一種靜電琺瑯粉末及其製作方法

2023-04-28 04:10:11

專利名稱：一種靜電琺瑯粉末及其製作方法
技術領域：
本發明涉及琺瑯粉末及其製作方法技術領域，特指一種靜電琺瑯粉末及其製作方法。
背景技術：
琺瑯也稱搪瓷，傳統搪瓷製品具有良好的耐酸、耐鹼、耐熱、表面光澤美觀，被廣泛 應用於工業和日常用品中。傳統搪瓷瓷釉在使用時是藉助粘土和電介質的作用使瓷釉先研 磨成釉漿，或先磨成粉再加水調製成釉漿後再塗搪到坯體上。隨著社會科技的發展，靜電乾粉噴塗工藝出現。作為一種新型的噴塗工藝，其原理 是將胚體帶正電，噴槍內高壓靜電發生器產生高壓負電壓，產生電暈放電現象，使周圍的 空氣電離，從而帶上負電荷，當由噴塗的原料噴槍噴出後就帶上了負電，在靜電作用下向帶 正電的胚體移動，並沉積在胚體上形成塗層。雖然，目前有人將靜電乾粉噴塗工藝應用在琺瑯製作工藝中，但是實際的使用 效果卻存在一些不足。具體而言，傳統瓷釉的電阻率低，其傳統低溫瓷釉的電阻率僅為 IO6-IO7Q ^cm,高溫瓷釉的電阻率最多也不過是IOkiQ · cm左右。由於傳統瓷釉的電阻率 低，當從噴槍中噴出通過電離子的空氣時，雖然也能帶上一定量的負電荷，但沉積到坯體上 後很快就會失去電荷，從坯體上滑落下來不能形成連續完整的塗層。實驗證明，當瓷釉的電 阻率小於10"Ω · cm時，由於瓷粉自身的導電性，而使瓷粉靜電荷很快失去，噴塗後瓷粉很 容易從坯體表面滑落。當瓷粉的電阻率達到IO12 Ω 時，雖然進行靜電噴塗，但極容易受 到環境中溫度和溼度變化的影響，導致電性能和噴塗質量的顯著下降。只有當瓷粉的絕緣 電阻率高達IO13-IO14 Ω 以上時，才能形成牢固的靜電粉末塗層，而且這種塗層不容易受 環境溫度和溼度的影響。傳統瓷釉在大氣中的穩定性能很差，傳統瓷釉在靜電噴塗後一個小時電阻率迅速 下降，從而不能用於靜電乾粉噴塗，必須對其進行絕緣化處理，當其電阻率達到相當高的數 值後，才能用於靜電乾粉塗搪。本發明正是基於此，提出如下技術方案。

發明內容
本發明所要解決的技術問題就是克服目前琺瑯材料所存在的不足，提供一種可大 大提高噴塗工藝效果的靜電琺瑯粉末。為解決上述技術問題，本發明採用了如下的技術方案該靜電琺瑯粉末的原料種 類及重量配比為Α、石英45-55% ；B、硼砂8-18% ；C、密著劑4_6% ；D、助熔劑21-38%。上述技術方案中，所述的助熔劑包括鈉長石、鉀長石、氟化鈣、氟矽酸鈉的一種或 幾種組合。上述的助熔劑包括鈉長石、鉀長石、氟化鈣、氟矽酸鈉，各組成部分在琺瑯粉末原 料中的重量配比為鈉長石為7-12% ；鉀長石4-6%、氟化鈣5-9%、氟矽酸鈉5-11%。上述的密著劑為氧化鎳、氧化鈷、氧化錳中的一種。
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更具體而言，上述技術方案中，該靜電琺瑯粉末的原料種類及重量配比為A、石 英50. 1% ；B、硼砂12. 47% ；C、密著劑5.6% ；D、助熔劑的成份即重量配比為鈉長石為 10. 87% ；鉀長石5. 15%、氟化鈣7. 3%、氟矽酸鈉8，51%。本發明還提出一種靜電琺瑯粉末的製作方法，其採用的技術方案為該方法其包 括以下步驟一、按照下面的成份及重量配比準備原料A、石英 45-55% ；B、硼砂8-18% ；C、密著劑 4-6% ；D、助熔劑 21-38% ；其中所述的助熔劑包括鈉長石、鉀長石、氟化鈣、氟矽酸鈉，各組成部分在琺瑯粉 末原料中的重量配比為鈉長石為7-12% ；鉀長石4-6%、氟化鈣5-9%、氟矽酸鈉5-11% ； 所述的密著劑為氧化鎳、氧化鈷、氧化錳中的一種；二、將上述原料置於熔爐中進行熔制，其中熔爐的溫度為1200-1300攝氏度，直至 原料被熔製成熔融的流體；三、將熔制完成的流體由熔爐中倒出，並採用急速冷卻方式對其冷卻，形成固化的 混合體；四、將固化的混合體進行乾燥；五、對乾燥完成後的混合體進行冷卻；六、對冷卻後的混合體進行粉碎處理；七、對粉碎處理完成後的材料進行包裹處理，採用高分子聚合物為包裹劑，最終得 到靜電琺瑯粉末。上述製作方法的技術方案中，靜電琺瑯粉末的原料種類及重量配比為A、石英50. 1% ；B、硼砂12. 47% ；C、密著劑5. 6% ；D、助熔劑的成份即重量配比 為鈉長石為10. 87% ；鉀長石5. 15%、氟化鈣7.3%、氟矽酸鈉8，51%。上述製作方法的技術方案中，所述製作方法第七步中採用的包裹劑為矽烷或矽氧焼。上述製作方法的技術方案中，所述製作方法中第六步中冷卻後的混合體進行粉碎 處理，其粉碎後的顆粒度為200目。本發明中靜電琺瑯粉末的優點是1、節省工序，節省能源，無需乾燥。2、資源利用率高，粉末通過回收，利用率可高達98%以上。3、綠色環保，無廢水廢氣產生。4、在噴塗過程中，可實現自動化操作，省工省時。5、噴塗質量優良，瓷面均勻，氣孔率低，厚薄一致。6、噴塗後所形成的瓷面具有耐熱、耐磨、高硬度、容易清潔和耐腐蝕等優點。7、噴塗後的瓷面符合食品安全規定，無毒副作用。


圖1是本發明中製作靜電琺瑯粉末的步驟圖。
具體實施例方式實施例一見圖1，本實施例中靜電琺瑯粉末製作方法包括以下步驟一、按照下面的成份及重量配比準備原料A、石英45% ；B、硼砂18% ；C、密著劑 5% ；D、助熔劑 32% ；其中所述的助熔劑包括鈉長石、鉀長石、氟化鈣、氟矽酸鈉，各組成部分在琺瑯粉 末原料中的重量配比為鈉長石為8% ；鉀長石4%、氟化鈣9%、氟矽酸鈉11%。所述的密 著劑為氧化鎳、氧化鈷、氧化錳中的一種。本實施例採用氧化鎳。上述原料中，石英的主要成份是二氧化矽。其物理性質和化學性質均十分穩定的 礦產資源。本發明中是用於製作琺瑯粉末的主體材料。硼砂是本發明作為琺瑯粉末中的另一個主體材料。硼砂是含有10個水分子的四 硼酸鈉(分子式為的Na2B407. 10H20)。將其作為本發明材料中的一種主體材料，其可使 瓷釉不易脫落而使其具有光澤。另外，由於本發明為靜電琺瑯粉末，相對於傳統琺瑯粉末材 料中氧化鉀、氧化鈉、氧化鋰的含量較高，而本發明則必須令鉀、鈉、鋰等高子的含量不能過 高，否則將影響產品的電阻率和帶電性能。所以為了密閉上述離子的不足而導致熔劑量不 足，本發明增加了硼砂，其氧化物為氧化硼，可作為增加釉瓷介電常數的氧化物，提高本發 明琺瑯粉末的電阻率。作為密著劑的氧化鎳，通常其可用作陶瓷和玻璃的顏料以及搪瓷工業用作瓷釉的 密著劑和著色劑。本實施例採用氧化鎳作為密著劑可以令本發明的琺瑯粉末在塗布在物體 表面時可增強其附著性能，並且令整個噴塗面的延展性和耐擊性，提高噴塗面的性能。氧化 鈷和氧化錳也具有同樣的性質。這裡不再一一贅述。作為助熔劑的鈉長石是長石的一種，為鈉的鋁矽酸鹽(NaAlSi308)。其有助於提高 製品的機械強度，電氣性能和半透明度，並且在高溫時對石英、粘土、莫來石的熔解快，溶解 度大，另外，其熔融溫度低，透明度好。鈉長石為現有製作琺瑯材料中的一種常用材料，在現 有琺瑯材料中，其含量一般為20-30%。本發明中由於製作靜電琺瑯粉末，所以對其含量有 一定限制，一般在原料成份中的比重為7-12%。鉀長石(KAlSi308)通常也稱正長石，它具有熔點低，熔融間隔時間長，熔融粘度 高等特點，廣泛應用於陶瓷坯料、陶瓷釉料、玻璃、電瓷行業中。氟化鈣(CaF2)俗稱螢石，其具有能降低難熔物質的熔點的作用。氟矽酸鈉(Na2SiF6)，作為製作琺瑯的助熔劑。二、將上述原料充分混合，置於熔爐中進行熔制，其中熔爐的溫度為1200-1300攝 氏度，本實施例採用1250攝氏度，直至原料被熔製成熔融的流體。三、將熔制完成的流體由熔爐中倒出，並採用急速冷卻方式對其冷卻，形成固化的 混合體。急速冷卻的方式可採用水冷方式。本實施例採用的冷卻方式為流體由熔爐中被 倒出後，經過一組壓輥進行壓製成片狀，其中壓輥中流經有冷卻水。這樣當流體經過壓輥後 就被冷卻壓製成片狀固化的混合體。
四、將固化的混合體進行乾燥。乾燥的方式可採用熱風吹拂的方式。上一步驟中 得到的片狀混合體可通過輸送帶進行傳輸，在輸送帶的兩側設置風機，向片狀混合體上吹 拂熱風，對其進行乾燥。五、對乾燥完成後的混合體進行冷卻。可採用自然冷卻或者風冷方式。六、對冷卻後的混合體進行粉碎處理。本實施例中，可在輸送帶末端設置一個粉碎 機，冷卻後的片狀混合體直接進入粉碎機中進行粉碎處理。粉碎後的粉末顆粒度在200目
左右ο七、對粉碎處理完成後的材料進行包裹處理，採用高分子聚合物為包裹劑，最終得 到靜電琺瑯粉末。所謂的包裹處理就是對材料進行絕緣處理，提高產品的電阻率。包裹劑 為矽烷或矽氧烷，本實施例採用含氫甲基矽氧烷作為包裹劑。作為本發明中的包裹劑，含氫 甲基矽氧烷具有如下幾個條件1、電阻率較高；2、表面張力較小，能夠很好的鋪展在瓷粉周圍；3、燒制過程中可以充分分解並逸出，不會給瓷面帶來任何負面影響；4、可提高靜電乾粉的流動性，便於噴塗和回收；5、性能穩定，受環境影響不明顯。在包裹處理中，加入含氫甲基矽氧烷後，粉碎的粉末與含氫甲基矽氧烷產生化學 反應，形成憎水性的有機膠體膜。該膠體膜可大大提高產品的電阻率，並且改善了琺瑯粉末 的流動性、開裂性、凝聚性和儲藏性。通常包裹工藝可採用氣相包裹的工藝，即通過裝置將矽氧烷汽化，然後將上述粉 碎的粉末放入，在高溫氣化環境中進行包裹處理，最終得到包裹層均勻、性能穩定的靜電幹 粉。經過包裹處理後，最後就得到了最終的靜電琺瑯粉末產品。實施例二，這是本發明的較佳實施例，與上述實施例所不同的是本發明中靜電琺 琅粉末的原料種類及重量配比為A、石英 50.1%;B、硼砂 12.47%;C、密著劑 5.6%;D、助熔劑的成份即重量配比為鈉長石為10. 87%;鉀長石5. 15%、氟化鈣7. 3%, 氟矽酸鈉8. 51%。當然，以上所述僅僅為本發明實例而已，並非來限制本發明實施範圍，故，凡依本 發明申請專利範圍所述的構造、特徵及原理所做的等效變化或修飾，均應包括於本發明申 請專利範圍內。
權利要求
一種靜電琺瑯粉末，其特徵在於該靜電琺瑯粉末的原料種類及重量配比為A、石英45 55％；B、硼砂8 18％；C、密著劑 4 6％；D、助熔劑 21 38％。
2.根據權利要求1所述的一種靜電琺瑯粉末，其特徵在於所述的助熔劑包括鈉長 石、鉀長石、氟化鈣、氟矽酸鈉的一種或幾種組合。
3.根據權利要求2所述的一種靜電琺瑯粉末，其特徵在於所述的助熔劑包括鈉 長石、鉀長石、氟化鈣、氟矽酸鈉，各組成部分在琺瑯粉末原料中的重量配比為鈉長石為 7-12 % ；鉀長石4-6 %、氟化鈣5-9 %、氟矽酸鈉5-11%。
4.根據權利要求1-3中任意一條所述的一種靜電琺瑯粉末，其特徵在於所述的密著 劑為氧化鎳、氧化鈷、氧化錳中的一種。
5.根據權利要求4所述的一種靜電琺瑯粉末，其特徵在於該靜電琺瑯粉末的原料種 類及重量配比為A、石英50.1%;B、硼砂12.47%;C、密著劑5.6%，採用氧化鎳作為密著劑；D、助熔劑的成份及重量配比為鈉長石為10.87%;鉀長石5. 15%、氟化鈣7.3%、氟矽 酸鈉8，51%。
6.一種靜電琺瑯粉末的製作方法，其特徵在於其包括以下步驟一、按照下面的成份及重量配比準備原料A、石英45-55% ；B、硼砂8-18% ；C、密著劑4-6% ；D、助熔劑21-38% ；其中所述的助熔劑包括鈉長石、鉀長石、氟化鈣、氟矽酸鈉，各組成部分在琺瑯粉末原 料中的重量配比為鈉長石為7-12% ；鉀長石4-6%、氟化鈣5-9%、氟矽酸鈉5-11% ；所述 的密著劑為氧化鎳、氧化鈷、氧化錳中的一種；二、將上述原料混合後置於熔爐中進行熔制，其中熔爐的溫度為1200-1300攝氏度，直 至原料被熔製成熔融的流體；三、將熔制完成的流體由熔爐中倒出，並採用急速冷卻方式對其冷卻，形成固化的混合體；四、將固化的混合體進行乾燥；五、對乾燥完成後的混合體進行冷卻；六、對冷卻後的混合體進行粉碎處理；七、對粉碎處理完成後的材料進行包裹處理，採用高分子聚合物為包裹劑，最終得到靜 電琺瑯粉末。
7.根據權利要求6所述的一種靜電琺瑯粉末的製作方法，其特徵在於該靜電琺瑯粉 末的原料種類及重量配比為A、石英50.1%;B、硼砂12.47%;C、密著劑5.6%;D、助熔劑的成份即重量配比為鈉長石為10.87%;鉀長石5. 15%、氟化鈣7.3%、氟矽 酸鈉8，51%。
8.根據權利要求6所述的一種靜電琺瑯粉末的製作方法，其特徵在於所述製作方法 第七步中採用的包裹劑為矽烷或矽氧烷。
9.根據權利要求8所述的一種靜電琺瑯粉末的製作方法，其特徵在於所述製作方法 中第六步中冷卻後的混合體進行粉碎處理，其粉碎後的顆粒度為200目。
全文摘要
本發明涉及琺瑯粉末及其製作方法技術領域，特指一種靜電琺瑯粉末及其製作方法。該靜電琺瑯粉末的原料種類及重量配比為A、石英45-55％；B、硼砂8-18％；C、密著劑4-6％；D、助熔劑21-38％。本靜電琺瑯粉末的優點是1、節省工序，節省能源，無需乾燥。2、可實現兩搪一燒工藝即底釉面釉分次噴搪、一次燒成。3、資源利用率高，粉末通過回收，利用率可高達98％以上。4、無廢水廢氣產生。5、瓷釉中無需添加粘土和各種電解質，燒成後瓷面光潔緻密、氣孔率低，雜點、異色明顯減少。6、噴塗質量優良，瓷面均勻，厚薄一致。7、自動化操作，省工省力，自動化生產。
文檔編號C03C8/14GK101967042SQ20101021455
公開日2011年2月9日 申請日期2010年6月29日 優先權日2010年6月29日
發明者蔡文仁 申請人:蔡文仁