Патент на изобретение №2154036

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭМАЛЕВОГО ПОКРЫТИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к технологии силикатного эмалирования и может быть использовано для нанесения покрытий на стальные детали изделий бытового назначения, например стиральных машин, газовых плит, микроволновых печей, посуды и т. д. Сущность изобретения заключается в том, что в шликер вводят базальт системы SiO₂-Me₂O₃-RO-R₂O в количестве 10 – 60% от массы фритты и окись или закись никеля в количестве 0,2 – 1,5% от общей массы фритты и базальта. Технический результат изобретения заключается в снижении производственных затрат, расширении сырьевой базы и улучшении охраны окружающей среды. 1 табл.

Изобретение относится к технологии силикатного эмалирования и может быть использовано для нанесения покрытий на стальные детали изделий бытового назначения, например, стиральных машин, газовых плит, микроволновых печей, посуды и т.д.

Известен способ получения силикатного покрытия, включающий приготовление и нанесение шликера на металл с последующей сушкой и обжигом покрытия [1,2].

Известно, что с помощью вводимых в шликер мельничных добавок (заправочных средств и тугоплавких неметаллических материалов) возможно регулировать свойства не только эмалевого шликера, но и готового покрытия: цвет, блеск, заглушенность, химическую устойчивость, коэффициент термического расширения и др. [2,3]. Так например, для расширения интервала обжига грунтового покрытия используют кварцевый песок и фторосодержащие соединения (CaF₂, Na₂SiF₆, Na₃AlF₆) в количестве 5-40% от массы фритты. Кроме того, расширение интервала обжига и улучшение качества покрытия достигается путем смешения двух или более грунтовых фритт разного химического состава и с разной температурой размягчения. Причем при размоле смешивают более тугоплавкую фритту с легкоплавкой [I, с.95-96, 131-138].

В производственной практике чаще всего в качестве тугоплавкой фритты используют грунт N 601, содержащий, мас. %: SiO₂ – 44,95; Al₂O₃-2,5; TiO₂-2,0; Na₂O-22,51; Fe₂O₃-1,5; B₂O₃-9,5; MnO₂-2,0; Ni₂O₃-0,99; CaF₂-14,17, который смешивают при помоле с легкоплавкой фриттой [l]. Способ получения эмалевого покрытия, включающий введение при помоле в шликер грунта N601, нанесение шликера, сушку и обжиг покрытия, является по своей сущности наиболее близким аналогом предложенного изобретения.

К недостаткам известного способа можно отнести то, что для улучшения технологических свойств шликера и получения качественных покрытий в состав шликера вводят сильнотоксичные соединения фтора или тугоплавкие фторосодержащие фритты.

Использование фторосодержащих соединений или фритт при приготовлении шликера приводит к ухудшению условий охраны окружающей среды. Кроме того, для плавки многофторосодержащих тугоплавких фритт требуется больше энергозатрат и увеличение расхода относительно дорогостоящих химикатов: буры, борной кислоты, кальцинированной соды, натриевой и калиевой селитр, оксидов алюминия, кобальта, никеля, железа и др. Это приводит к удорожанию эмалируемых изделий.

Задачей, которую решает предлагаемое изобретение, является снижение токсичности, тепло- и материальных затрат, расширение сырьевой базы используемых материалов в эмальпроизводстве, а также улучшение качества покрытия.

Сущность изобретения заключается в том, что согласно предлагаемому способу получения эмалевого покрытия, включающего приготовление и нанесение шликера с последующей сушкой и обжигом покрытия, в шликер дополнительно, в качестве мельничной добавки, вводят базальт системы SiO₂-Me₂O₃-RO-R₂O в количестве 10. ..60% от массы фритты и окись или закись никеля в количестве 0,2…1,5% от общей массы фритты и базальта.

Базальт представляет собой распространенную изверженную горную породу, имеющую полиминеральный состав, нетугоплавкую и химически стойкую к большинству кислот и оснований. В предложенном способе был использован базальт системы SiO₂-Me₂O₃-RO-R₂O различных месторождений и различного состава. Например, базальт месторождения Иваново-Долинское (Украина) содержит, мас.%: SiO₂ – 48,87; Al₂O₃ – 14,97; Fe₂O₃ – 8,47; FeO – 6,39, CaO – 8,34; MgO – 5,83; TiO₂ – 2,79; MnO₂ – 0,80; Na₂O – 1,50; K₂O – 0,75; SO₃ – 0,25; CO₂ – 0,20; п. п. п. (потери при прокаливании) – 2,56. Базальт месторождения Берестовецкое (Украина) содержит, мас.%: SiO₂ – 49,03; Al₂О₃ – 12,59; Fe₂O₃ – 3,88; FeO – 10,15; CaO – 9,53; MgO – 5,47; TiO₂ – 2,85; MnO₂ – 0,60; Na₂O – 2,34; К₂O – 0,66; SO₃ – 0,16; CO₂ – 0,21; п.п.п. – 2,59.

Технический результат изобретения заключается в снижении производственных затрат, расширении сырьевой базы и улучшении охраны окружающей среды.

Для получения покрытия варят фритту, гранулируют ее мокрым способом, приготавливают из нее шликер, причем при помоле в шликер, кроме обычных заправочных средств, вводят базальт системы SiO₂-Me₂O₃-RO-R₂O в количестве 10. . . 60% от массы фритты и окись или закись никеля в количестве 0,2…1,5% от общей массы фритты и базальта, наносят шликер на металл, полученное покрытие сушат и обжигают. Полученный шликер, содержащий базальт и оксиды никеля, обладает хорошими реологическими свойствами и кроющей способностью. Его можно наносить как окунанием, обливом, так и пульверизацией. При сушке усадка слоя незначительна. Высушенный слой получается прочным, с хорошей адгезией к металлу. При обжиге образующаяся эмаль обладает хорошей смачиваемостью металлической поверхности, а также хорошей растекаемостью и адгезией.

Примеры осуществления изобретения
Пример 1. Фритту, содержащую, мас.%: SiO₂ – 34,21; Al₂O₃ – 4,00; TiO₂ – 1,40; Na₂O – 26,14; Fe₂O₃ – 4,51; B₂O₃ – 21,00; MnO₂ – 5,58; P₂O₅ – 1,90; Co₂O₃ – 0,35; Ni₂O₃ – 0,91, размалывают мокрым способом в шаровой мельнице, причем при помоле в шликер, кроме заправочных средств, вводят базальт системы SiO₂-Me₂O₃-RO-R₂O в количестве 10% от массы фритты и окись или закись никеля в количестве 0,25 от общей массы фритты и базальта, после чего полученный шликер наносят на эмалируемое изделие, сушат и обжигают покрытие.

Пример 2. Из фритты, содержащей, мас.%: SiO₂ – 36,0; Na₂O – 20,0; Fe₂O₃ – 7,0; B₂O₃ – 22,0; MnO₂ – 2,0; K₂O – 4,0; Li₂O – 1,0; ZrO₂ – 5,0; NiO – 3,0, готовят покрытие, как в примере 1. В шликер вводят 33,4% базальта от массы фритты и окись или закись никеля в количестве 0,2% от общей массы фритты и базальта.

Пример 3. Из фритты, содержащей, мас.%: SiO₂ – 33,8; B₂O₃ – 24,2; Al₂O₃ – 5,1; CaO – 7,9; Na₂O – 21,8; CoO – 0,2; NiO – 1,8; F – 5,0 и фритты, содержащей, мас. %: SiO₂ – 38,6; B₂O₃ – 20,2; Al₂O₃ – 6,8; CaO – 8,0; Na₂O – 21,1; CoO – 0,2; NiO – 1,5; Mn₂O₃ – 0,4; F – 3,2, взятых в соотношении 1:1, готовят покрытие, как в примере 1. В шликер вводят 50% базальта от массы фритты и 1% окиси или закиси никеля от общей массы фритты и базальта.

Пример 4. Из фритты состава по примеру 2 готовят покрытие согласно примеру 1. В шликер вводят 60% базальта от массы фритты и 1,5% окиси или закиси никеля от общей массы фритты и базальта.

Пример 5. Из фритты состава по примеру 2 готовят покрытие согласно примеру 1. В шликер вводят 10% базальта от массы фритты и 0,2% окиси или закиси никеля от общей массы фритты и базальта.

Свойства полученных покрытий представлены в нижеследующей таблице.

Экспериментальные данные показывают, что после обжига покрытия, полученные путем введения в шликер эмалей 10…60% базальта от массы фритты и 0,2. . . 1,5% окиси или закиси никеля от общей массы фритты и базальта, характеризуются удовлетворительным внешним видом, сплошностью и улучшенными физико-химическими свойствами.

Использование предлагаемого способа позволяет получить качественные покрытия, снизить производственные затраты, расширить сырьевую базу эмальпроизводства и улучшить условия охраны окружающей среды.

Источники информации
1. Эмалирование металлических изделий. Под редакцией В.В.Варгина, М.-Л.: Гос. научно-техническое издательство машиностроительной литературы. 1962, стр.93-101, 131-138, 147-171,189-198.

2. Эмалирование металлических изделий, 2-е изд. дополненное и переработанное под общей редакцией В.В.Варгина. Л.: Машиностроение, 1972, стр. 495 с илл.

3. А.Петцольд и П.Пешманн. Эмаль и эмалирование. Справочник. Пер. с нем. М.: Металлургия, 1990, стр.99-101, 133, 150-160.

Формула изобретения

Способ получения эмалевого покрытия, включающий приготовление и нанесение шликера с последующей сушкой и обжигом покрытия, отличающийся тем, что в шликер вводят базальт системы SiO₂ – Me₂O₃ – RO – R₂O в количестве 10 – 60% от массы фритты и окись или закись никеля в количестве 0,2 – 1,5% от общей массы фритты и базальта.

РИСУНКИ