墙地砖生产釉浆流速性能及常用添加剂研究

关宝强，牛占堂，刘 云，蔡芳君

（1.佛山市云思创陶瓷科技有限公司，佛山528000；2.佛山斯玛图科技有限公司，佛山528000）

关健词：釉浆流速；粘土；添加剂

1 前言

近年来，随着墙地砖生产工艺技术不断升级，竞争日趋激烈。低档产品逐渐被淘汰，中高端产品逐渐成为中国陶瓷的主流。对于企业来说，产品的档次必须提升，并建立起良好的品牌口碑。这就逼迫生产工厂拥有创新能力的同时，也要提高产品的优等率和生产的稳定性。因此，原料的标准化，工艺的精细化，生产线的智能化，越来越成为陶瓷企业关注的焦点。

本文，回归到工艺的起点，对原料的釉浆性能及常用添加剂进行拆解，分析各个原料及添加剂对釉浆流速的影响，希望对生产中合理运用粘土及添加剂有所帮助。

本实验未采用正交实验分析法，主要由于某些因素已经是常识，单因素对比变化，更直观，更易凸显结论。

2 实验内容

2.1 实验材料

采用釉料常用化工矿物原料：钾长石，钠长石，碳酸钡，锻烧滑石，煅烧氧化锌，硅灰石，煅烧高岭土，高岭土，等。

陶瓷常用添加剂：三聚磷酸钠（川东），中粘羧甲基纤维素（斯玛图），防腐剂（斯玛图），等。

实验釉料基础配方如下，钾长石：25%，钠长石：20%，石英：15%，碳酸钡：10%，煅烧滑石：10%，硅灰石：10%，煅烧氧化锌：5%，煅烧高岭土：5%。

2.2 实验设备

采用常熟双杰仪器JJ1000电子天平进行配料称量；采用上海精晖仪器LND-1涂4粘度计进行流速测定；采用华洋仪器快速球磨机进行研磨。2.3实验条件

同一球磨机，统一球石重量600 g，每100 g原料球磨5～6 min；

细度控制：325目筛余0.2～0.5/100 g；

实验的环境温度及材料温度为室温20～30℃；各项流速数据均为三组实验的平均值。2.4实验方法

流速测试方法：采用涂4粘度计，对釉浆进行测试；实验釉浆球磨方法：均采用同样水分，即100 g干料加水40 g。

3 结果与讨论

3.1 各个化工矿物原料的流速情况对比

选取常用化工矿物原料：钾长石，钠长石，石英，碳酸钡，锻烧滑石，煅烧氧化锌，硅灰石，煅烧高岭土，高岭土，分别取样球磨。

分别取300 g；中粘甲基0.3 g；三聚0.6 g；水120 g；由表1可知：（1）除高岭土外，其它化工原料，悬浮性都较小；（2）高岭土是釉料配方中悬浮作用最重要的原料；（3）硅灰石虽有一定触变性，但含量较少，对基础配方的影响较小。

3.2 高岭土与三聚，甲基与三聚，不同加入量流速对比

表1 各个化工矿物原料的流速情况对比

由表 2 可知：（1）随着高岭土增加，流速变慢；（2）不加三聚，高岭土超过5%后，粘稠糊状，流不动；（3）三聚对高岭土的解胶效果很明显，但超过0.4后继续增加，流速变化不大，反而增加。

由表3可知：随着三聚含量增加，流速降低，但超过0.2变化已不明显。

由表4可知：随着甲基含量增加流速变大明显。

3.3 甲基与高岭土悬浮性以及随时间的变化的流速对比

表2 不同高岭土加入量流速

表3 不同三聚加入量流速

表4 不同甲基加入量流速

由表5可知：（1）甲基及高岭土都有增加流速的作用；（2）随时间的增加，使用甲基流速下降明显，使用高岭土流速并未下降反而上升。印证了甲基为有机悬浮剂易腐败变质，高岭土为无机悬浮剂不易变质的道理。

3.4 复证三聚对甲基及高岭土的解胶作用

由表6可知：（1）三聚对高岭土有明显解胶作用，三聚对甲基的解胶作用小，印证了三聚为无机电解质，主要对粘土起作用；（2）随三聚的用量增加，无论使用高岭土还是甲基的变化均较小。

3.5 防腐剂对流速的影响

由表7可知：无粘土情况下，随时间推移，釉浆变质流速变差，防腐剂能够起到保护作用。

3.6 其他化工矿物原料对流速的影响

由表8可知：（1）对流速的影响，熔块＜霞石＜硅酸锆；（2）硅酸锆对釉浆有一定影响，不同硅酸锆会有差异。

表5 甲基与高岭土悬浮性以及随时间的变化的流速对比

表6 三聚对甲基及高岭土的解胶作用表

表7 防腐剂对流速的影响（基础配方：100%；水：40 g；三聚0.2 g；甲基0.1 g）

表8 其他化工矿物原料对流速的影响（基础配方100%，甲基：0.1 g；三聚：0.2 g；水：40 g）

3.7 对比高岭土，其他粘土对流速的影响

由表9可知：（1）高岭土与气刀土比较接近；（2）球土略小于高岭土的粘性，且量大时较明显；（3）膨润土的粘性明显大于其它种类粘土。

3.8 对比三聚，其他解胶剂对流速的影响

由表10可知：（1）PC67及K233属于有机聚合物解胶剂，解胶能力要好于单一成分的解胶剂；（2）解胶剂在达到一定用量后，解胶能力已不明显。

3.9 对比甲基，其它悬浮剂对流速的影响

由表11可知：（1）甲基从低粘到高粘对流速的影响比较显著持续增大；（2）悬浮剂的用量与流速成正比关系；（3）复合悬浮剂，随用量的增加而变化不大，对于稳定生产是有利的。

4 结论

（1）各类原料都拥有本身的浆料特性，但悬浮作用最大的是粘土类原料。

表9 高岭土与其他粘土对流速的影响（基础配方100%；甲基：0.1 g；三聚：0.2 g；水：40 g）

表10 三聚与其它解胶剂对流速的影响（基础配方100%；甲基：0.1；水：40g；高岭土：10 g）

表11 甲基与其它悬浮剂对流速的影响（基础配方100%；三聚：0.2 g；水：40 g）

（2）三聚作为无机电解质主要对高岭土或原料中所含粘土成分起解胶作用，对于甲基类有机悬浮剂作用微小。

（3）随着时间温度的变化，甲基会变质，高岭土更稳定。

（4）三聚等解胶剂的解胶作用与流速的关系是抛物线状的，甲基等悬浮剂的悬浮作用与流速的关系是直线性的。

（5）防腐剂对加入甲基的釉浆有一定作用。

（6）不同类非常用材料对釉浆性能都有影响，使用前应先确认好。如：硅酸锆，熔块，霞石等。

（7）综合各项实验数据，为稳定工厂生产过程中的釉浆性能，笔者推论：如果釉浆中所用粘土能保证稳定，那么少加三聚类解胶剂并降低有机类悬浮剂的用量是有利的；若不能保证粘土稳定，则多加三聚类解胶剂，同时通过加防腐剂来稳定甲基类有机悬浮剂使其不易变质。