[发明专利]硅钛酸钠、搪瓷釉料、搪瓷料浆、微晶搪瓷及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及硅钛酸钠、搪瓷釉料、搪瓷料浆、微晶搪瓷及其制备方法和应用，属于搪瓷材料、金属表面防腐处理技术领域。

背景技术

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，分子是有规律的组织基团，同时兼具金属与玻璃的优点。

微晶搪瓷是利用基础搪瓷配方，添加适当的成核剂、晶化剂，待搪瓷层烧成后，再进行微晶化处理，使其析出微晶的一种搪瓷。晶化后的搪瓷层有较大的硬度，较高的耐磨性。由于在搪瓷中存在大量微晶，使搪瓷层的耐酸腐蚀性能及抗冲击强度显著提高。

专利CN201010536985.1公开了一种纳米微晶搪瓷的制备技术，将石英砂30、硼砂22、长石粉20、纯碱10、氟硅酸钠8、硅酸锆12、钛白粉8、磷酸三钙5、氧化镍3、氟化铝2在1300～1500℃熔融制备成搪瓷熔块，再将上述均质搪瓷熔块与磨加物按搪瓷熔块92、高岭土7、膨润土1，混合80-300目的搪瓷预磨干粉，涂覆在金属工件表面，760℃烧制成纳米微晶搪瓷。

专利CN201310654081.2公开了纳米微晶搪瓷的制备技术，将5-6质量份纯碱、45质量份石英砂、2-3质量份氟硅酸钠、6质量份硅酸锆、15质量份硼砂、8质量份氧化镍、5质量份氟化铝、40质量份长石粉、13质量份钛白粉、13质量份磷酸三钙混合均匀后，在1600℃熔融，获得组成均匀的搪瓷熔块，将12质量份高岭土、85质量份搪瓷熔块、3质量份膨润土混合，球磨涂搪金属工件900℃热处理，降至720℃晶化，制备得纳米微晶搪瓷。

上述专利搪瓷釉料熔融需在1500～1600℃熔融，晶化温度在720～760℃，所需搪瓷釉块熔点和晶化温度较高，直接添加钛白粉到搪瓷釉料中，容易导致生成的微晶搪瓷釉面光泽度低，并出现焦斑、麻点、白色斑状的二氧化钛析晶组织及密着性能不足等缺陷，使微晶搪瓷耐酸性能不足，抗冲击强度差。

发明内容

针对现有微晶搪瓷耐酸性能不足、抗冲击强度差等缺陷，本发明提供了一种硅钛酸钠、再利用该硅钛酸钠配合合适的其他原料制备搪瓷釉料、再利用该搪瓷釉料加入合适的其它原料制备搪瓷料浆，该搪瓷料浆涂覆在金属基体表面烧制成的微晶搪瓷能够克服上述缺陷。

本发明方法利用硅钛酸钠制备搪瓷釉料能够很好地降低釉块熔点温度，并且硅钛酸钠带入的TiO₂与磷酸铝添加生成的P₂O₅形成复合的晶核剂，在搪瓷中存在大量微晶，晶化温度降低至640～670℃，在此过程中，核化时间短，晶粒小，尺寸大，中间有较大的微晶，晶体结构分布均匀；与普通搪瓷相比生成的微晶搪瓷获得更好的耐酸腐蚀性能及更高的抗冲击性能、耐温急变性能。

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种硅钛酸钠。该硅钛酸钠由以下重量配比的原料混匀熔融制备而成，石英砂13.5～14份、二氧化钛19～20.5份、纯碱24～25.5份、亚硝酸钠2.5～2.7份、氟硅酸钠1.7～1.9份、萤石粉0～3.7份。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供上述硅钛酸钠的制备方法。该方法包括以下步骤：按重量配比，将石英砂13.5～14份、二氧化钛19～20.5份、纯碱24～25.5份、亚硝酸钠2.5～2.7份、氟硅酸钠1.7～1.9份、萤石粉0～3.7份混匀后粉碎，在950～1050℃熔融保温1～1.5h，将熔融料倒入水中淬碎，取出干燥即得硅钛酸钠。

优选的，上述硅钛酸钠的制备方法中，所述粉碎至粒度60～80目。

优选的，上述硅钛酸钠的制备方法中，所述干燥为100～130℃干燥20～30min。

本发明所要解决的第三个问题是提供一种搪瓷釉料。该搪瓷釉料由以下重量配比的原料混匀制备而成，上述硅钛酸钠28～32份、石英砂30～34份、长石粉18～22份、碳酸钠4.3～4.5份、硝酸钠3.7～4.0份、冰晶石3.0～3.5份、二氧化锆0.5～0.8份、磷酸铝5～6.5份、硝酸钴1.2～1.5份、硝酸镍0.3～0.5份、氧化锌2.2～2.5份、碳酸钡0～1.7份。