一种高韧性搪瓷涂层的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及热水器内胆用搪瓷涂层，具体涉及一种具有较高韧性的搪瓷涂层。
【背景技术】
[0002]搪瓷热水器内胆起源于美国，搪瓷内胆是内表面烧结有搪瓷涂层的内胆，搪瓷内胆经发泡后即可作为搪瓷水箱使用，可适用于太阳能热水器、空气能热水器以及电热水器等。搪瓷内胆由于其在防腐方面的优越性能以及具有承压耐用、防吸瘪、水质洁净等特性正在取代其他内胆而成为热水器内胆的主力。多年研宄和实践表明，除了酸、碱能够腐蚀搪瓷表面外，水对搪瓷表面也是有腐蚀的，且随着水的纯度增加而增加，腐蚀的速度随着水温的升高而增加，在超过沸点时达到最大。电热水器的加热水温容易控制，但太阳能热水器作业受自然条件的限制一般加热条件比较苛刻，如果温度控制不好，在夏天强烈的太阳光下，水箱内水的加热温度能够逼近100°C甚至高于此温度，极容易缩短搪瓷内胆的使用寿命。基于前述现状，本领域技术人员需要对现有热水器用搪瓷内胆的搪瓷涂层作进一步改进以提高其耐水腐蚀性能。
[0003]另一方面，搪瓷内胆在使用时还要承受进出水管的冷热水进出压力骤变以及瞬间产生的温差急变，容易诱发搪瓷层发生瓷身裂纹，甚至造成搪瓷层破损，且这种裂纹或破损尤其容易在内胆封头和桶身的搭接焊缝处发生，如图1、图2所示。此外，现有搪瓷内胆在运输过程中由于搪瓷层韧性差也极容易出现碰撞瓷裂的现象，而影响搪瓷内胆的使用寿命。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种热水器内胆用搪瓷涂层，使相应的搪瓷内胆具有更高的韧性，不仅能够提高搪瓷内胆的抗热急变性能及抗水压骤变性能，而且亦能克服运输过程中因碰撞而导致瓷裂的缺陷。
[0005]本发明解决上述问题所采用的技术方案为:一种高韧性搪瓷涂层，包括:瓷层基料和磨加物，
所述瓷层基料的质量份配比如下:
S1250 ?52
Al2O3O ?1.0
ZrO23 ?8
T122 ?5
B2O310 ?12
Li2O2 ?3
Na2O14 ?16
CaF22 ?4
Na2SiF6 I ?3 CoOI ?1.5 N10.2 ?0.4
MnO0.3 ?0.5 ;
所述磨加物的质量份配比如下:
釉料100
石英砂15?25
纳米增韧剂 5?10 碳酸镁0.5?I
五水硼砂 0.3?0.5 铝酸钠0.3?0.5
亚硝酸钠 0.2?0.4，
所述纳米增韧剂包括60?80 (wt) %的纳米ZrO；^P 20?40 (wt) %纳米Al 203，两组分之和为100%。
[0006]本发明搪瓷涂层的磨加物中添加有纳米增韧剂，经过大量试验，利用纳米ZrOjP纳米Al2O3的量子尺寸效应、量子表面效应和量子隧道效应，在与其他物料混合烧成搪瓷涂层能够提高物料的分散性、均匀性，在烧成后，纳米粒子能够显著提高搪瓷涂层的韧性，纳米氧化锆的晶粒尺寸为25?55nm且分散性极高，纳米氧化铝的晶粒尺寸为50?200nm不等且具有多孔结构，两者按照一定比例复合后能够实现更大比表面积和多孔的三维微观结构，多次试验显示该微观结构能够有效地吸收分担更多的外界冲击能，防止基体裂纹的产生或扩展，使瓷层表现出更高的韧性。同时纳米氧化锆和氧化铝的加入又使各物料间更加均匀，对最终瓷层的刚性也有提高作用，因此，本发明的高韧性搪瓷层不仅具有较好的抗热急变性能以及抗水压骤变性能，而且同时克服了运输过程中因碰撞导致破裂的缺陷。
[0007]与现有技术相比，本发明的优点在于:本发明提供了一种热水器搪瓷内胆的搪瓷涂层配料，通过添加纳米ZrO2和纳米Al 203，显著提高了瓷层的韧性，提高搪瓷内胆的抗热急变性能及抗水压骤变性能，同时能够克服因碰撞导致瓷裂的缺陷。
[0008]
【附图说明】
[0009]图1为搪瓷内胆的焊接结构；
图2为图1中A部放大图；
I夹套、2筒体、3封头。
【具体实施方式】
[0010]以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
[0011]实施例1
一种高韧性搪瓷涂层包括:瓷层基料和磨加物，
所述瓷层基料的质量份配比如下:
S1250
Al2O31.0
ZrO25 T122
B2O310
Li2O3
Na2O15
CaF22
Na2SiF6 2 CoO1.5
N10.3
MnO0.3 ；
所述磨加物的质量份配比如下:
釉料100
石英砂25
纳米增韧剂 5 碳酸镁0.5
五水硼砂 0.5 铝酸钠0.3
亚硝酸钠 0.3，
其中，纳米增韧剂包括80 (wt) %的纳米ZrOjP 20 (wt)%的纳米Al 203，纳米ZrO^晶粒尺寸为25?55nm且分散性极高，纳米Al2O3的晶粒尺寸为50?200nm不等且具有多孔结构。
[0012]采用上述配比的搪瓷涂层与金属内胆烧成热水器用搪瓷内胆，烧成温度为860°C，经180°弯折检测，不掉瓷，具有较高的韧性。经反复进出水疲劳检测，具有较高的抗进出水压力骤变性能以及抗热急变性能，由于瓷层自身韧性得到了显著的提高，亦克服了运输过程中因碰撞导致的破裂缺陷。
[0013]实施例2
一种耐高温热水腐蚀的高韧性搪瓷涂层包括:瓷层基料和磨加物，
所述瓷层基料的质量份配比如下:
S1252
ZrO28
T125
B2O312
Li2O2
Na2O14
CaF22
Na2SiF6 3 CoOI
N10.2
MnO0.4 ；
所述磨加物的质量份配比如下: 釉料100
石英砂22
纳米增韧剂 7 碳酸镁0.8
五水硼砂0.3
铝酸钠0.5
亚硝酸钠0.4，
其中，纳米增韧剂包括80 (wt) %的纳米ZrOjP 20 (wt)%的纳米Al 203，纳米ZrO^晶粒尺寸为25?55nm且分散性极高，纳米Al2O3的晶粒尺寸为50?200nm不等且具有多孔结构。
[0014]采用上述配比的搪瓷涂层与金属内胆烧成热水器用搪瓷内胆，烧成温度为860°C，经180°弯折检测，不掉瓷，具有较高的韧性。经反复进出水疲劳检测，具有较高的抗进出水压力骤变性能以及抗热急变性能，由于瓷层自身韧性得到了显著的提高，亦克服了运输过程中因碰撞导致的破裂缺陷。
[0015]实施例3
一种耐高温热水腐蚀的高韧性搪瓷涂层包括:瓷层基料和磨加物，
所述瓷层基料的质量份配比如下:
S1250
Al2O30.8
ZrO23
T124
B2O310
Li2O3
Na2O16
CaF24
Na2SiF6I
CoO1.5
N10.4
MnO0.5 ；
所述磨加物的质量份配比如下:
釉料100
石英砂18
纳米增韧剂 10 碳酸镁I
五水硼砂0.5
铝酸钠0.3
亚硝酸钠0.4，
其中，纳米增韧剂包括80 (wt) %的纳米ZrOjP 20 (wt)%的纳米Al 203，纳米ZrO^晶粒尺寸为25?55nm且分散性极高，纳米Al2O3的晶粒尺寸为50?200nm不等且具有多孔结构。
[0016]采用上述配比的搪瓷涂层与金属内胆烧成热水器用搪瓷内胆，烧成温度为860°C，经180°弯折检测，不掉瓷，具有较高的韧性。经反复进出水疲劳检测，具有较高的抗进出水压力骤变性能以及抗热急变性能，由于瓷层自身韧性得到了显著的提高，亦克服了运输过程中因碰撞导致的破裂缺陷。
【主权项】
1.一种高韧性搪瓷涂层，其特征在于，包括:瓷层基料和磨加物， 所述瓷层基料的质量份配比如下: S1250 ?52 Al2O3O ?1.0 ZrO23 ?8 T122 ?5 B2O310 ?12 Li2O2 ?3 Na2O14 ?16 CaF22 ?4 Na2SiF6 I ?3 CoOI ?1.5 N10.2 ?0.4 MnO0.3 ?0.5 ; 所述磨加物的质量份配比如下: 釉料100 石英砂15?25 纳米增韧剂 5?10 碳酸镁0.5?I 五水硼砂 0.3?0.5 铝酸钠0.3?0.5 亚硝酸钠 0.2?0.4， 所述纳米增韧剂包括60?80 (wt) %的纳米ZrO；^P 20?40 (wt) %纳米Al 203，两组分之和为100%。
【专利摘要】本发明涉及高韧性搪瓷涂层包括：瓷层基料和磨加物，瓷层基料的质量份配比如下：SiO250～52，Al2O3 0～1.0，ZrO23～8，TiO2 2～5，B2O310～12，Li2O 2～3，Na2O14～16，CaF2 2～4，Na2SiF61～3，CoO 1～1.5，NiO 0.2～0.4，MnO0.3～0.5；磨加物的质量份配比如下：釉料100，石英砂15～25，纳米增韧剂5～10，碳酸镁0.5～1，五水硼砂0.3～0.5，铝酸钠0.3～0.5，亚硝酸钠0.2～0.4，纳米增韧剂包括60～80（wt）%纳米ZrO2和20～40（wt）% 纳米Al2O3。显著提高了瓷层的韧性，提高搪瓷内胆的抗热急变性能及抗水压骤变性能，同时能够克服因碰撞导致瓷裂的缺陷。
【IPC分类】C03C8/14
【公开号】CN104891807
【申请号】CN201510220006
【发明人】余献忠
【申请人】江阴硅普搪瓷有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月4日