一种高质量卫生陶瓷乳浊釉的研制

刘文文

摘 要：采用常见的陶瓷原料，通过合理的釉料配方设计及调整，研制出了一种较高釉面质量的卫生陶瓷用乳浊釉，并探讨了配方中主要的原料对釉料的影响，为后续卫生陶瓷企业在提高产品的釉面质量方面提供了借鉴和帮助。

关键词：釉料;卫生陶;釉面质量

1 引 言

釉料作为重要的陶瓷材料，在提高陶瓷产品质量方面起到了至关重要的作用。如何提高卫生陶瓷产品的釉面质量，提高卫生陶瓷产品的质量及档次，是当前诸多卫生陶瓷企业共同努力的目标，也是整个卫浴行业需要重视的问题。

“釉”指的是覆盖在陶瓷坯体表面上的类玻璃质薄层，使得陶瓷制品具有一定的稳定性和特殊的物理化学性能。目前，使用最为广泛的当属以氧化锆为乳浊剂的乳浊釉。但是，锆釉存在高温粘度大，不易铺展平滑，容易出现针孔、釉面粗糙等问题。因此，在卫生陶瓷釉料配方设计上，应该综合考虑生产工艺与成本，通过合理地调整各种原料在配方中的比例，力求使釉料达到较好的乳浊效果、较高的白度和釉面质量。

2 研制过程

2.1 配方原料

配制釉料所用的原料种类及其化学成分见表1所示。

2.2 工艺流程

配料—湿法球磨—釉浆检测—放釉—一次除铁过筛—釉浆调制—二次除铁过筛—施釉—烧成—分级—包装入库

2.3 釉料配方

经过多次配方实验确定釉料的配方范围如表2所示。

釉式如下：

2.4 工艺参数

料：球：水=1：（2.2-2.5）：（0.6-0.8）;

球磨时间：11.5-13.5h;

釉浆细度：400目细度<0.18%;

一次除铁过筛：180目;二次除铁过筛：200目;

釉浆比重：1.750-1.760g/cm3;

喷釉厚度：0.6-0.9mm;

烧成时间：16-20h;

采用手工循环线进行手工喷釉，喷完釉的釉坯装入干燥窑中，待干燥至水分低于1.5%以后进入隧道窑经1190-1220℃一次烧成。

2.5 釉料检测结果

釉料的化学组成见表3;

釉料始熔温度：1055-1075℃;

釉面光泽度：85-95GU;

釉面白度：80-85°;

热稳定性：20-130℃三次不裂;

吸污：优等（5级）。

其中上述光泽度及白度的测试分别使用的是WGG-60光泽度仪和WD型数显白度仪，直接可读出结果。

重点阐述热稳定性及吸污检测方法如下：

抗污能力检测：将产品或试片的表面用洁净的软布擦拭干净，在100cm2的表面上滴加3-4滴墨汁，然后用右手戴上橡胶手套握紧手指后将墨汁抹匀并用力反复研磨，3min后用水将其表面的墨汁冲洗干净，观察吸附在釉层表面黑色污点的多少。其中观察黑色污点个数时，应该将产品或试片拿至距离眼睛10cm处，且应该在光线良好处利用反射原理即可清楚地数出黑色污点的个数。                                                                                        热稳定性的测定：将产品或试片放置于电热鼓风恒温干燥箱中在130℃温度下烘烤3h，然后将其放入3℃的冰水中，待产品或试片温度降至常温后，再放置至一个装满红墨水溶液的容器内浸泡10min后（红墨水溶液要浸没待测物体）取出观察釉面是否有裂纹。

3 实验讨论

3.1 硅酸锆的影响

硅酸锆为釉中的乳浊剂和增白剂。硅酸锆有较强的乳浊性，因而有较强的遮盖能力，能提高釉的化学稳定性、耐磨及耐碱性能。引入硅酸锆的的釉料，高温粘度大，可以扩大釉料的烧成温度范围，而且硅酸锆在釉中容易析晶，结晶晶粒细小。实验表面，硅酸锆的细度越细细，高温粘度越小，乳浊效果及釉面白度越好。经过试验数据表明，硅酸锆用量在10%-15%时效果最佳，但成本太高，因此经过多次配方调试，本配方中硅酸锆的使用量控制在9.5%时也获得了较好的釉面效果，而且使用的是粒径在1μm以下的超细硅酸锆微粉。

3.2 石英的影响

石英主要提供釉中的SiO2成分。釉中SiO2含量增加可以影响釉的许多性质，如提高始熔溫度，提高釉的粘度，增加釉对化学侵蚀的抵抗力，增加釉的机械强度和硬度，降低釉的平整系数等。釉的成熟温度随SiO2及AI2O3摩尔数的增大而相应提高。为得到光泽度较好的釉，乳浊釉区分布偏向于高硅铝比区（即SiO2/AI2O3大于10的区域），而本实验的釉的SiO2/AI2O3=11.2符合此点。 所以当SiO2/AI2O3为11.2时，在1190-1210℃下能够形成平整度、光滑度很好的釉面。本配方中适当增加石英的用量提高了釉料的始熔温度，让釉熔体在高温时排气更加顺畅，减少了釉面针孔缺陷，同时提高了釉料的耐磨性。

3.3 方解石的影响

方解石主要提供CaO。CaO在高温时可降低釉料粘度，因此有利于将烧成过程中坯釉物化反应时产生的气体快速排出，从而减少釉面针孔。同时由于CaO有较高的的折射率和表面张力，因此提高了产品的釉面光泽度和平整度，但釉中CaO含量太高时，容易使釉面变软，出现刮花现象。所以经过试验，本配方中方解石加入量为8%时即获得了较好的釉面效果。

3.4 白云石的影响

白云石为高温助熔剂。一方面白云石中含有碳酸镁，比碳酸钙更易拓宽釉料的烧成温度范围，同时它们作为网络外体相互配合可以有效促进石英的溶解和莫来石晶相的生成，有利于生成平整光滑且致密的釉面;另一方面可以提供氧化镁。可以拓宽釉料的熔融温度范围，减少釉面裂纹，通过与碳酸钙配合使用，也可以达到调控钙镁含量的目的，使得釉熔体在高温时的粘度、表面张力和流动性达到最佳，利于形成光滑平整的釉面，避免形成釉面小针孔，有利于形成高质量的釉面效果。

3.5 硅灰石的影响

硅灰石烧失量小，且提供的CaO具有较强的助熔作用，不仅有利于减少或消除釉层中气泡，而且能相对减少釉层中未溶解的石英晶粒，对提高釉料的耐磨性，提高釉釉层透明度和光泽度都能起到作用。但是加入量不宜过多，一般控制在6%-12%之间，因为加入量过多时容易导致析晶或导致釉面无光。因此本实验配方中引入的硅灰石用量为10%。

3.6 氧化锌的影响

氧化锌不仅可以降低釉料的烧成温度和高温粘度，减少釉面针孔，而且可以提高釉的表面张力，有利于形成平滑的釉面。另外，氧化锌具有较高的折射率，釉中加入适量氧化锌，提高了釉层的折射率，从而提高了釉面的光泽度。釉中氧化锌可以提高釉的弹性，缓冲有害反应力对釉层的破坏，进而改善产品的热稳定性，降低釉的膨胀系数，扩大釉的熔融温度范围。但是当加入量过多时会提高釉的耐火度，粘度也显著提高，易使得釉结晶。而且氧化锌成本也较高，因此经过多次配方调试，本配方氧化锌用量控制在2%时即获得了较好的釉面效果。

3.7 亚锂辉石的影响

亚锂辉石在高温时熔融时产生的Li2O，具有强助熔作用，可以显著降低釉的高温粘度，使釉熔体流动性更为良好，烧后釉面光滑平亮，而且其具有较低的热膨胀系数，可以提高釉的耐热冲击性和热稳定性，特别是能降低烧成过程中的急冷和缓冷阶段的开裂不良。所以本实验引入少量的亚锂辉石，一方面起到助熔作用，烧后使得釉面平整光滑，另一方面可提高釉料的热稳定性。

3.8 熔块的影响

809熔块属于高锌乳浊类熔块，使用范围宽，坯釉结合度高，烧成后光泽度好。其在釉中起到熔剂的作用，可以适当调整釉料的始熔温度及高温时釉的粘度和表面张力，可以有效提高釉面质量，使得釉面光滑平整、无针孔釉泡等缺陷，但需要控制其用量，用量过多时釉面易出现针孔缺陷。因此本配方中809熔块的用量控制在2.5%时即获得了较好的釉面效果。

4 结论

（1）要想获得高质量的釉料，则在设计釉料配方时，应该充分考虑几个方面：适当提高釉料的始熔温度;使釉料的熔融温度范围尽可能的宽;使釉熔体的高温粘度和表面张力适中;使坯釉有良好的结合性能。

（2）白云石替代部分方解石，适当增加镁的含量，可以提高高温时釉的表面张力，扩大釉的熔融温度范围，使得釉料能适应窑炉的波动而不改变性能。

（3）在配方中使用硅灰石这种烧失量小的原料，减少了釉层中的气泡的同时避免了釉面出现细小的针孔，使得烧后釉面光滑、平整、致密，极有利于釉料的抗污性能的提高。

（4）超细硅酸锆对乳浊釉的白度及乳浊度有提高作用。

（5）亚锂辉石具有较低的热膨胀系数，可以提高有的耐热冲击性和热稳定性，本实验中引入少量的亚锂辉石达到了较明显的效果，烧成后釉面光滑致密，无小针孔，且热稳定性良好。

（6）通过合理的釉料配方设计，本实验最终制备出的高质量卫生陶瓷用乳浊釉的配方组成为（以质量份数计算）：钾长石：16.2-18.2份，钠长石：6.8-8.8份，石英粉：28-32份，煅烧氧化锌：1.5-2.5份，方解石：7.5-9.0份，白云石：3.5-5.5份;硅灰石：10-12份，普通氧化铝粉：2.5-5.0份，煅烧高岭土：5-7份，超细硅酸锆：8.5-10.5份，809熔块：2.5-5.0份，亚锂辉石2.5-5.0份。

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