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问:近年来全抛釉瓷砖作为一种新型环保节能的釉面砖迅速成为市场上热销的瓷砖产品。什么是全抛釉瓷砖?其生产工艺是什么?

2014-02-11

陶瓷 2014年11期
关键词:釉瓷坯体瓷砖

答:1简介

全抛釉瓷砖是通过在抛光仿古砖表面施一种特殊配方釉而制成的一种瓷砖。其坯体工艺类似于一般的釉面地砖,与抛光砖主要区别是它在施完底釉后印花,再施一层透明的面釉,烧制后把整个面釉抛去一部分,保留一部分面釉层、印花层、底釉,全抛釉瓷砖的主要目标是代替抛光砖。当前一般为透明面釉,施以全抛釉的全抛釉瓷砖集抛光砖与仿古砖优点于一体,釉面如抛光砖般光滑亮洁,同时其釉面花色如仿古砖般图案丰富,色彩厚重或绚丽。其釉料特点是透明不遮盖底下的面釉和各道花釉,抛釉时只抛掉透明釉的薄薄一层,效果更是别具一格。

全抛釉采用多层特殊制造工艺,将全透析釉料下彩技术结合先进印刷工艺,令花纹俯在下层,表面光洁剔透,独有釉料精抛工序,与抛光砖相比可减少90%的材料损耗,更加绿色环保;并且可取代稀缺昂贵的高档石材,降低建筑装饰成本,保护自然资源。

2 产品工艺介绍

目前市场上所出现的全抛釉料分为:全生料全抛釉;掺部分熔块(30%~50%) 全抛釉料;高熔块含量(>50%)全抛釉等几大类。由于成本因素市场上主流全抛釉为全生料全抛釉和少量熔块含量的全抛釉。

2.1 全抛釉的工艺流程

素坯→除尘→补水→淋底釉→淋面釉→印花或喷墨→淋抛釉→入窑烧成→出窑分检→粗抛、精抛→烘干→打蜡→磨边→分检→包装入库。

全抛釉瓷砖生产工艺与锆白亚光等传统釉面瓷砖产品的生产工艺相同,只不过增加了后续的抛光干燥打蜡等工序。所以瓷片全抛釉产品无需调整原坯体配方和烧成制度,使用相同坯体可与现有产品同窑生产。

2.2 釉线工艺参数

底釉、面釉、抛釉的比重为(1.82±0.02) kg/m3;流速为(35±5) s;施釉方式为淋釉;施釉量为(100±5) g。

2.3 抛光打蜡工序参数

1)抛釉机:2段32头;

2)打蜡机:A液增光,B液防污;

3)抛头目数配置:200目4个;300目6个;500目4个;800目6个;1000目3个;1500目3个;2000目3个;3 000目3个;

4)加工能力:6 000~7 000 m2/d。

2.4 干燥工序参数

①干燥窑一般为双层或三层;②干燥窑长度:50 m左右;③干燥温度:110 ℃;④热源:素烧或釉烧窑余热;⑤干燥周期:30~40 min。

2.5 烧成制度

烧成时间为60 min;测温环温度为1 096 ℃;窑长总共107节,其中1~17节为干燥窑。

若要生产出平整度好、外形尺寸规整的砖、热稳定性好、抛光后无针孔不吸污不藏污的产品是较为困难的。抛釉属于全熔块釉,这就要求其膨胀系数小以保证其热稳定性,而且透明度要高,才能较好地呈现釉层下的纹理,熔块的高温粘度大,才能保证烧成后釉层中气泡尺寸,远远小于肉眼分辨尺寸釉层抛光后“没有”气泡,不藏污,这些需要对抛釉熔块做特殊设计。若要保证好的砖形,还要对瓷片坯体组成底釉组成烧成制度等工艺参数进行控制。

问:抛光砖表面吸污的主要原因是什么?如何提高其性能?

答:瓷质抛光砖具有气孔率低、机械性能好、耐化学腐蚀、抗冻和耐磨等优点,被广泛地应用于家庭居室和公共场所的地面装饰。抛光砖在铺贴和使用过程中,水泥、填缝剂、油漆、墨水等污垢会沾附在砖面上,并且渗入砖体表面造成砖体表面吸污,影响清洁和美感。

1 抛光砖吸污的原因

1)瓷砖烧结只能消除其表面气孔,在瓷坯内仍残余4%~5%的闭口气孔。当瓷砖表面抛光后,这些闭口气孔暴露于瓷砖表面,形成开口气孔,使得抛光砖表面的耐污性下降。坯体中的气体主要来自成形后组成砖坯颗粒之间的空隙,其次是来自组成坯体的原料在烧结过程的氧化还原反应所放出的气体。这些气体在坯体烧结过程中随着颗粒的相互靠拢而逐渐逸出,但由于气体逸出需要一定的时间,如果烧成曲线不合理,就会影响气体逸出从而形成气孔。此外,还有少量气体在烧成过程中会被包裹在液相中而无法逸出,最终成为气孔。

2)由于坯体中石英颗粒和玻璃相的热膨胀系数相差很大,所以当坯体中粗颗粒石英含量过多或烧成中冷却制度不合理时,冷却时玻璃相就会受到较大的张应力而引起微裂纹,产品经过粗磨、细磨和抛光生产工序时,砖坯内的微裂纹会发生不同程度的扩展。这也是影响抛光砖耐污性的一个重要的原因。

3)晶粒在抛光过程中剥落,留下孔洞,而形成吸污面。

4)部分厂家为降低成本,产品烧成时温度过低,保温时间过短,配料不合理,虽然表面已烧结,但烧结程度不够。在抛光过程中,表面玻化较完全的部分被抛去,使得抛光表面玻化程度不够、开口气孔率较高。

2 提高抛光砖耐污性能的方法

2.1 提高烧结程度

采取合理的烧成制度,适当延长氧化分解阶段的时间,使坯体中的有机物得到充分的氧化分解,以便顺利排出反应所产生的气体。提高烧成温度,延长烧成周期,使坯体充分进行晶型转变,可促进玻璃相石的生成,使产品烧结良好,但成本较高。采用合理的冷却制度,减慢在573 ℃左右的降温速度,以避免石英颗粒在573 ℃晶型转变时,石英与玻璃相膨胀系数差异过大产生较大应力,而产生微裂纹。在不影响生产的情况下,可以增加钾长石、钠长石及石英的含量,适量减少粘土类的原料含量,调整配方中的铝硅比,以利于高温时玻璃相生成,从而提高瓷砖的瓷化程度,降低气孔率,提高产品的耐污性。

2.2 降低残留气泡的含量

在坯体配方中尽量用烧失量小的原料。可以使用部分熟料和烧失量少的快烧料(烧高岭土、烧滑石、烧锂辉石、烧石英、透辉石、硅灰石、叶腊石、透闪石、锂辉石、硅线石等原料),以加快反应和减少挥发组分排出,减少气相残留。要保证成形粉料的颗粒级配,应调整好压机的冲压次数和压力大小,使坯中的气体在成形过程中尽量逸出,降低坯体中的空隙率,使坯体均匀致密,提高坯体的致密化,降低气孔率。

2.3 降低残留石英的含量

通常石英会在1 200~1 300 ℃转化为方石英,可以适当延长陶瓷抛光砖在1 200 ℃以上的烧成时间,使已有石英转化为方石英,从而降低残余石英的含量,但是这会增加成本,减少窑炉寿命。可以减少石英原料的使用量,以降低抛光砖中残留石英的含量。瓷坯中SiO2晶相的急剧减少,能显著提高耐污性能,但也会使耐磨度、强度等性能降低,使坯体的变形增大。也可以通过延长石英的球磨时间,降低石英粒径;通过调整球石的大中小比例,以提高球磨效率,减少浆料中粗颗粒石英的含量,从而使石英在烧成过程中充分反应,降低残留的石英含量。

2.4 改善抛光过程

对抛光过程进行力学分析,优化抛光工艺,以消除对耐污性能影响较大的晶粒剥落缺陷的产生。完善抛光生产工艺时,适当调整磨头与抛光砖之间的相互作用力(精抛磨头主轴的横向和纵向作用力、磨头随主轴的振动情况)、磨削速度、磨削时间、磨削量等因素,以控制砖体内微裂纹扩展。

2.5 使用抛光砖防污剂

为了提高抛光砖的耐污性能,许多陶瓷生产厂家在抛光砖出厂前都使用防污剂对抛光砖表面进行处理。目前,市场上常用的抛光砖防污剂主要有:

1)以蜡为主体的防污剂,由于蜡只能在表面涂覆,且与基材的附着力不好,因此很快就失去了防污效果。

2)以含氢硅油为主体的乳液型或溶剂型的防污剂,其原理是含氢硅油与基材在催化剂作用下反应,生成一层防水防污膜。

3)抛光砖表面镀膜,如常用的超洁亮技术。

4)以有机硅树脂为活性组份的溶剂型防污剂。

5)组合型纳米防污剂,由A液、B液共同组成,组合使用。

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