一種防滑釉面的研制

王彥君 石棋 王永強 陳志川 肖惠銀

摘 要：本實驗采取熔塊干粒法，得到釉面手感和防滑性能良好的釉面配方。通過調整后續拋光階段磨頭的組合，在防滑的基礎上改善釉面效果和質感。最后比較了防滑釉面與目前市場上主流產品的性能（包括抗熱震性、硬度、耐化學腐蝕性等），綜合各方面性能考慮，防滑釉面能夠滿足生產和市場要求。

關鍵詞：防滑釉面；干粒；拋光；性能

1 前言

近幾年來，各種高檔拋光磚、全拋釉、釉下彩飾微晶玻璃等產品紛紛推出，市面上的產品琳瑯滿目。然而在美化環境的同時，隨之而來的地面抗滑安全問題卻日漸突出，國內公共場所地面過于光滑導致意外滑倒而致傷致殘等事件不斷上升，地面防滑已經成了公共安全的新問題。國外對公共行走地面和工作場所地面防滑問題非常重視，都相應制定了嚴格的安全要求和嚴厲的處罰標準。

國內建筑陶瓷地磚防滑研究起步較晚，技術文獻和相關專利報道以制備工藝技術題材為多：如公開號CN102491789A[1]、CN201011090[2]、CN101445393[3]、CN102731164A[4]發明專利均涉及一種防滑印刷釉及其制造方法和應用，CN202658086U[5]、CN201011090[2]、CN1974471[6]發明專利涉及了制備工藝和其它方面的內容。毛瑞和梁柏清等[7]采用傾斜平臺法對目前市場普遍使用的各種地磚品類進行測試發現，只有廣場磚、耐磨磚和部分仿古磚防滑級別可以達到R10～R11，絕大多數陶瓷地磚產品濕防滑性能都較差，存在較大的安全隱患。目前防滑瓷磚主要是通過噴灑或涂抹防滑劑、腐蝕劑，選用特殊材料、凹凸模具[8]、高溫印花釉等方式將磚體表面制成具有宏觀或微觀的凹凸起伏不平的結構[9]，利用這種結構和鞋底在壓力下產生的機械咬合作用以及真空吸附作用達到防滑效果。在上述方法中，采用凹凸模具設計提升防滑級別是最常用方法，其缺點是一旦達到R10和R11，防污能力明顯變差；噴灑或涂抹防滑劑、腐蝕劑和使用防滑印花釉的方法存在使用一定時間容易失效的問題，并且大多數表面效果簡單，人工刻畫痕跡很重，無法實現天然石材的細膩紋理、豐富層次和通透感。本實驗采取熔塊干粒法，通過將具有不同熔融溫度、高溫粘度和折射率的透明干?；旌?，在克服傳統防滑方法缺點的同時成功制備出不同手感和裝飾效果的防滑釉面。

2 實驗部分

2.1 樣品的制備

防滑釉面是通過在化妝土的表面布一層熔塊干粒來實現的。此熔塊干粒由多種熔塊混合，各個熔塊之間燒成溫度、高溫粘度、折射率都有一定的差異，正是這些特性，才能使得制備的釉面在具備防滑耐磨特性的同時也具有晶潤光亮的特點，所以熔塊干粒的配比至關重要。防滑釉面的制備流程如圖1所示。干粒防滑的原理：一是能夠增大釉面摩擦系數；二是增大了物體與釉表面的接觸面積，如圖2所示。

2.2 表征方法

本實驗采用可變傾斜角摩擦試驗機（如圖3所示）測試釉面的防滑性能。該設備既可以用于濕態試驗也可以用于干態試驗，其是利用斜向推力原理，使壓力大小為172±10 kPa的氣壓驅動裝置產生一快速增大至恒定大小的斜向推力模擬人正常行走時鞋跟的受力變化過程，通過不斷改變框架臂的傾斜角度，從而改變推力中水平分量和豎直分量的相對大小關系，直至由圓盤狀鞋底材料制成的直徑32 mm的摩擦測試墊與待測地面發生滑動，通過傾斜角度換算得到其靜摩擦系數。

3 實驗結果與討論

3.1 原料對釉面性能的影響

本文所述透明熔塊干粒是由幾種不同熔融溫度的干粒按一定配比組成，滿足調整干粒層與坯的膨脹系數和熔融溫度的需要，熔融溫度為1100～1200 ℃，平均粒徑為0.1～0.25 mm。熔塊干粒的配方根據實際窯爐溫度和釉面效果進行調整，范圍為（wt%）：納米剛玉：0～8，硅酸鹽熔劑原料：70～88，粘土類物質：10～22。制備流程如下：（1）按上述配方將配料入球磨機加水球磨，將料漿噴霧干燥制成粉料粒子，粒徑在0.12～0.40 mm之間；（2）將粉料裝在特定裝置容器中在火焰中煅燒，燒成溫度為950～1100 ℃，燒成周期為120 min；（3）將燒后粉料過篩并取0.13～

0.35 mm粒徑的顆粒備用。

為提高釉面的防滑性能，經過初步的試燒實驗基本確定以下3種熔塊干粒為優選對象。表1和表2分別為熔塊干粒的顆粒級配和化學組成。

以干粒A、B、C作3因素3水平實驗，將釉面的各項性能按百分比（防滑級別50%、磨耗15%、手感15%、表觀效果20%）計分作為主要判別依據。正交試驗結果如表3所示。

根據表3中最佳結果A1B3C3與正交試驗得出的最優組合A2B2C3再作一組實驗比較，結果如表4所示。

通過表4得出A2B2C3為此組正交試驗的最佳方案，此方案中干粒效果與普通配方相比已經有明顯改善。初步確定該配方，后續通過拋光磨塊的調整達到拋光釉面要求。

圖4是釉表層熔融的干粒效果。每顆干粒形成一個小突起，從而保證釉面的防滑性能。此外，經過高溫燒成后，干粒表面的棱角被熔融，所以在保證表面防滑的同時也能保持良好的手感。

3.2 拋光磨頭對釉面的影響

根據產品實際需求，有些防滑釉面需要采用特殊拋光處理。通過借鑒全拋釉的拋光參數，初步實驗采用以下磨頭組數（見表5）。

采用表5方案拋光的切削量不夠，局部出現漏拋現象，需要添加目數更高的磨頭，為此調整為如表6所示的實驗方案。

采用表6的磨頭方案拋光時，由于磚型的波動有時會出現白邊、露底的現象，同時磚面的拋光切削量偏大。調整磨頭組合，減少800目磨頭的組數，增加1000目磨頭的數量，調整實驗方案如表7所示。

采用表7方案的磨頭配合拋光，切削量合適，不出現露底、白邊的問題，同時也不會出現漏拋問題，此磨頭組合允許磚形有一定的波動，光澤度和拋后整體效果都較合適。

3.3 防滑釉面的性能

普通天然砂巖石材通體存在大量的暗裂紋和氣孔，抗折強度一般小于20 MPa，有的吸水率較大因而容易滲污和滋長霉菌，有些耐腐蝕性能和抗風化能力較差。防滑系列產品表面防污性能和耐磨度好，耐酸耐堿、不風化，底層坯體吸水率小于0.1%，抗折強度高。表8列出了防滑釉面與目前市面上主要產品的性能對比。從表8可以看出，防滑釉面的各項性能均有不俗的表現，可以為市場和消費者提供更多的選擇。

4 結論

本實驗通過將三種不同性質的熔塊干粒混合，成功制備出防滑性能和手感均良好的釉面。根據產品的實際要求，對比了不同拋光磨頭對釉面的影響，通過調整磨頭的目數和組數，能夠滿足拋光需要而不會產生拋光缺陷。最后比較了防滑釉面和市場上主流產品的不同性能，通過對比得知：防滑釉面綜合表現較佳。

參考文獻

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[3] 榮繼華.一種陶瓷釉面磚表面防滑劑及其制備方法：中國，CN101445393[P/OL]. 2009-06-03.

[4] 趙白弟.一種用于地磚的防滑釉：中國，CN102731164A[P/OL].2012-10-17.

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[6] 羅杰華，駱建民，霍建強，等.表面具有部分拋光和凹凸堆積紋理的陶瓷磚制造工藝：中國，CN1974471[P/OL].2007-06-06.

[7] 毛瑞，梁柏清，肖景紅，等.陶瓷地磚防滑性能測試研究[J].中國陶瓷，2009，（04）： 49～51.

[8] 麥煥斌.防滑磚的制造方法[P].中國專利：CN1410239，2003-04-16.

[9] 黎奕釗.防滑地磚[P].中國專利：CN2531021，2003-01-15.