专利名称：单层可剥离陶瓷辊棒涂料及所得的陶瓷辊棒的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能够延长陶瓷辊棒使用寿命的陶瓷辊棒涂料以及采用该涂料所制得的陶瓷辊棒，更具体地讲，本发明涉及一种可以单层上浆、烧后可以剥离的陶瓷辊棒涂料以及采用该涂料所制得的陶瓷辊棒。
背景技术：
建筑陶瓷厂一般采用辊道窑烧制陶瓷墙地砖。在辊道窑生产工艺中，陶瓷辊棒是支承和传送烧成产品的关键部件，而且是高值易耗品。在陶瓷生产过程中，存在着坯底粉、釉滴粘等杂质粘连陶瓷辊棒以及有害气体侵蚀辊棒棒体从而降低陶瓷辊棒使用寿命的问题，特别是生产釉面砖、玻化砖的窑炉，由于表面杂质粘连严重，平均每半个月或更短时间就需要更换或清理一次辊棒，传统的辊棒清理方法是采用砂轮打磨，在使用砂轮打磨辊棒上的结疤、釉滴的过程中，既费时，又耗能，产生的粉尘污染和噪音污染也很大，而且打磨还会对辊棒棒体造成直接损伤，一般来说，在打磨过程中，辊棒的损耗可达10-20％。
为了降低陶瓷辊棒的损耗率，延长其使用寿命和减少打磨更换可次数，可以使用涂料来保护陶瓷辊棒。目前所使用的涂料基本上以工业氧化铝和粘土为主，这样的涂料存在以下几方面的缺点一是在1000-1250℃之间没有烧结，由这种涂料所形成的涂层具有疏松的结构，因而强度和耐磨性较差，砖坯在运行过程中与涂层产生相互磨擦，使得涂层在较短的时间内就被磨掉，失去了保护辊棒的作用；二是由于这种涂料所形成的涂层结构疏松，孔隙率大，釉滴容易渗过涂层而与辊棒棒体粘结，形成结疤，而这种结疤只能用砂轮才能打磨掉同样损伤辊棒；三是由这种涂料经高温烧成的涂层易与辊棒粘结为一体，在除去粘釉的涂层时不得不采取砂轮打磨的方法。
中国专利97209130.0中公开了一种带两层保护层的陶瓷辊棒，这种两层结构的涂层在烧结后具有一定的强度和致密度，可以阻挡釉滴渗过而与辊棒棒体粘连，而且冷却后容易从棒体上剥离，无需砂轮打磨，从而可防止辊棒损伤。但这种技术也有其自身的缺点，如涂层是多层结构，涂料需要分步涂到辊棒上，即需要先在棒体上涂敷底层涂料，待其干燥后再涂敷面层涂料，而且底、面层涂料的厚度控制要求严格，若控制不当，则达不到预想的效果。该申请人的这项技术的使用操作相对复杂，所以，目前其在市场上的占有率不是很大。
发明内容
为了解决现有技术所存在的上述不足问题，本发明提出了一种能在陶瓷辊棒表面上形成可剥离的、单层保护层的涂料，该涂料中主要含有氧化铝、二氧化钛、碳酸钙、粘土和二氧化硅等物质；少量的杂质，只要其不影响保护层的性能和陶瓷辊棒的性能，也是可以存在的。当然，杂质的含量不宜过高，以免影响涂料的使用和烧后性能。
上述涂料中的氧化铝可以是任何晶型的氧化铝，如α-Al2O3、η-Al2O3、γ-Al2O3等，但优选的氧化铝是γ-Al2O3。在窑内的高温运行时，上述涂料保护层中的γ-Al2O3会部分或者全部发生相变，形成α-Al2O3，从而得到一体结构的、致密的、高强度的保护层。
上述涂料中的γ-Al2O3可以通过使用铝矾土、工业氧化铝等原料而获得，也可以通过使用其它γ-Al2O3原料而获得。
上述涂料中的二氧化钛可以通过使用钛白粉、金红石型二氧化钛或锐钛型二氧化钛等原料而获得，也可以通过使用其它的二氧化钛原料而获得。一种优选的方式是采用铝矾土，因为铝矾土中除含有约92％的γ-Al2O3外，还含有约4-6％的二氧化钛。通过使用铝矾土作为涂料的一种原料，可以同时在涂料中获得氧化铝组分和二氧化钛组分。
上述涂料中的碳酸钙可以通过使用轻质碳酸钙粉、重质碳酸钙粉、沉淀碳酸钙粉、方解石或白垩土等原料而获得，优选使用轻质碳酸钙粉。
上述涂料中的二氧化硅可以通过使用石英粉或粘土等原料而获得，优先使用粘土，不足部分使用石英粉。
以干态的涂料重量计，二氧化钛在涂料中的重量百分含量一般控制在2-12％的范围内，优选为4-10％。
以干态的涂料重量计，涂料中氧化铝、二氧化钛、碳酸钙和二氧化硅具有如下的重量比(氧化铝+二氧化钛)∶碳酸钙∶二氧化硅＝6-8∶1.5-2.5∶0.5-1.5，优选的重量比例为(氧化铝+二氧化钛)∶碳酸钙∶二氧化硅＝6.5-7.8∶1.8-2.2∶0.8-1.5。
本发明的涂料应当具有适当的粒度，以便制备涂料浆以及使保护层具有合适的粗糙度。一般来说，以筛网目数计，涂料的粒度控制在不大于250目的范围内，如采用325目进行过筛时筛余物＜0.5g。
上述涂料中，在1300℃以下，其所含成分氧化铝、二氧化钛、碳酸钙和二氧化硅不会对陶瓷辊棒本身造成侵蚀影响。在窑内运行过程中，这些成分不与辊棒棒体发生反应，不会改变辊棒原有的结构特性，从而防止了辊棒出现“玻化”现象。
采用本发明的涂料在陶瓷辊棒上形成保护层后，随着陶瓷辊棒在窑内高温下的使用，上述保护层中的γ-Al2O3会部分或者全部发生相变，形成α-Al2O3，从而得到一体结构的、致密的、高强度的保护层；这样的保护层具有相当的强度和致密度，能够阻挡釉滴渗过涂层与棒体粘结，同时能够经受砖坯的长期摩擦而不被磨掉。另外，在高温使用的过程中，碳酸钙和二氧化硅会部分地或全部地发生反应，形成硅酸钙；而硅酸钙在冷却降温过程中因晶型转变而具有体积膨胀效应，冷却后保护层中产生微裂纹，通过轻轻敲打即可容易地从棒体上剥落，基本上不需要砂轮打磨即可以清理辊棒表面的结疤和釉滴等杂质，既省时，又没有粉尘和噪音污染，而且大大降低了辊棒的损耗率，延长其使用寿命。
另一方面，本发明还提供了一种带有保护层的陶瓷辊棒，所说的保护层在所述陶瓷辊棒冷却后能够被容易地剥离，该保护层在高温使用前其主要组分为氧化铝、二氧化钛、碳酸钙和二氧化硅，而在高温使用后，其主要组分为氧化铝、二氧化钛、氧化钙和二氧化硅。
上述的陶瓷辊棒中，在高温使用前其保护层的厚度一般可控制在0.8-2.0mm之间，优选控制在1.0-1.4mm之间。
上述陶瓷辊棒的保护层中，氧化铝、二氧化钛、碳酸钙和二氧化硅具有如下的重量比(氧化铝+二氧化钛)∶碳酸钙∶二氧化硅＝6-8∶1.5-2.5∶0.5-1.5，优选的重量比例为(氧化铝+二氧化钛)∶碳酸钙∶二氧化硅＝6.5-7.8∶1.8-2.2∶0.8-1.5。
下面通过实施例来进一步说明本发明，但这些实施例只是本发明的一些具体实施方案，并非是对本发明的限制。
实施例1将(铝钒土+工业氧化铝+钛白粉)、轻质碳酸钙粉和(粘土+石英粉)按6.5∶2∶1.5的重量比混合，配制成相对密度为1.80-1.95g/cm3、含水率为32-36％的涂料浆料。该涂料经325目筛子过筛后筛余物＜0.5g。所用铝钒土中含约92％的γ-Al2O3外，还含有约5％的二氧化钛。采用上述的涂料浆料对陶瓷辊棒上浆，淋、刷三到四遍，然后将涂有上述涂料的陶瓷辊棒自然凉干或放在窑炉内烘干。干燥后由上述涂料所形成的保护层的厚度约为1.2mm。带保护层的辊棒在窑炉高温段15天使用后，涂层表面粘坯料颗粒和釉滴少，冷却后涂层表面存在微裂纹，轻敲易剥落；辊棒热稳定性好，断棒、裂棒现象明显减少。
实施例2按实施例1相同的方法配制涂料和在陶瓷辊棒上形成保护层，只不过(铝钒土+工业氧化铝+钛白粉)、碳酸钙粉和(粘土+石英粉)的混合比例为7.0∶1.8∶1.2，干燥后涂料所形成的保护层厚度为1.2mm。
实施例3按实施例1相同的方法配制涂料和在陶瓷辊棒上形成保护层，只不过(铝钒土+工业氧化铝+钛白粉)、碳酸钙粉和(粘土+石英粉)的混合比例为7.7∶1.5∶0.8，干燥后涂料所形成的保护层厚度为1.0mm。
实施例4按实施例1相同的方法配制涂料和在陶瓷辊棒上形成保护层，只不过(铝钒土+工业氧化铝+钛白粉)、碳酸钙粉和(粘土+石英粉)的混合比例为7.2∶1.6∶1.2，干燥后涂料所形成的保护层厚度为0.8mm。
实施例5按实施例1相同的方法配制涂料和在陶瓷辊棒上形成保护层，只不过(铝钒土+工业氧化铝+钛白粉)、碳酸钙粉和(粘土+石英粉)的混合比例为6.8∶2.0∶1.2，干燥后涂料所形成的保护层厚度为1.4mm。
实施例6按实施例1相同的方法配制涂料和在陶瓷辊棒上形成保护层，只不过用沉淀碳酸钙粉末代替轻质碳酸钙粉末。
权利要求
1.一种用于陶瓷辊棒保护层的陶瓷辊棒涂料，该涂料在涂于陶瓷辊棒表面经高温烧成后，能从辊棒表面剥离而不与陶瓷辊棒粘连；其特征在于，该涂料中含有氧化铝、二氧化钛、碳酸钙和二氧化硅。
2.如权利要求1所述的陶瓷辊棒涂料，其特征在于，所述的氧化铝为γ-Al2O3。
3.如权利要求1所述的陶瓷辊棒涂料，其特征在于，所述的氧化铝选自于工业氧化铝、铝矾土和粘土。
4.如权利要求1或2所述的陶瓷辊棒涂料，其特征在于，所述的二氧化钛选自于铝矾土和钛白粉。
5.如权利要求1或2所述的陶瓷辊棒涂料，其特征在于，所述的二氧化钛在所述涂料中的重量百分含量为2-12％。
6.如权利要求1或2所述的陶瓷辊棒涂料，其特征在于，所述涂料中氧化铝、二氧化钛、碳酸钙和二氧化硅具有如下的重量比(氧化铝+二氧化钛)∶碳酸钙∶二氧化硅＝6-8∶1.5-2.5∶0.5-1.5。
7.如权利要求1或2所述的陶瓷辊棒涂料，其特征在于，所述涂料的粒度以目数计不大于250目。
8.一种带有单层保护层的陶瓷辊棒，该保护层在所述陶瓷辊棒冷却后能够被剥离，其特征在于，所述的保护层中含有氧化铝、二氧化钛、碳酸钙和二氧化硅。
9.如权利要求8所述的陶瓷辊棒，其特征在于，所述保护层的厚度在0..8-2.0mm之间。
10.如权利要求8所述的陶瓷辊棒，其特征在于，所述保护层中氧化铝、二氧化钛、碳酸钙和二氧化硅具有如下的重量比(氧化铝+二氧化钛)∶碳酸钙∶二氧化硅＝6-8∶1.5-2.5∶0.5-1.5。
全文摘要
本发明公开了一种陶瓷辊棒涂料以及采用这种涂料作保护层的陶瓷辊棒，该涂料中或保护层含有氧化铝、二氧化钛、碳酸钙和二氧化硅。本发明的保护层具有较好的强度和致密度，能够防止坯粉、釉滴粘连陶瓷辊棒以及减少有害气体侵蚀辊棒棒体而降低陶瓷辊棒的热稳定性，特别是只需单层结构，上浆操作简单，烧后涂层较为容易地从棒体上剥离，从而能够大大降低陶瓷棍棒的损耗率。
文档编号C04B41/87GK1566028SQ0313964
公开日2005年1月19日 申请日期2003年7月1日 优先权日2003年7月1日
发明者陈兴清, 万冬梅, 彭刚, 冯斌 申请人:广东佛陶集团金刚新材料有限公司