搪玻璃产品被广泛的应用于化工、医药、农药、染料、轻工、食品、冶金和国防工业系统,在国民经济建设中发挥出巨大的作用。为什么诸多工业选用搪玻璃产品?首先该从搪玻璃产品所具备的特性展开讨论。
目前,世界科学技术迅速发展,新材料不断涌现,而搪玻璃未能被新材料所取代反而在持续发展,其理由是搪玻璃材料具备五大特性。
1. 耐腐蚀性
以二氧化硅为主体的玻璃质釉经高温烧成的玻璃层,其化学稳定性很强,能耐各种浓度的盐酸、有机酸、无机酸、弱碱和有机溶剂的腐蚀(*氟酸和含氟离子介质及180℃以上热磷酸和50℃以上的强碱溶液不适合)。
特别是化工医药行业常用的不锈钢材料,不耐盐酸的腐蚀,致使使用盐酸生产场合,成为搪玻璃产品的用武之地。
(1)搪玻璃层的耐酸性能,因为瓷釉配方组成成分不同而不同,且搪烧控制温度也不同。一般的说,含二氧化硅较高的瓷釉,搪烧温度略高,玻璃层耐酸性能也会较好。但凡是耐酸性能较好的玻璃层则耐碱性能会较弱。在化工过程中,往往会出现酸碱交替场合,所以,对搪玻璃产品的选用,要考虑耐腐蚀的综合性能。
国标GB25025-2010规定的搪玻璃层的理化性能指标见表1-1
表1-1 搪玻璃试件搪玻璃层的理化性能指标
项 目
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CH
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WCH
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试验方法
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通用性
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耐酸性
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耐碱性
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耐20%沸腾盐酸168h腐蚀性/【g/(m2.d)】
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≤1.2
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≤0.5
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≤3.0
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--
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GB/T7989
|
耐0.1mol/L,80℃氢氧化钠24h腐蚀性/【g/(m2.d)】
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≤5.0
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≤8.0
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≤2.0
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--
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GB/T7988
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耐沸腾水336h腐蚀性能/【g/(m2.d)】
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≤0.5
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--
|
--
|
--
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HG/T2377
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耐温差急变性/℃
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≥200
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≥180
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≥180
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≥200
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GB/T7987
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耐机械冲击性/ J
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≥220x10-3
|
≥220x10-3
|
≥220x10-3
|
≥220x10-3
|
GB/T7990
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(2)国外同行对搪玻璃层的耐腐蚀性能有较深入的研究,可作参考。
表1-2 543-7搪玻璃釉耐腐蚀性能
介质
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浓度%
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温度℃
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腐蚀速度mm/a
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瓷面现象观察
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盐酸HCL
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5
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100
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<0.125
|
微失光
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10
|
100
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<0.125
|
微失光
|
20
|
100
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<0.125
|
微失光
|
36
|
100
|
<0.125
|
微失光
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硫酸 H2SO4
|
20
|
100
|
<0.125
|
微失光
|
50
|
100
|
<0.125
|
微失光
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硝酸 HNO3
|
20
|
100
|
<0.125
|
微失光
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溴氢酸 HBr
|
20
|
100
|
<0.125
|
微失光
|
磷酸 H3PO4
|
98
|
100
|
>1.25
|
腐蚀严重
|
20
|
100
|
<0.125
|
微失光
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碳酸钠Na2CO3
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20
|
75
|
0.125~0.5
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失光,但可使用
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苛性钠NaOH
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4
|
75
|
>1.25
|
腐蚀严重
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磷酸钠Na2PO4
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20
|
100
|
0.125~0.5
|
失光,但可使用
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(3) 国内的543-7的搪玻璃釉,在耐腐蚀、抗械冲击、耐磨损及耐温差急变性能方面,具有较好的综合能力,见1-2。
2.不粘性
玻璃层表面光滑,少死角,则不容易粘附物料,容易清洗,某些生产工艺很需要。
在药品生产过程中,药用设备要求符合GMP要求(即药品生产质量管理规范)。GMP要求对盛装药品的设备(容器),结构简单,表面光滑,少死角,易清洗。这是药品生产的特殊需要,也是药品保证纯度,不污染细菌的必需条件。所以,在原料生产中,会大量选用搪玻璃设备。总之,或需要有系统清洗的场合,由于玻璃表面不容易粘附物料的特性,搪玻璃设备成了设计者选用的对象,玻璃表面不粘性可与聚四氟乙烯相比美。
3.隔离性
设备内表面涂搪玻璃层后,会使介质与含铁的钢体不会直接接触。在生产过程中,介质不可能溶入铁离子,这对药品,染料等生产尤为重要,药典对药品含铁量有严格要求,在染料工业中,若染料溶入铁离子,色度将受影响。
4.绝缘性
玻璃层绝缘性能良好,在真空试验条件下0.4mm玻璃层能耐20KW高电压的冲击。因此,搪玻璃产品适用于介质带电荷操作的工艺过程,以及生产中会产生电荷的工艺场合,有的化学过程,物料需要外加电荷,促使过程加快,玻璃层的绝缘性正适合了这种场合。
5.保险性
玻璃分子结构稳定,不渗透,不溶解。它对液体食品,酿造制品,饮料产品具备很好的保险性能,能长久地保持其物品的真实香味。市场上酒类饮品大都用玻璃瓶盛装,主要是利用玻璃的保险性。