黄春林 朱光耀

(佛山市三水新明珠建陶工业有限公司 广东 佛山 528131)

1 背景技术

传统的釉面瓷砖产品表面为平面玻璃体,表面比较光滑,防滑性能较差;而通过干粒防滑的工艺方法,能达到良好的防滑性能,但是表面太过粗糙,使用场所受到限制。为了克服现有的瓷砖产品在防滑方面的不足,笔者研制一种微晶体防滑瓷砖,该陶瓷砖表面相对平整,没有过大的起伏,不仅具有防滑功能,而且使用的场所不受限制,能适应在室内使用条件,地面清洁也很方便。

2 工艺方法内容

这种微晶体防滑瓷砖,其原理是在特种基釉里面添加粒径很粗的氧化锌,形成新的配方体系,在特定的烧成条件下,氧化锌与石英会结合成一种细微结晶体,微晶体与釉面结合在釉表面得到微晶体防滑层,微晶体防滑层具有纳米级的微小晶粒,晶粒间会形成微小凹槽,遇水时微小凹槽会注满水,当脚底或鞋底接触瓷砖表面时,水受压后会从微小凹槽中挤出,使凹槽孔内呈真空状态,从而使脚底或鞋底与瓷砖表面接触能产生物理吸盘和止滑的作用,利用大气压力,使地面摩擦系数大大增加,既实现遇水更防滑的效果。有效解决了由于地面湿水变滑造成人员摔伤的问题,达到了防滑功能与表面柔和质感的完美结合,具有很高的实用价值。

该微晶体防滑瓷砖及其生产方法,包含如下关键步骤:

(1)制定微晶体防滑釉料配方及原材料制备;

(2)基釉配料并预球磨成半成釉浆;

(3)加微晶核材料再球磨得到微晶体防滑釉浆;

(4)先淋一层底釉,然后在底釉层表面再淋一层防滑釉浆层;

(5)在特定温度条件下烧成表面形成微晶体防滑层,从而得到一种微晶体防滑瓷砖。

步骤(1)中,微晶体防滑釉浆的配方组成为(%):石英22～25,石灰石12～18,钠长石15～21,黑泥5～6,三氧化二铝3～4,氧化锌23～27。

微晶体防滑釉的配方说明:微晶核材料选用的是氧化锌,微晶核与氧化硅在高温煅烧过程中化合成硅锌矿形成微晶体,在配方中氧化锌的加入量控制在23%～27%,氧化锌的含量过多会增加析晶体数量,并导致釉面和晶花不光滑;氧化锌含量太低,又会因高温熔液的饱和度不够而不能形成微晶体;Al2O3加入量不应大于3%～4%,否则会因其提高釉粘度而影响晶体发育。

防滑釉层材料的制备:准备粒径为Φ0.15 mm 的石英粉,粒径为Φ2.0 mm 的钠长石,及粒径为Φ1.0 mm 的石灰石、黑泥,以及粒径为Φ1.0 mm 的氧化锌。

步骤(2)中,将上述基础釉料装入球磨机,其中料∶球∶水(%)=1∶1∶0.6,球磨时间为40 h,所得釉浆过325目标准筛,筛余0.2%～0.5%,得到半成釉浆备用;

步骤(3)中所述的工艺方法为:在完成步骤(2)后,再外加入氧化锌,继续球磨1 h,得到的成釉浆备用。

微晶体防滑釉浆的细度控制:作为微晶体熔质的氧化锌,大颗粒更容易析晶,因为粗颗粒的氧化锌抗高温熔解能力强,相对的局部过饱和度较高,有助于微晶核形成,控制在80目筛余为0.1%～0.2%。

步骤(4)中所述防滑釉层的施釉技术方案为:釉浆调制密度为1.70～1.80 g/c m3,釉层厚度控制在1.6～2 mm。厚度比一般釉层厚,确保在高温烧成过程中,釉流动性好,同时能在釉层与釉面垂直的方向使晶体出现较大的悬浮空间,且能在釉料析晶过程中形成较大的涡流,才能促成微晶体的生长发育,从而形成具有防滑功能的微晶体釉层。

步骤(5)中所述防滑釉层的烧成工艺:烧成温度1 190℃,然后下降到1 080℃,再回升到1 120℃保温20 min,然后逐步降温冷确,得到表面细腻又具有晶体防滑层的瓷砖。窑炉烧成气氛为氧化气氛。

步骤(5)中烧成温度对结晶体的影响很大,温度过高会熔化晶核,不易出现结晶体或只出现极少数的大结晶体和残晶或者表面粗糙;温度太低则导致釉面的粘度大,晶体太小,数量多而不防滑。降温后的保温时间是决定结晶体多少和大小的关键,结晶温度接近熔点时晶花少而大,远离熔点则晶体多而小;降温幅度超过250℃则不易结晶;另外,保温时间的长短影响着晶体的大小,保温时间过长,结晶体就会太大而不细腻。

此工艺能解决由于瓷砖表面太平滑,特别是瓷砖铺贴在地面上有水时,太滑造成人员摔伤的问题,而微晶体瓷砖表面整体比较平整柔和,在柔和的釉面上同时兼备了防滑效果,釉面微晶粒间会形成微小凹槽,遇水时微小凹槽能产生物理吸盘和止滑的作用,利用大气压力,使地面摩擦系数大大增加,既实现遇水更防滑的效果,达到了防滑功能与表面柔和质感的完美结合,具有很高的实用价值。

3 具体实施方式

微晶体防滑瓷砖的生产方法包含如下关键步骤:

(1)制定微晶体防滑釉料配方及原材料制备;

(2)基釉配料并预球磨成半成釉浆;

(3)加微晶核材料再球磨得到微晶体防滑釉浆;

(4)先淋一层底釉,然后在底釉层表面再淋一层防滑釉浆层;

(5)在特定温度条件下烧成表面形成微晶体防滑层,从而得到一种微晶体防滑瓷砖。

步骤(1)中微晶体防滑釉浆的配方组成为(%):石英25,石灰石18,钠长石20,黑泥6,三氧化二铝4,氧化锌27。

其中,微晶核材料选用的是氧化锌,微晶核与氧化硅在高温煅烧过程中化合成硅锌矿形成微晶体,在配方中氧化锌的加入量控制在23%～27%之间,氧化锌的含量过多会增加析晶体数量,并导致釉面和晶花不光滑;氧化锌含量太低,又会因高温熔液的饱和度不够而不能形成微晶体;Al2O3加入量不应大于3%～4%,否则会因其提高釉粘度而影响晶体发育。

步骤(1)中所述防滑釉层材料的制备:准备粒径为Φ0.15 mm 的石英粉,粒径为Φ2.0 mm 的钠长石,及粒径为Φ1.0 mm 的石灰石、黑泥,以及粒径为Φ1.0 mm的氧化锌。

步骤(2)中将上述基础釉料装入球磨机,其中料∶球∶水(%)=1∶1∶0.6,球磨时间为40 h,所得釉浆过325目标准筛,筛余0.4%,得到半成釉浆备用;

步骤(3)中所述的工艺方法为:在完成步骤(2)后,再外加入氧化锌,继续球磨1 h,得到的成釉浆备用。

其中,微晶体防滑釉浆的细度控制,作为微晶体熔质的氧化锌,大颗粒更容易析晶,因为粗颗粒的氧化锌抗高温熔解能力强,相对的局部过饱和度较高,有助于微晶核形成,控制在80目筛余为0.15%。

步骤(4)中所述防滑釉层的施釉技术方案为:釉浆调制密度为1.70～1.80 g/c m3,釉层厚度控制在1.9 mm。厚度比一般釉层厚,确保在高温烧成过程中,釉流动性好,同时能在釉层与釉面垂直的方向使晶体出现较大的悬浮空间,且能在釉料析晶过程中形成较大的涡流,才能促成微晶体的生长发育,从而形成具有防滑功能的微晶体釉层。

步骤(5)中所述防滑釉层的烧成工艺:烧成温度为1 190℃,然后下降到1 080℃,再回升到1 120℃保温20 min,然后逐步降温冷确,得到表面细腻又具有晶体防滑层的瓷砖。窑炉烧成气氛为氧化气氛。

步骤(5)中烧成温度对结晶体的影响很大,温度过高会熔化晶核,不易出现结晶体或只出现极少数的大结晶体和残晶或者表面粗糙;温度太低则导致釉面的粘度大,晶体太小,数量多而不防滑。降温后的保温时间是决定结晶体多少和大小的关键,

如上工艺方法所得的一种微晶体防滑瓷砖,防滑层具有纳米级的微小晶粒,晶粒间会形成微小凹槽,遇水时微小凹槽能产生物理吸盘和止滑的作用,利用大气压力,使地面摩擦系数大大增加,既实现遇水更防滑的效果。有效解决了由于地面湿水变滑造成人员摔伤的问题,达到了防滑功能与表面柔和质感的完美结合,具有很高的实用价值。