一種微晶體防滑瓷磚及其工藝方法*

黃春林 朱光耀

(佛山市三水新明珠建陶工業有限公司 廣東 佛山 528131)

1 背景技術

傳統的釉面瓷磚產品表面為平面玻璃體,表面比較光滑,防滑性能較差;而通過干粒防滑的工藝方法,能達到良好的防滑性能,但是表面太過粗糙,使用場所受到限制。為了克服現有的瓷磚產品在防滑方面的不足,筆者研制一種微晶體防滑瓷磚,該陶瓷磚表面相對平整,沒有過大的起伏,不僅具有防滑功能,而且使用的場所不受限制,能適應在室內使用條件,地面清潔也很方便。

2 工藝方法內容

這種微晶體防滑瓷磚,其原理是在特種基釉里面添加粒徑很粗的氧化鋅,形成新的配方體系,在特定的燒成條件下,氧化鋅與石英會結合成一種細微結晶體,微晶體與釉面結合在釉表面得到微晶體防滑層,微晶體防滑層具有納米級的微小晶粒,晶粒間會形成微小凹槽,遇水時微小凹槽會注滿水,當腳底或鞋底接觸瓷磚表面時,水受壓后會從微小凹槽中擠出,使凹槽孔內呈真空狀態,從而使腳底或鞋底與瓷磚表面接觸能產生物理吸盤和止滑的作用,利用大氣壓力,使地面摩擦系數大大增加,既實現遇水更防滑的效果。有效解決了由于地面濕水變滑造成人員摔傷的問題,達到了防滑功能與表面柔和質感的完美結合,具有很高的實用價值。

該微晶體防滑瓷磚及其生產方法,包含如下關鍵步驟:

(1)制定微晶體防滑釉料配方及原材料制備;

(2)基釉配料并預球磨成半成釉漿;

(3)加微晶核材料再球磨得到微晶體防滑釉漿;

(4)先淋一層底釉,然后在底釉層表面再淋一層防滑釉漿層;

(5)在特定溫度條件下燒成表面形成微晶體防滑層,從而得到一種微晶體防滑瓷磚。

步驟(1)中,微晶體防滑釉漿的配方組成為(%):石英22～25,石灰石12～18,鈉長石15～21,黑泥5～6,三氧化二鋁3～4,氧化鋅23～27。

微晶體防滑釉的配方說明:微晶核材料選用的是氧化鋅,微晶核與氧化硅在高溫煅燒過程中化合成硅鋅礦形成微晶體,在配方中氧化鋅的加入量控制在23%～27%,氧化鋅的含量過多會增加析晶體數量,并導致釉面和晶花不光滑;氧化鋅含量太低,又會因高溫熔液的飽和度不夠而不能形成微晶體;Al2O3加入量不應大于3%～4%,否則會因其提高釉粘度而影響晶體發育。

防滑釉層材料的制備:準備粒徑為Φ0.15 mm 的石英粉,粒徑為Φ2.0 mm 的鈉長石,及粒徑為Φ1.0 mm 的石灰石、黑泥,以及粒徑為Φ1.0 mm 的氧化鋅。

步驟(2)中,將上述基礎釉料裝入球磨機,其中料∶球∶水(%)=1∶1∶0.6,球磨時間為40 h,所得釉漿過325目標準篩,篩余0.2%～0.5%,得到半成釉漿備用;

步驟(3)中所述的工藝方法為:在完成步驟(2)后,再外加入氧化鋅,繼續球磨1 h,得到的成釉漿備用。

微晶體防滑釉漿的細度控制:作為微晶體熔質的氧化鋅,大顆粒更容易析晶,因為粗顆粒的氧化鋅抗高溫熔解能力強,相對的局部過飽和度較高,有助于微晶核形成,控制在80目篩余為0.1%～0.2%。

步驟(4)中所述防滑釉層的施釉技術方案為:釉漿調制密度為1.70～1.80 g/c m3,釉層厚度控制在1.6～2 mm。厚度比一般釉層厚,確保在高溫燒成過程中,釉流動性好,同時能在釉層與釉面垂直的方向使晶體出現較大的懸浮空間,且能在釉料析晶過程中形成較大的渦流,才能促成微晶體的生長發育,從而形成具有防滑功能的微晶體釉層。

步驟(5)中所述防滑釉層的燒成工藝:燒成溫度1 190℃,然后下降到1 080℃,再回升到1 120℃保溫20 min,然后逐步降溫冷確,得到表面細膩又具有晶體防滑層的瓷磚。窯爐燒成氣氛為氧化氣氛。

步驟(5)中燒成溫度對結晶體的影響很大,溫度過高會熔化晶核,不易出現結晶體或只出現極少數的大結晶體和殘晶或者表面粗糙;溫度太低則導致釉面的粘度大,晶體太小,數量多而不防滑。降溫后的保溫時間是決定結晶體多少和大小的關鍵,結晶溫度接近熔點時晶花少而大,遠離熔點則晶體多而小;降溫幅度超過250℃則不易結晶;另外,保溫時間的長短影響著晶體的大小,保溫時間過長,結晶體就會太大而不細膩。

此工藝能解決由于瓷磚表面太平滑,特別是瓷磚鋪貼在地面上有水時,太滑造成人員摔傷的問題,而微晶體瓷磚表面整體比較平整柔和,在柔和的釉面上同時兼備了防滑效果,釉面微晶粒間會形成微小凹槽,遇水時微小凹槽能產生物理吸盤和止滑的作用,利用大氣壓力,使地面摩擦系數大大增加,既實現遇水更防滑的效果,達到了防滑功能與表面柔和質感的完美結合,具有很高的實用價值。

3 具體實施方式

微晶體防滑瓷磚的生產方法包含如下關鍵步驟:

(1)制定微晶體防滑釉料配方及原材料制備;

(2)基釉配料并預球磨成半成釉漿;

(3)加微晶核材料再球磨得到微晶體防滑釉漿;

(4)先淋一層底釉,然后在底釉層表面再淋一層防滑釉漿層;

(5)在特定溫度條件下燒成表面形成微晶體防滑層,從而得到一種微晶體防滑瓷磚。

步驟(1)中微晶體防滑釉漿的配方組成為(%):石英25,石灰石18,鈉長石20,黑泥6,三氧化二鋁4,氧化鋅27。

其中,微晶核材料選用的是氧化鋅,微晶核與氧化硅在高溫煅燒過程中化合成硅鋅礦形成微晶體,在配方中氧化鋅的加入量控制在23%～27%之間,氧化鋅的含量過多會增加析晶體數量,并導致釉面和晶花不光滑;氧化鋅含量太低,又會因高溫熔液的飽和度不夠而不能形成微晶體;Al2O3加入量不應大于3%～4%,否則會因其提高釉粘度而影響晶體發育。

步驟(1)中所述防滑釉層材料的制備:準備粒徑為Φ0.15 mm 的石英粉,粒徑為Φ2.0 mm 的鈉長石,及粒徑為Φ1.0 mm 的石灰石、黑泥,以及粒徑為Φ1.0 mm的氧化鋅。

步驟(2)中將上述基礎釉料裝入球磨機,其中料∶球∶水(%)=1∶1∶0.6,球磨時間為40 h,所得釉漿過325目標準篩,篩余0.4%,得到半成釉漿備用;

步驟(3)中所述的工藝方法為:在完成步驟(2)后,再外加入氧化鋅,繼續球磨1 h,得到的成釉漿備用。

其中,微晶體防滑釉漿的細度控制,作為微晶體熔質的氧化鋅,大顆粒更容易析晶,因為粗顆粒的氧化鋅抗高溫熔解能力強,相對的局部過飽和度較高,有助于微晶核形成,控制在80目篩余為0.15%。

步驟(4)中所述防滑釉層的施釉技術方案為:釉漿調制密度為1.70～1.80 g/c m3,釉層厚度控制在1.9 mm。厚度比一般釉層厚,確保在高溫燒成過程中,釉流動性好,同時能在釉層與釉面垂直的方向使晶體出現較大的懸浮空間,且能在釉料析晶過程中形成較大的渦流,才能促成微晶體的生長發育,從而形成具有防滑功能的微晶體釉層。

步驟(5)中所述防滑釉層的燒成工藝:燒成溫度為1 190℃,然后下降到1 080℃,再回升到1 120℃保溫20 min,然后逐步降溫冷確,得到表面細膩又具有晶體防滑層的瓷磚。窯爐燒成氣氛為氧化氣氛。

步驟(5)中燒成溫度對結晶體的影響很大,溫度過高會熔化晶核,不易出現結晶體或只出現極少數的大結晶體和殘晶或者表面粗糙;溫度太低則導致釉面的粘度大,晶體太小,數量多而不防滑。降溫后的保溫時間是決定結晶體多少和大小的關鍵,

如上工藝方法所得的一種微晶體防滑瓷磚,防滑層具有納米級的微小晶粒,晶粒間會形成微小凹槽,遇水時微小凹槽能產生物理吸盤和止滑的作用,利用大氣壓力,使地面摩擦系數大大增加,既實現遇水更防滑的效果。有效解決了由于地面濕水變滑造成人員摔傷的問題,達到了防滑功能與表面柔和質感的完美結合,具有很高的實用價值。