用於給鋁或鋁合金上搪瓷的自身不透明的搪瓷玻璃料的製作方法

2023-05-06 08:13:41

專利名稱：：用於給鋁或鋁合金上搪瓷的自身不透明的搪瓷玻璃料的製作方法
技術領域：
：本發明涉及可用於給鋁或鋁合金上搪瓷的自身不透明的搪瓷玻璃料組合物。從文獻(如，US2467114、DE2244067、DE2119777、US2925351、CA8536671P、CA95174228g)得知很多可用於給鋁製品上搪瓷的搪瓷玻璃料組合物。然而，不能用這些已知的搪瓷玻璃料生產高度不透明的、本身不透明的和耐化學作用的搪瓷。因此，迄今為此一直使用，比如，附加的二氧化鈦的混合料作不透明劑於所謂的碾磨料中，以便如此地獲得不透明的，抗化學作用的在鋁上的搪瓷層。這種以，比如，二氧化鈦形態的碾磨添加劑(最多20％(重量))使得將此二氧化鈦精細地分散在搪瓷層中，而且由於二氧化鈦的高的擴散力而形成掩蓋金屬基體的搪瓷層。與給鋁上搪瓷的搪瓷玻璃料不同，其於二氧化鈦的，用於鋼的自身不透明的搪瓷玻璃料已存在相當長的時間了，但它們不能用於鋁，因為它們在590-650℃的溫度下結晶。本發明的目的在於製造用於鋁或鋁合金的適用的搪瓷玻璃料，用此料就可在鋁上產生自身不透明的，抗化學作用的搪瓷層，而無需在製備該碾磨料(slick)時添加不透明劑形式的碾磨添加劑。該目的用相當特殊組成的搪瓷玻璃料完成。本發明提供了給鋁或鋁合金上搪瓷的自身不透明的，抗化學作用的搪瓷玻璃料組合物，其熱膨脹係數為460-475·10-7K-1，而玻璃化轉變溫度為410-440℃，該料的特徵在於它具有基本上如下的組成32-37％(重量)SiO20-4％(重量)B2O30-3％(重量)Al2O34-9％(重量)Li2O10-18.5％(重量)Na2O9-14％(重量)K2O0-2％(重量)MgO0-2％(重量)SrO0-4％(重量)BaO6-11％(重量)V2O50-3％(重量)P2O50-5％(重量)Sb2O314-21％(重量)TiO20-2％(重量)ZnO0-2％(重量)SnO20-1％(重量)MoO3其中[TiO2+Sb2O3+SnO2+ZnO+Al2O3]與[Li2O+Na2O+K2O]的量之比為0.52-0.82。該搪瓷玻璃料優選有以下組成32.5-36.4％(重量)SiO20-3.2％(重量)B2O30.1-2.4％(重量)Al2O34-8.5％(重量)Li2O10-18.5％(重量)Na2O9-14％(重量)K2O0-1％(重量)MgO0-1％(重量)SrO0-2.5％(重量)BaO7-10.4％(重量)V2O51.8-2.9％(重量)P2O50-4.1％(重量)Sb2O314.2-20.4％(重量)TiO20-1.8％(重量)ZnO0-2％(重量)SnO20-0.1％(重量)MoO3其中[TiO2+Sb2O3+SnO2+ZnO+Al2O3]與[Li2O+Na2O+K2O]的量之比為0.53-0.82。該搪瓷玻璃料特別是有以下組成32.5-36.4％(重量)SiO20-2.2％(重量)B2O30.1-0.4％(重量)Al2O35.5-7.5％(重量)Li2O12-17.5％(重量)Na2O10-13％(重量)K2O0-2.5％(重量)BaO7-10.4％(重量)V2O51.8-2.3％(重量)P2O50-4.1％(重量)Sb2O316.3-20.4％(重量)TiO20-0.9％(重量)ZnO0-1.9％(重量)SnO20-0.5％(重量)MoO3其中[TiO2+SnO2+Sb2O3+ZnO+Al2O3]與[Li2O+Na2O+K2O]的量之比為0.56-0.82。用本發明的搪瓷玻璃料組合物，在鋁上上搪瓷之後，就得到高度不透明的，自身不透明的，白色的，抗化學作用的搪瓷層。這種不透明搪瓷層無需在碾磨料中不得不用的另行加入的不透明劑即可獲得。用該特殊的搪瓷玻璃料組合物，即使在低溫(520-570℃)下，也能使存在於此玻璃料中的TiO2部分達到重結晶，從而在520-570℃的燒成溫度期間可產生不透明的白色搪瓷層。通過使用本發明的搪瓷玻璃料組合物，除碾磨料外，不再需要另行混入不透明劑。從而該碾磨料是極易控制的，而且不再象先前那樣不穩定。本發明的搪瓷玻璃料，例如，以所謂的碾磨料的形式和其它碾磨添加劑一起溼塗覆到鋁上，可以塗覆到鋁基體上。最好是在該碾磨料中用100份(重量，以下同)本發明的搪瓷玻璃料、2-10份輔料、0-15份附加的不透明劑、0-15份顏料及50-65份水。在將此碾磨料塗在鋁基體上之後，將後者在520-570℃之間的溫度燒制。得到了有高度遮蓋(覆蓋)力和化學穩定性的自身不透明的搪瓷層。用本發明的搪瓷玻璃料生產的搪瓷具有高的耐酸性和高的遮蓋力。此外，即使在很高溫度下許多天後，它也不顯示出任何脫色的傾向(特別是不變灰或變黃)。此外，用本發明的搪瓷玻璃料可產生相當薄的搪瓷層，而在此情況下，耐酸性不受有害影響或遮蓋力不會不足。這種相當薄的搪瓷有很大的優點在上搪瓷和冷卻後不出現或很少出現裂縫或變形或其它表面缺陷。本發明的搪瓷玻璃料可用已知方法製造。將與該搪瓷玻璃料中的氧化物組分相應的原料進行混合，此後熔融和在水中急冷。該搪瓷玻璃料中的氧化物或在熔融過程中變成該氧化物的化合物被用作原料化合物。在往鋁基體上溼塗覆期間，將本發明的搪瓷玻璃料與其它組分在所謂的碾磨料中混合，然後噴灑在此基體上，或將該基體浸在該碾磨料中。通常用作碾磨添加劑的是各種輔料(硼酸、氫氧化鉀、矽酸鈉、矽膠和/或羧甲基纖維素)、任選地輔助不透明劑(TiO2、SnO2、Sb2O3、ZnO、ZrO2、ZrSiO4)及任選地顏料。在任選地乾燥後，通常在520-570℃燒制2-8分鐘。藉助以下實施例更詳細地說明本發明。實施例製備搪瓷玻璃料在電熔爐混合和熔化適宜的原料製成各種搪瓷玻璃料。在熔化工序之後，將具體的玻璃熔料在水中急冷。在每種情況下此熔化過程於1100-1150℃進行15-30分鐘。熔融的玻璃料的組成見表1和2。製備碾磨料將100份(重量)如上述那樣製備的搪瓷玻璃料，在每種情況下，與4份(重量)硼酸，1份(重量)矽酸鈉、50份(重量)水相混合。碾磨此混合物直至達到這樣的顆粒尺寸留在目尺寸為38μm的篩網上的顆粒不超過2％。將這樣製得的混合物用來給鋁基體上搪瓷。在進一步實驗中，另行將最多15份(重量)的不透明劑與該碾磨料混合。製備搪瓷將如上所述地製得的碾磨料塗在鋁板上，其量是，在上搪瓷後有50-100微米，更好是60-80微米的厚度的層存在。在往鋁板上塗該碾磨料後，將後者乾燥，接著以520-570℃的溫度燒制。燒制過程持續2-8分鐘。本發明的搪瓷玻璃料1-27(表1)提供了有良好化學抗力和遮蓋力的搪瓷層。這種搪瓷層的自身不透明效果優良，而且因該碾磨料中的輔助的不透明劑而更好。50-60μm的搪瓷層厚度是足夠的。現有技術的玻璃料A-P(表2)提供了無遮蓋力的搪瓷層。只有將15份(重量)和更多的不透明劑用於該碾磨料中，及以80μm或更厚的搪瓷層才可得到有良好遮蓋力的搪瓷。如果按上述指導將本發明的這種玻璃料(如1、5、11、21和24)塗在鋁上，而以480°-500℃間的溫度燒制，則所上的搪瓷顯不出或僅顯示弱的自身不透明性。按上述指示將本發明玻璃料1-27塗於鋁上，然後燒制。該所得的上了搪瓷的鋁板在爐中於360℃保持20天。冷下來後測量脫色。用本發明的玻璃料1-27所產生的搪瓷未顯示脫色，而用不是本發明的玻璃料A-P所產生的搪瓷則脫色。表1X＝Al2O3+Sb2O3+TiO2+SnO2+ZnOR2O＝Na2O+K2O+Li2O全部數據以％(重量)計表1(續)X＝Al2O3+Sb2O3+TiO2+SnO2+ZnOR2O＝Na2O+K2O+Li2O全部數據以％(數據)計表2X＝Al2O3+Sb2O3+TiO2+SnO2+ZnOR2O＝Na2O+K2O+Li2O全部數據以％(重量)計權利要求1.用於給鋁或鋁合金上搪瓷的、熱膨脹係數為460-475·10-7K-1而玻璃化轉變溫度為410-440℃的自身不透明的而且抗化學作用的搪瓷玻璃料，其特在於它基本上具有以下組成32-37％(重量)SiO20-4％(重量)B2O30-3％(重量)Al2O34-9％(重量)Li2O10-18.5％(重量)Na2O9-14％(重量)K2O0-2％(重量)MgO0-2％(重量)SrO0-4％(重量)BaO6-11％(重量)V2O50-3％(重量)P2O50-5％(重量)Sb2O314-21％(重量)TiO20-2％(重量)ZnO0-2％(重量)SnO20-1％(重量)MoO3其中[TiO2+Sb2O3+SnO2+ZnO+Al2O3]與[Li2O+Na2O+K2O]的量之比為0.52-0.82。2.權利要求1的搪瓷玻璃料，其特徵為它基本上具有以下組成32.5-36.4％(重量)SiO20-3.2％(重量)B2O30.1-2.4％(重量)Al2O34-8.5％(重量)Li2O10-18.5％(重量)Na2O9-14％(重量)K2O0-1％(重量)MgO0-1％(重量)SrO0-2.5％(重量)BaO7-10.4％(重量)V2O51.8-2.9％(重量)P2O50-4.1％(重量)Sb2O314.2-20.4％(重量)TiO20-1.8％(重量)ZnO0-2％(重量)SnO20-1％(重量)MoO3其中[TiO2+Sb2O3+SnO2+ZnO+Al2O3]與[Li2O+Na2O+K2O]的量之比為0.53-0.82。3.權利要求1的搪瓷玻璃料組合物，其特徵在於該玻璃料基本上具有以下組成32.5-36.4％(重量)SiO20-2.2％(重量)B2O30.1-0.4％(重量)Al2O35.5-7.5％(重量)Li2O12-17.5％(重量)Na2O10-13％(重量)K2O0-2.5％(重量)BaO7-10.4％(重量)V2O51.8-2.3％(重量)P2O50-4.1％(重量)Sb2O316.3-20.4％(重量)TiO20-0.9％(重量)ZnO0-1.9％(重量)SnO20-0.5％(重量)MoO3其中[TiO2+SnO2+Sb2O3+ZnO+Al2O3]與[Li2O+Na2O+K2O]的量之比為0.56-0.82。4.為鋁和鋁合金上搪瓷用的釉漿，其特徵在於該釉漿有如下組成100份(重量)權利要求1的搪瓷玻璃料0-15份(重量)不透明劑2-10份(重量)輔料0-15份(重量)顏料50-65份(重量)水。全文摘要用於給鋁或鋁合金上搪瓷的、熱膨脹係數為460—475·10文檔編號C03C3/062GK1176942SQ96102719公開日1998年3月25日申請日期1996年3月1日優先權日1995年3月2日發明者R·明斯特德特,M·萊韋奧克斯,N·克裡微茨,W·波德斯塔,A·達斯申請人:拜爾公司,伊美爾布呂赫公司