170172. lajstromszámú szabadalom • Eljárás fokozott lúgállóságú üvegzománcbevonatok előállítására

170172 3 4 állása szerint ismert módszerekkel előállítható üvegzománcok lúgállósága mérsékelt, és ez a tény nagymértékben korlátozza a zománcozott vegyipari készülékek alkalmazhatóságát a lúgos tartományban. Ameddig a szokásos összetételű üvegzománcok savakkal szemben általában minimálisan 150 °C hőmérsékletig ellenállnak, addig lúgokkal szemben pH 13 esetén legfeljebb 100 C°-ig, pH 14 esetén legfeljebb 50 C°-ig, ennél magasabb lúgkoncentrációk esetén pedig mindössze 30 C -ig ellenállóképesek. Kísérleteket folytattunk fokozott lúgállóságú üvegzománc bevonatok előállítására és kísérleteink során meglepő módon azt találtuk, hogy ha a fritt előállításához használt kiindulási nyerskeverékben oxidtartalomra vonatkoztatva 1 súlyrész cirkónium-dioxidra az egyébként szokásosan alkalmazott nátrium-oxid mennyiségét 0,4-0,6 súlyrészre és az ugyancsak szokásosan alkalmazott lítium-oxid mennyiségét 0,3-0*5 súlyrészre állítjuk be, akkor a kiindulási nyerskeverék cirkónium-dioxid tartalmát legalább 15 súly%-ra, célszerűen 20-25 súly%-ra növelhetjük anélkül, hogy a kiindulási nyerskeverékből ismert módon kapott frittből ugyancsak ismert módon kialakított bevonat beégetési hőmérséklete emelkedne, azaz az így kialakított bevonat az eddig ismert módszerekkel előállított bevonatokhoz hasonlóan 800-850 C°-on beégethető, ugyanakkor lúgállósága nagyságrendekkel jobb, mint az ismert módszerekkel kialakítható bevonatoké. A fentiek alapján a találmány tárgya eljárás fokozott lúgállóságú, például acélból vagy öntöttvasból készült tárgyak bevonataként hasznosítható üvegzománc bevonat előállítására cirkónium-dioxidot, nátrium-oxidot, lítium-oxidot, 45-55 súly% szilícium-dioxidot, 1-5% súly% bór(III)-oxidot, 3-5 súly% titán-dioxidot, 5-10 súly% bárium-oxidot, 0,1—0,5 súly% vanádium(V)-oxidot és 1-3 súly% kobalt-oxidot tartalmazó lúgálló fritt önmagában ismert módon végzett gyártása, majd a kapott fritt ismert malomadalékokkal és vízzel végzett őrlése, az így kapott zománciszap felhordása és 700—900 C°-on végzett égetése útján. A találmány értelmében úgy járunk el, hogy a fritt előállításához használt kiindulási nyerskeverékben oxidtartalomban kifejezve a cirkónium-dioxid mennyiségét legalább 15%-ra, valamint a cirkónium-dioxid mennyiségére vonatkoztatva a nátriumoxid mennyiségét 40—69 súly%-ra és a lítium-oxid mennyiségét 30—40 súly%-ra állítjuk be:

A fritt így 6—15 súly% nátrium-oxidot, 4,5—12,5 sűly% lítiumoxidot és 15—25 súly% nátrium-dioxidot tartalmazhat. Mint említettük, a fritt előállítását önmagában ismert módon végezzük. Ennek során úgy járunk el, hogy a frittet alkotó fém-oxidokat, ezen belül a hálózatképző (szilícium-dioxid, bór(III)-oxid), átmeneti (alumímum-oxid, titán-dioxid, cink-oxid) és módosító (nátrium-oxid, kálium-oxid, lítium-oxid, bárium-oxid) komponenseket technikai minőségű vegyületeik (például nátrium-karbonát, kvarchomok, bórsav, titán-dioxid, bárium-karbonát) formájában összekeverjük, majd az így kapott nyerskeveréket 1300-1400 °C hőmérsékleten célszerűen forgó olvasztókemencében 3-4 órás hőntartással megolvasztjuk, ezután pedig vízbe csapolva fritteljük. Ezt követően a fentiekben ismertetett módon előállított frittet vízzel és szokásos malomadalékokkal, így: agyaggal és állítóanyagokkal célszerűen golyósmalomban iszappá őröljük. A kapott zománciszapot ezután a bevonni kívánt 5 tárgy előzetesen megtisztított felületére ismert módon, célszerűen szórópisztollyal felhordjuk, a felhordott réteget szárítjuk és célszerűen tokoskemencében 800 °C és 850 °C közötti hőmérsékleten beégetjük. A felhordásból, szárításból és beégetésből álló műveleti 10 ciklust célszerűen 3—6-szor megismételjük. A találmány szerinti eljárás döntő előnye, hogy a cirkónium-dioxidra vonatkoztatva a nátrium-oxid és lítium-oxid fentiekben rögzített arányának beállításával lehetővé tesszük, hogy az olvasztás útján kapott 15 frittbe legalább 15 súly% és legfeljebb 25 súly% cirkónium-dioxid táródjék be, aminek következtében a frittből szokásos módon, előállított üvegzománc bevonat rendkívül magas cirkórtíum-dioxid-tartalma ellenére is az ismert összetételű üvegzománc bevona-20 tok készítésére alkalmazott kemencékkel és azonos hőmérsékleten (800-850 °C) beégethető, illetve a találmány szerinti eljárással előállított üvegzománc bevonat jó savállósága mellett az eddig ismert üvegzománc bevonatok lúgállóságához képest 20—50-szer 25 nagyobb lúgállóságú. így például a találmány szerinti eljárással készített üvegzománc bevonat alkalmazása esetén a készülékek alkalmazhatósági határa a lúgos tartományban lényegesen megnő; 13 pH-jú reakcióközeg esetében 100 °C-ról 150-200 C-ra, 14 pH-jú 30 reakcióközeg esetén 50 °C-ról 100-180 °C-ra és például 10 súly%-os nátrium-hidroxid-oldat mint reakcióközeg alkalmazása esetén 30 °C-ról 80 °C-ra nő. A találmány szerinti eljárással készített üvegzománc bevonattal ellátott készülékek tehát mind savak-35 kai, mind lúgokkal szemben ellenállók és könnyen tisztíthatók . További előnyük, hogy a bennük feldolgozott anyagok mentesek nem kívánt fém szennyeződésektől így, kiküszöbölődnek a káros katalitikus reakciók is. A találmányt közelebbről az alábbi kiviteli példa-40 val kívánjuk megvilágítani. Példa Technikai tisztaságú anyagokból alapos homogenizálással az alábbi keveréket készítjük el: 45 Komponens Súlyrész kvarchomok 33 bórsav 3,5 nátrium-karbonát 11,8 titán-dioxid 3,3 50 cirkonhomok 25,7 bárium-karbonát 6,6 ammónium-vanadát 0,3 kobalt-oxid 1,2 lítium-karbonát 14,5 55 Az így kapott keverék oxidos összetétele az alábbi: Komponens Súly% cirkónium-dioxid 20,6 nátrium-oxid 8,3 lítium-oxid 7 60 szilícium-dioxid 50 bór(III)-oxid 2,4 titán-dioxid 4 bárium-oxid 6,1 vanádium(V>oxid 0,2 65 kobalt-oxid 1,4 2