玻璃瓶罐的表面涂层.pdf

玻璃瓶罐的表面涂层 挪动的树挪动的树 玻璃表面涂层已在生产实际中应用于玻璃增强，其特点玻璃表面涂层已在生产实际中应用于玻璃增强，其特点 是工艺过程简单，生产效率高，成本低廉，可安装在生是工艺过程简单，生产效率高，成本低廉，可安装在生 产线上，实行喷涂机械化，自动化产线上，实行喷涂机械化，自动化 瓶罐玻璃的表面处理是指在成型热端在玻璃瓶罐外表面瓶罐玻璃的表面处理是指在成型热端在玻璃瓶罐外表面 附上一种薄微的氧化锡涂层，然后在退火后冷端的玻璃附上一种薄微的氧化锡涂层，然后在退火后冷端的玻璃 瓶罐外表面喷涂瓶罐外表面喷涂种溶于水的聚乙烯涂层种溶于水的聚乙烯涂层 热端和冷端表面处理正确而有效的应用是确保玻璃瓶罐热端和冷端表面处理正确而有效的应用是确保玻璃瓶罐 在厂内输送、贮存、运输、客户灌装线及其它过程中具在厂内输送、贮存、运输、客户灌装线及其它过程中具 有良好性能的主要决定因素有良好性能的主要决定因素 玻璃最初成形时为一种十分高强度的材料但是，玻璃玻璃最初成形时为一种十分高强度的材料但是，玻璃 表面很容易受到摩擦力的损坏这种损坏显著地降低了表面很容易受到摩擦力的损坏这种损坏显著地降低了 玻璃表面以后抵抗使用接触的能力，例如擦伤和冲击。

玻璃表面以后抵抗使用接触的能力，例如擦伤和冲击 这些损坏产生了应力集中，使瓶子容易在客户处破损这些损坏产生了应力集中，使瓶子容易在客户处破损 2 冷端喷涂的作用是降低玻璃瓶子表面的摩擦系数，而冷端喷涂的作用是降低玻璃瓶子表面的摩擦系数，而 热端喷涂则改进润滑层在玻璃表面的附着力，因此，热端喷涂则改进润滑层在玻璃表面的附着力，因此， 提高了润滑的能力提高了润滑的能力 在约在约400400 600600的玻璃表面采用氧化锡涂层，使其的玻璃表面采用氧化锡涂层，使其 表面对于外部破坏力具有弹性氧化锡薄膜粘附在玻表面对于外部破坏力具有弹性氧化锡薄膜粘附在玻 璃表面上，有一定程度渗入到玻璃结构中但是，到璃表面上，有一定程度渗入到玻璃结构中但是，到 多数情况下，氧化锡层在玻璃表面可作为“基本层”，多数情况下，氧化锡层在玻璃表面可作为“基本层”， 使有机物涂层更牢固的粘附在玻璃表面上它本身并使有机物涂层更牢固的粘附在玻璃表面上它本身并 不会增加玻璃表面的强度不会增加玻璃表面的强度 ，但有助于减少玻璃原有强，但有助于减少玻璃原有强 度的降低度的降低 3 无涂层表面有损坏无涂层表面有损坏 有涂层表面无损坏有涂层表面无损坏 4 一、表面涂层的分类一、表面涂层的分类 二、玻璃表面热端涂层 三、玻璃表面冷端涂层 5 一、表面涂层的分类 玻璃表面涂层的类型很多，按涂层设备安装在生玻璃表面涂层的类型很多，按涂层设备安装在生 产线上的位置及喷涂时玻璃制品的温度分为：产线上的位置及喷涂时玻璃制品的温度分为： 热端涂层：指刚从成形机成形出来的玻璃制品，热端涂层：指刚从成形机成形出来的玻璃制品， 温度在温度在400 400 600600之间，进行喷涂；之间，进行喷涂； 冷端涂层：指玻璃制品除退火炉以后的温度在冷端涂层：指玻璃制品除退火炉以后的温度在60 60 130130之间，进行喷涂。

之间，进行喷涂 6 二、玻璃表面热端涂层二、玻璃表面热端涂层 在热的玻璃表面（在热的玻璃表面（400 400 600600）上，喷涂涂层）上，喷涂涂层 材料后，立即发生分解，在玻璃表面上形成一层材料后，立即发生分解，在玻璃表面上形成一层 金属氧化物涂层金属氧化物涂层 不仅可以填充玻璃微裂纹，不仅可以填充玻璃微裂纹， 而且具有抗擦伤能力，而且具有抗擦伤能力， 既提高了剥离强度，既提高了剥离强度， 又防止新的微裂纹产生又防止新的微裂纹产生 热端涂层一般是永久性的，和玻璃结合较好，增热端涂层一般是永久性的，和玻璃结合较好，增 强效果比较好强效果比较好 7 2.12.1、热端涂层材料、热端涂层材料 热端涂层材料有锡的化合物，钛的化合物和锆的化合物如热端涂层材料有锡的化合物，钛的化合物和锆的化合物如 （（NHNH4 4））3Zr3Zr（（OHOH）（）（COCO3 3））3 3等最常用的为锡和钛的化等最常用的为锡和钛的化 合物 锡的化合物有：四氯化锡，五水四氯化锡，二甲基二氯化锡的化合物有：四氯化锡，五水四氯化锡，二甲基二氯化 锡（锡（CHCH3 3））2SnCl2SnCl2 2, ,商品名称商品名称GlahardGlahard，丁基三氯化锡，丁基三氯化锡 C C4 4H H9 9SnClSnCl3 3等。

热喷涂时反应如下：等热喷涂时反应如下： SnClSnCl4 4SnSn + 2Cl+ 2Cl2 2 SnSn + O+ O2 2 SnO SnO2 2 （（CHCH3 3））2SnCl2SnCl2 2 Sn+2CH Sn+2CH3 3ClCl SnSn + O+ O2 2 SnO SnO2 2 二、玻璃表面热端涂层二、玻璃表面热端涂层 8 SnOSnO2 2以以SnOSnO4 4四面体状态与玻璃表面的四面体状态与玻璃表面的SnOSnO4 4 SiOSiO4 4四面体相键合，形成四面体相键合，形成SiOSiOSnSn,,使玻璃使玻璃 表面裂纹愈合，同时可防止表面磨损，使玻璃强度表面裂纹愈合，同时可防止表面磨损，使玻璃强度 提高 四氯化锡的沸点四氯化锡的沸点114114，可溶解于水或酒精中，其，可溶解于水或酒精中，其 价格比较便宜，但也带来一些问题，如蒸气压比较价格比较便宜，但也带来一些问题，如蒸气压比较 高，设备密封不严时，会释放出有腐蚀性的烟雾，高，设备密封不严时，会释放出有腐蚀性的烟雾， 此烟雾与空气中水分反应，会使供料管道堵塞并产此烟雾与空气中水分反应，会使供料管道堵塞并产 生大量氧化物粉末，此烟雾还会腐蚀车间的设备及生大量氧化物粉末，此烟雾还会腐蚀车间的设备及 厂房建筑物。

厂房建筑物 二、玻璃表面热端涂层二、玻璃表面热端涂层 9 此外还有丁基三氯化锡和国外研制的锡有机化合物此外还有丁基三氯化锡和国外研制的锡有机化合物 CertincoatCertincoat TC 100TC 100，与四氯化锡相比，丁基三氯化锡，与四氯化锡相比，丁基三氯化锡 不需要非常干燥的空气，不产生腐蚀性气体，涂层厚不需要非常干燥的空气，不产生腐蚀性气体，涂层厚 薄均匀，涂料用量少，但有机锡具有毒性，在空气中薄均匀，涂料用量少，但有机锡具有毒性，在空气中 允许浓度要比四氯化锡低一个数量级允许浓度要比四氯化锡低一个数量级 未涂丁基三氯化锡的容量未涂丁基三氯化锡的容量250mL250mL瓶子，平均耐压度为瓶子，平均耐压度为25 25 30M Pa30M Pa，涂丁基三氯化锡层后，容量，涂丁基三氯化锡层后，容量250mL250mL瓶子的瓶子的 耐压度达耐压度达40 M Pa40 M Pa容量500mL500mL的瓶子达的瓶子达35 M Pa35 M Pa，容量，容量 1.0L1.0L瓶子达瓶子达45 M Pa45 M Pa涂层后瓶子的强度提高涂层后瓶子的强度提高30 30 50%50%。

二、玻璃表面热端涂层二、玻璃表面热端涂层 10 在在400400 600600的玻璃表面采用氧化锡涂层，使其的玻璃表面采用氧化锡涂层，使其 表面对于外部破坏力具有弹性氧化锡薄膜粘附在表面对于外部破坏力具有弹性氧化锡薄膜粘附在 玻璃表面上，有一定程度渗入到玻璃结构中玻璃表面上，有一定程度渗入到玻璃结构中 多数情况下，氧化锡层在玻璃表面可作为“基本多数情况下，氧化锡层在玻璃表面可作为“基本 层”，使有机物涂层更牢固的粘附在玻璃表面上层”，使有机物涂层更牢固的粘附在玻璃表面上 它本身并不会增加玻璃表面的强度，但有助于减少它本身并不会增加玻璃表面的强度，但有助于减少 玻璃原有强度的降低玻璃原有强度的降低 二、玻璃表面热端涂层二、玻璃表面热端涂层 11 性能性能喷涂前喷涂前喷涂后喷涂后 耐内压强度耐内压强度/ M Pa/ M Pa 平均平均1.61.61.81.8 最小最小0.80.81.21.2 冲击破损率（冲击能冲击破损率（冲击能 27kj27kj））/%/% 50501010 温差为温差为5555破损率破损率/%/%50501010 运输中的破损率运输中的破损率/%/%1.21.20.30.3 灌装中的破损率灌装中的破损率/%/%2.52.50.70.7 下滑摩擦角下滑摩擦角28281616 二、玻璃表面热端涂层二、玻璃表面热端涂层 热端热端涂层对瓶罐玻璃性能影响涂层对瓶罐玻璃性能影响 12 锡涂层锡涂层 SnClSnCl4 4的溶液喷涂法，溶剂为水或酒精，浓度为的溶液喷涂法，溶剂为水或酒精，浓度为 30%30%，也可配成每，也可配成每100mL100mL溶剂中含溶剂中含SnClSnCl4 4404060g60g溶液。

喷溶液喷 涂时，玻璃瓶罐的温度为涂时，玻璃瓶罐的温度为400400600600，涂层厚度为，涂层厚度为1 1 10um10um用SnClSnCl4 4溶液喷涂，其流程如下溶液喷涂，其流程如下：： 二、玻璃表面热端涂层二、玻璃表面热端涂层 成型机 喷涂室退火窑 空气 干燥器干燥器气化室气化室抽风机抽风机 四氯化锡溶液 2.22.2、热端涂层工艺、热端涂层工艺 13 四氯化锡加入有机溶剂（如低分子醇）配成四氯化锡溶四氯化锡加入有机溶剂（如低分子醇）配成四氯化锡溶 液装在气化室内，由鼓风机（或空压机）送来的空气进液装在气化室内，由鼓风机（或空压机）送来的空气进 入装满硅胶或沸石的干燥器，干燥后的干空气再送入气入装满硅胶或沸石的干燥器，干燥后的干空气再送入气 化室，干空气对四氯化锡溶液进行鼓泡，以气化四氯化化室，干空气对四氯化锡溶液进行鼓泡，以气化四氯化 锡溶液，得到四氯化锡蒸汽加压后用喷嘴对玻璃瓶罐喷锡溶液，得到四氯化锡蒸汽加压后用喷嘴对玻璃瓶罐喷 涂，涂，SnClSnCl4 4蒸汽温度应保持在蒸汽温度应保持在37.8037.804949之间，喷涂后之间，喷涂后 的瓶罐用输瓶机进入退火室的瓶罐用输瓶机进入退火室。

喷涂室中未反应的气体和反应后的废气均用抽风机送往喷涂室中未反应的气体和反应后的废气均用抽风机送往 气化室，供循环使用为补充喷涂中消耗的气化室，供循环使用为补充喷涂中消耗的SnClSnCl4 4的消的消 耗，需不断地在循环气体中添加耗，需不断地在循环气体中添加SnClSnCl4 4在配制四氯化在配制四氯化 锡溶液中，加入锡溶液中，加入0.5%TiCl0.5%TiCl4 4或或BiClBiCl4 4为改良剂，可提高玻为改良剂，可提高玻 璃瓶的化学稳定性璃瓶的化学稳定性 二、玻璃表面热端涂层二、玻璃表面热端涂层 14 单丁基三氯化锡在单丁基三氯化锡在室温下是油状液体室温下是油状液体，，没有蒸汽，没有蒸汽， 比较比较易于处理易于处理 单丁基三氯化锡进入单丁基三氯化锡进入喷涂柜喷涂柜后，当后，当喷涂柜温度超过喷涂柜温度超过 100 100 后开始形成蒸汽后开始形成蒸汽 单丁基三氯化锡单丁基三氯化锡液体用液体用计量计量往复泵输送到喷涂柜往复泵输送到喷涂柜 泵的速度决定输送量泵的速度决定输送量, , 从而决定涂层厚度从而决定涂层厚度 喷涂柜使用最新技术，效率很高喷涂柜使用最新技术，效率很高喷涂柜喷涂柜4 4个星期清个星期清 洁洁1 1次。

次 瓶身喷涂厚度均匀瓶身喷涂厚度均匀 二、玻璃表面热端涂层二、玻璃表面热端涂层 15 二、玻璃表面热端涂层二、玻璃表面热端涂层 单丁基三氯化锡喷涂柜单丁基三氯化锡喷涂柜 16 二、玻璃表面热端涂层二、玻璃表面热端涂层 MBTC喷涂柜喷涂柜 17 2.3.1、注意喷涂柜的温度 对于使用锡有机化合物对于使用锡有机化合物 的喷涂柜的温度应保持在的喷涂柜的温度应保持在120120 160160范围内温度过低，或通过喷涂柜的瓶子数量过范围内温度过低，或通。