Наукові дослідження удк

Приготовление эмалевого шликера. Для приготовления грунтового эмалевого шликера 
фритту измельчали мокрым способом в шаровых мельницах емкостью 2,0; 20 и 220 л до 
достижения тонины помола 14 – 18 усл. ед. по сосуду Лысенко (метод К. П. Азарова). 
При помоле стеклофритты использовали техническую воду с различными электролитами 
(заправочными средствами). 
Обоснование выбора состава оксидов и компонентов для синтеза бескобальтовой и 
бесфтористой щелочестойкой стеклоэмали. На металлургических и машиностроительных
заводах, в том числе для производства деталей строительного назначения, применяют
многоборные и малоборные грунты, а также их смеси с безборными композициями. Эти грунты 
включают в состав традиционные оксиды и соединения: SiO
2
, TiO
2
, В
2
О
3
, А1
2
О
3
, СаО, К
2
О, 
Na
2
О, СоО, NiO, Mn
2
O
3
, Fe
2
O
3
, CaF
2
в разных сочетаниях и при оптимальном их соотношении. 
Для расширения интервала обжига грунтовых эмалей наиболее часто применяют смесь 
фритт многоборной и малоборной эмалей, т. к. это свойство позволяет сочетать грунт с 
различными покровными эмалями. В производстве стальных изделий, защищенных 

---

До 80 річчя ПДАБА 
№ 2 – 3 лютий – березень 2010 
10 
стекловидным покрытием, применяют многоборную и малоборную грунтовые эмали 
следующего химического состава, многоборной, мас. %: 
SiO
2
– 34,21; Al
2
О
3 
– 4,0; В
2
О
3
– 21; Na
2
О – 26,14; TiO
2
– 1,4; Р
2
О
5
– 1,9; MnO
2 
– 5,58; Fe
2
О
3 
–
4,51; Со
2
О
3 
– 0,35; Ni
2
О
3 
– 0,91. 
Стекловидное покрытие на основе этой фритты, смешанной с малоборной грунтовой 
эмалью в соотношении 75:25 по ударной прочности и сцеплению с металлической подложкой, 
соответствует требованиям ГОСТ 8051-93 “Стиральные машины бытовые” и ГОСТ 24405-80 
“Эмали силикатные, фритты”. 
Однако в настоящее время в связи с резким повышением цен на дефицитные материалы, 
электроэнергию, а также с ужесточением требований санитарных норм к охране окружающей 
среды, возникла необходимость в модернизации или синтезе применяемых составов 
бескобальтовой грунтовой стеклоэмали. Особенно актуальным стал вопрос использования 
дорогостоящего оксида кобальта. Дефицитными являются также диоксид титана, глинозем, 
фосфатсодержащие материалы и оксид магния. 
Учитывая вышеизложенное, при разработке новых составов грунтовых фритт ставились 
следующие задачи: 
- вывести из состава грунтовой эмали дефицитный и дорогостоящий оксид кобальта; 
- исключить из
состава токсичные фтористые и сернистые соединения; 
- снизить температуру обжига эмалевого покрытия на 60–70 
С; 
- обеспечить щелочестойкость стеклоэмалевого покрытия; 
- синтезировать эмалевое покрытие, соответствующее по механическим характеристикам 
(прочность на удар и изгиб) ГОСТ 8051-93 и ГОСТу 24405-80; 
- предложить химический состав эмали в виде малокомпонентной системы. 
Химический состав разрабатываемой эмали определяли исходя из содержания в стекле 
наиболее важной его части – борного ангидрида. Для качественного грунта содержание В
2
О
3
 
должно составлять 17–20 мас. % и более. Количество кремнезема колеблется обычно в 
пределах 35–55 мас. %, щелочных оксидов R
2
О – 15–20 мас. %. Обязательным является 
содержание до 3,0 мас. % оксидов сцепления. Таким образом, на прочие компоненты остается 
около 10 мас. %. 
Добавка фтора, играющего в грунтовых эмалях только роль плавня, составляет обычно 3–4 
вес. ч. на 100 вес. ч. грунта. Аналогичный результат можно получить использованием 
полищелочного эффекта. Поэтому нами в состав разрабатываемого состава грунта были 
введены оксиды Na
2
О, К
2
О и Li
2
O. 
Исходя из электролитической теории сцепления грунтовой стеклоэмали со стальной 
поверхностью, предварительных термодинамических расчетов, изобарного потенциала 
оксидов, а также из химизма выщелачивания стекла, считали возможным исключить из 
химического состава грунтовой эмали CaO, MgO, BaO, TiO
2
, А1
2
О
3
, СоО, МоО
3
, Sb
2
О
3
, НfO и 
другие остродефицитные, токсичные и дорогостоящие оксиды. При этих и других условиях 
вероятными оксидами сцепления могут быть: CdO, SnO
2
, CuО, Ni
2
О
3,
NiO, AsO, МоО
3
и V
2
О
3,
взятые в необходимых и достаточных количествах, обеспечивающих высокую адгезию 
покрытия к эмалируемому металлу. 
Сведений о влиянии на прочность сцепления оксида меди в специальной литературе мало, 
а имеющиеся данные весьма противоречивы. При этом положительное влияние СuО на 
прочность сцепления между стеклом и подложкой достигается при более высоком его 
содержании по сравнению с оксидами кобальта и никеля (до 7–9 мас.%). По данным других 
исследователей, хотя и найдено обогащение сцепляющего слоя дендритами меди, влияние СuО 
на сцепление между сталью и стеклом не обнаружено. 
В связи с этим, проводили направленный синтез составов грунтовых стеклоэмалей с целью 
определения оптимального количества оксида никеля в составе эмали, а также изучения 
влияния различных компонентов на свойства покрытий. 
Кроме того, с целью повышения химической устойчивости к щелочным растворам и 
учитывая тот факт, что в стеклах может растворяться до 15 мас. % и более диоксида циркония, 
не вызывая глушения, нами была введена в состав стекла добавка диоксида циркония, которая 
обуславливает образование легкорастворимых в стекольном расплаве силикатов циркония, 
щелочных цирконатов и более сложных соединений типа щелочных цирконосиликатов. 

---

Вісник ПДАБА До 80 річчя Придніпровської державної академії будівництва та архітектури
11
Таким образом, учитывая вышеизложенное, разработка бескобальтовой и бесфтористой 
щелочестойкой грунтовой эмали проводилась на основе стекол, содержащих SiO
2
, В
2
О
3
, Na
2
О, 
К
2
О, Li
2
О, ZrO
2
, NiO, Fe
2
О
3
и МnО
2
.