蔡鍵烯

(廣東健誠(chéng)高科玻璃制品股份有限公司 廣東 潮州 521000)

日用玻璃陶瓷是采用礦物原料和化工原料的復(fù)合材料配制熔化制成的日用制品，如餐飲具等，外觀近似日用陶瓷。日用玻璃陶瓷的制備工藝近似于玻璃制品，原料經(jīng)1 450 ℃熔煉，成形之后進(jìn)行退火等工藝處理。日用玻璃陶瓷不是完全的鈉鈣或硼硅玻璃，制品中存在大量的微晶，也可稱為微晶玻璃。

日用玻璃陶瓷的成形采用離心甩制或壓制等方法。由于制品與模具磨擦以及冷熱變化，在制品表面會(huì)存在大量的納米級(jí)到微米級(jí)裂紋。這些裂紋易于使制品應(yīng)力集中而降低制品的強(qiáng)度、抗熱震性，也影響制品的光潔度。

行業(yè)中針對(duì)日用玻璃制品表面的微細(xì)裂紋消除問題，曾做了多次試驗(yàn)，也取得了一些效果，有物理的方法，也有化學(xué)的方法。由于日用玻璃陶瓷是在生產(chǎn)線上連續(xù)式生產(chǎn)，消除裂紋的方法必須與生產(chǎn)工藝相適應(yīng)，而且不能使制品中的微晶產(chǎn)生較大變化。因而，采用的方法必須具有針對(duì)性和適用性。筆者對(duì)采用蒸涂方法的研究進(jìn)行論述和分析。

1 研究?jī)?nèi)容

利用有機(jī)錫化合物涂料，在成形后帶有高溫的制品表面蒸涂上納米級(jí)涂料并形成氧化錫涂層，涂層已滲透入制品表面的微小裂紋中。氧化錫涂層是透明而且無毒耐腐蝕，對(duì)制品表面起到包覆和防護(hù)作用，也產(chǎn)生一定的壓應(yīng)力。

其方法和機(jī)理是：在制品成形機(jī)和退火窯之間的行列機(jī)輸送網(wǎng)帶上安裝熱端蒸涂裝置。涂料通過加料泵泵入到噴涂系統(tǒng)，通過加熱使材料達(dá)到沸點(diǎn)并使其完全霧化。涂料蒸涂與循環(huán)氣流混合，自動(dòng)導(dǎo)熱并附著在帶有高溫的制品表面，并在生產(chǎn)線上控制在500～600 ℃作用下氧化形成均勻透明的涂層。該涂層是納米級(jí)的，因而在制品表面肉眼觀察不到。

1.1 涂料材料的選用及配比

涂料的用料包括：四丁基錫24%；四氯化錫36%；正庚烷10%；去離子水30%；特丁基對(duì)苯二酚0.1%～0.3%；油酸丁酯或油酸辛酯0.1%～0.3%。

1.2 涂料制備

1)裝料。在反應(yīng)容器中按四丁基錫∶四氯化錫為2∶3的比例分別放四丁基錫與四氯化錫。

2)密封。對(duì)裝料后的反應(yīng)容器中沖入惰性氣體，使惰性氣體置換出反應(yīng)容器內(nèi)的氧氣后將反應(yīng)容器進(jìn)行密封處理。

3)恒溫反應(yīng)。將密封后的反應(yīng)容器緩慢升溫至130 ℃并恒溫反應(yīng)5 h，獲得丁基氯化錫混合溶液。

4)加料。按丁基氯化錫混合溶液∶正庚烷∶去離子水為6∶1∶3的比例，往反應(yīng)容器中加入正庚烷與去離子水，獲得混合液A。

5)提取。對(duì)混合液A進(jìn)行均勻攪拌，攪拌時(shí)間為1 h，后靜止分液，提取下層液體，獲得混合液B。

6)蒸餾。將混合液B放置到2.67 kPa的條件下進(jìn)行減壓蒸餾，收集100 ℃的蒸餾組成，獲得蒸餾液。

7)成品制備。往蒸餾液中加入占總量0.1%～0.3%的油酸丁酯或油酸辛酯與占總量0.1%～0.3%特丁基對(duì)苯二酚，進(jìn)行均勻攪拌，制成蒸涂涂料。

1.3 蒸涂裝置

蒸涂裝置見圖1、圖2和圖3。

圖1 裝置側(cè)面結(jié)構(gòu)圖

1-底座 2-蒸涂網(wǎng)帶 3-加熱循環(huán)結(jié)構(gòu) 31-加熱壁 32-循環(huán)箱 33-通風(fēng)風(fēng)柵 34-加熱棒 35-分隔箱 36-鼓風(fēng)口 37-鼓風(fēng)機(jī) 38-循環(huán)風(fēng)機(jī) 39-熱電偶 4-蒸涂高度控制結(jié)構(gòu) 41-安裝架 42-下壓風(fēng)機(jī) 43-風(fēng)道 5-抽余結(jié)構(gòu) 51-抽余風(fēng)機(jī) 52-抽余管道 53-抽余孔 6-涂料管 61-霧化噴頭 7-封閉罩 8-隔板 9-高溫制品。

本裝置是結(jié)合企業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)線而設(shè)定。在其它生產(chǎn)線的應(yīng)用中，可根據(jù)本原理并結(jié)合具體生產(chǎn)線進(jìn)行裝置的設(shè)置。圖1、圖2、圖3的零部件標(biāo)注如上所述。

圖2 裝置俯視結(jié)構(gòu)圖

圖3 裝置俯視截面結(jié)構(gòu)圖

2 涂料和裝置結(jié)合使用及分析

在日用玻璃陶瓷產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，對(duì)產(chǎn)品實(shí)施蒸涂。首先是啟動(dòng)蒸涂裝置，由隔膜泵將涂料送至噴頭，隨之進(jìn)入左、右側(cè)循環(huán)箱體，在加熱棒的輔助加熱下，使得裝置腔體內(nèi)溫度保持與涂料霧化溫度相適應(yīng)。安裝于循環(huán)箱體的熱電偶對(duì)溫度監(jiān)控，由加熱棒進(jìn)行溫度調(diào)控，確保箱體內(nèi)最佳的霧化溫度，提高蒸涂效果和涂料的利用率。涂料是通過噴霧頭，在循環(huán)箱內(nèi)被霧化為涂料蒸汽，在循環(huán)電機(jī)的作用下，涂料蒸汽均勻彌散于裝置腔體內(nèi)，并按特定的流向通過通風(fēng)風(fēng)柵和循環(huán)管道，在裝置內(nèi)腔中保持循環(huán)流動(dòng)。產(chǎn)品通過裝置內(nèi)腔時(shí)，自動(dòng)吸附涂料蒸汽。由于產(chǎn)品自身具有溫度，涂料被氧化生成納米涂層。裝置也為防止氣體外溢進(jìn)行控制。當(dāng)產(chǎn)品器型大小變化時(shí)，裝置也可通過下壓風(fēng)機(jī)和氣流閥、下壓風(fēng)管等調(diào)節(jié)涂料蒸氣在裝置腔體內(nèi)的分布。裝置還將電器開關(guān)控制集成在電柜箱中。

該項(xiàng)研究和實(shí)驗(yàn)已取得較好效果，核心技術(shù)已申報(bào)專利。經(jīng)過實(shí)踐證明：涂層能達(dá)到均勻，而且是涂料較充分利用。通過蒸涂，采用霧化方式，相對(duì)其他噴涂形成更加有效。在裝置方面，可根據(jù)生產(chǎn)線和產(chǎn)品的特點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性的改進(jìn)和完善。

采用有機(jī)錫化合物消除日用玻璃陶瓷表面微細(xì)裂紋是可行和有效的。涂料的選料和制備，蒸涂裝置的設(shè)計(jì)和配套，使用過程的有效控制，系列措施和方法的配搭，可以提高效果。在實(shí)踐中通過總結(jié)、提升和改進(jìn)、完善，能取得更加滿意的結(jié)果。