四面体，将网络结构连接起来，提高了搪瓷釉的化学稳定性，另一方面，能够促进搪瓷釉各组分之间更为充分的发生反应，增加熔融瓷釉的粘度。以B2O3、P2O5、Na2O以及K2O的混合物作为助熔剂，促进Si
‑
O键解体，从而加快高温下熔融体的化学反应速率。以Li2Ni8O
10
（镍酸锂）、Fe2O3和NiO的混合物作为密着剂添加，NiO可以促进搪瓷釉与铁材质基体的界面富集形成合金，促进了搪瓷釉、氧化铁与金属铁之间的互相扩散，最终在界面形成中间过渡层，从而达到搪瓷釉与铁材质基体紧密结合的效果，添加少量的Fe2O3，促进搪瓷釉料与铁材质基体形成化学冶金结合。但是如果只添加NiO会导致形成的过渡层较为粗大，因此创造性的添加Li2Ni8O
10
，它本身是一种超细粉体，从而起到进一步提高搪瓷层与基体的结合强度，抑制鱼鳞爆的作用。
[0011]本专利技术所述的反应釜用搪瓷釉，之所以额外添加白炭黑、晶须复合物以及稀土氧化物是因为白炭黑、晶须复合物以及稀土氧化物之间具有协同作用关系。白炭黑、晶须复合物以及稀土氧化物均作为磨加物添加。白炭黑的添加能够进一步提高搪瓷釉的耐酸性能，这是因为，白炭黑能够提高搪瓷料浆的流动性，从而使得β
‑
SiO2液态相迁移进入[AlO4]‑
网络中，形成稳定的NaAlSiO4晶相。添加晶须复合物是为了确保搪瓷釉的耐磨性能，由于莫来石晶须与硼酸铝晶须属于铝硅酸盐或者硼铝硅酸盐体系，因此与其他原料的相容性好，且两者均具有很高的弹性模量，因此，晶须复合物的存在能够抵抗搪瓷涂层中的局部应变，降低搪瓷涂层承受的应力和增大裂纹扩展的阻力，起到增韧以及抗高温氧化的作用。
[0012]稀土氧化物的添加能够提高搪瓷的耐热急变性和冲击强度。稀土氧化物的加入可导致网络结构中的Si
‑
O键断裂，有效增加玻璃的热膨胀系数。氧化铈的加入不仅能大幅提高搪瓷的热膨胀系数，还适当的提高了涂层的孔隙率，降低了弹性模量，减小热应力的同时释放了残余应力，有效提高了搪瓷涂层抗热震剥落性能；其中的氧化锶能够提高涂层的高温强度和高温稳定性；氧化镧的添加，主要是提高搪瓷釉的耐酸腐蚀性。
[0013]本专利技术所述的反应釜用搪瓷釉的制备方法，由以下步骤组成：（1）将原料中的SiO2、Al2O3、B2O3、P2O5、Na2O、K2O、Li2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种反应釜用搪瓷釉，其特征在于：以质量百分数计，原料组成如下所示：SiO
2 66.50%~68.00%、Al2O
3 2.90%~3.30%、B2O
3 1.70%~2.20%、P2O
5 0.17%~0.54%、Na2O 11.92%~13.73%、K2O 2.50%~3.00%、Li2Ni8O
10 0.60
‑
0.80%、Fe2O
3 0.30
‑
0.40%、NiO 0.50
‑
0.80%、白炭黑3.00
‑
5.00%、晶须复合物4.00
‑
6.00%以及稀土氧化物0.36
‑
2.14%。2.根据权利要求1所述的反应釜用搪瓷釉，其特征在于：所述的晶须复合物为莫来石晶须与硼酸铝晶须的混合物；其中，莫来石晶须与硼酸铝晶须的质量比为1 : 1.2
‑
1.3。3.根据权利要求1所述的反应釜用搪瓷釉，其特征在于：所述的稀土氧化物为氧化镧、氧化锶与氧化铈的混合物；其中，氧化镧、氧化锶与氧化铈的质量比为1 : 0.5
‑
0.8 : 1
‑
1.2。4.根据权利要求1所述的反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅光胜，
申请(专利权)人：淄博太极工业搪瓷有限公司，
类型：发明
国别省市：