[发明专利]一种用作搪瓷材料的组合物及其用途

说明书

技术领域

本发明属于搪瓷材料领域，具体涉及一种用作搪瓷材料的组合物及其用途。

背景技术

在金属表面进行瓷釉涂搪可以防止金属生锈，使金属在受热时不至于在表面形成氧化层并且能抵抗各种液体的侵蚀。搪瓷制品不仅安全无毒，易于洗涤洁净，可以广泛地用作日常生活中使用的饮食器具和洗涤用具以及家用电器上，而且在特定的条件下，瓷釉涂搪在金属坯体上表现出的硬度高、耐高温、耐磨以及绝缘作用等优良性能，使搪瓷制品有了更加广泛的用途。

金属管状加热元件是目前所有电热元件中应用广泛、结构简单、性能可靠、使用寿命长的一种密封式电热元件。早在三十年代，有英国霍特波因特公司就将金属管状加热元件应用于家用电器上。目前，电热管在国内、外已广泛应用于注塑行业、化工行业、辅助供暖等工业和家用电烤炉、立式空调等电器上。

现在的金属管状加热元件有很多种，结构上五花八门，但是共同的特点都是使用金属管状材料作为加热元件的外壳，因为和加热介质直接接触，所以外壳容易发生结水垢、腐蚀等情况，导致加热元件时效，个别厂家在加热元件表面使用一些普通搪瓷材料，但是材料表面容易凹凸不平，固化过程容易产生起泡，并且在长时间热胀冷缩的作用下易产生裂纹，效果不甚理想。

CN1878734A公开了一种用于加热元件搪瓷层中的搪瓷组合物，包含0-10质量%的V₂O₅、0-10质量%的PbO、5-13质量%的B₂O₃、33-53质量%的SiO₂、5-15质量%的Al₂O₃和20-30质量%的CaO；另外,该发明还包括包含此组合件的加热元件。该搪瓷组合物使得电热元件可以具有改良的耐久性和增强的安全性。

上述专利以及现有技术中提供的用于搪瓷材料组合物，或者使金属加热元件具有良好的热效率，或者使金属加热元件具有较好的耐腐蚀性能，但其仍然存在或者结水垢、或者在长时间热胀冷缩的作用下易产生裂纹等问题，为了获得一种综合性能更佳的搪瓷材料组合物，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用作搪瓷材料的组合物，该组合物不含铅、氟，安全性高，以该组合物制成的搪瓷材料表面光滑、致密，不易结水垢，耐酸碱性强，且该搪瓷材料的收缩率与金属的的金属收缩率几乎完全一致，特别是和不锈钢的收缩率几乎完全一致，可以防止因为急剧的收缩膨胀而使金属表面的搪瓷涂层产生裂纹。

为了实现本发明的目的，特采用以下技术方案：

一种用作搪瓷材料的组合物，所述组合物包括氧化硅、氧化铝、氧化硼、氧化钙、氧化钴、氧化钛、氧化锆、碱性氧化物。

本发明提供的用作搪瓷材料的组合物不含铅、氟，安全性高，以该组合物经涂搪工艺在金属表面制得的搪瓷涂层，其表面光滑，硬度高，表面不易存留杂质，不易结水垢，且结构致密，无缺陷，可以有效抵挡点腐蚀，另外，该搪瓷涂层与金属的收缩率几乎完全一致，特别是和不锈钢的收缩率几乎完全一致，可以避免因为急剧的收缩膨胀而使覆在金属表面的搪瓷涂层产生裂纹。进一步地，以该组合物通过涂搪工艺制成的带有涂层的金属加热元件，可以极大地提高了加热元件的使用寿命。

按质量百分含量计，所述组合物中氧化硅的含量为28~48%、氧化铝的含量为3~13%、氧化硼的含量为30~44%、氧化钙的含量为2~5%、氧化钴的含量为2~6%、氧化钛的含量为2~8%、氧化锆的含量为1~5%、碱性氧化物的含量为1~5%。

本发明提供的用作搪瓷材料的组合物中，以氧化硅和氧化硼为主要组分，二者均为良好的耐酸组分，当氧化硅的含量为28~48%、氧化硼的含量为30~44%时，制得的搪瓷不仅具有较好的耐酸性，且其耐碱性能不会大幅下降，还能提高搪瓷的抗冲击强度和耐温急变性。另外，氧化硼还能显著降低表面张力，改善密着性，提高搪瓷的表面光泽。

氧化钛、氧化锆、氧化钙、氧化钴是既耐酸又耐碱的组份，当氧化钙的含量为2~5%、氧化钴的含量为2~6%、氧化钛的含量为2~8%、氧化锆的含量为1~5%时，搪瓷具有非常好的耐酸碱性，特别是氧化锆与氧化钛，能使搪瓷表面形成耐酸碱的保护膜，极大地提高了搪瓷的耐腐蚀性。当氧化铝的含量为3~13%时，可形成致密的微晶搪瓷结构，使得搪瓷具有较好的化学稳定性和较高的机械强度。碱性氧化物的作用是调节膨胀系数和助溶剂，但碱性氧化物既不耐酸又不耐碱，本发明中碱性氧化物的含量较低，在不影响搪瓷的耐酸碱性的同时，兼顾其调节膨胀系数和助溶剂的作用。