煅燒釉料對拋釉磚釉面防污性能的影響

劉任松　古戰文　潘超憲　鄧江文　劉江義　王瑞峰　馬占領

摘 要：本文從拋釉磚釉層中氣泡的殘留量特性出發，研究了煅燒方式、煅燒溫度、煅燒保溫時間對生料型全拋釉原料特性的影響，創新性研制了煅燒料相應的透明釉料配方，并制定相應的合理窯爐燒成制度。研究表明：在1110℃的溫度下煅燒生料型釉粉，煅燒保溫時間15 min，可改變釉料的工藝性能，降低釉料自身燒失，同時產生相對生料釉更多的玻璃相填充釉料顆粒之間的空隙，從而有效地減少拋釉磚透明釉層中殘留氣泡的大小和數量，提升了拋釉磚釉面防污性能。

關健詞：透明釉料；煅燒；防污性能

1 引言

從2009年以來，亮光全拋釉產品因其表面光滑明亮，色澤勻稱，圖案豐富多彩等優點而深受消費者的喜愛，一路走紅，成為國內建陶市場風行的主流。

拋釉磚與拋光磚類似，經過一系列的拋光工藝，其表面同樣也存在一些微細小的氣孔或毛孔，雖然拋釉磚的表面是一層類似玻璃的透明釉，比瓷質拋光磚的表面更致密，但是磚體中氣相的存在是不可避免的，而這些氣相的存在也正是造成拋釉磚吸污的主要原因[1-4]。

拋釉磚防污性能，與產品吸水率有關，還與產品釉層中或磚面的孔洞、閉口氣孔含量有關系[5]。因此要解決或提高拋釉磚的防污性能則需要盡可能地減少表面透明釉中殘留的氣泡量。受到資源和成本的制約，一般都采用現有生產拋釉磚的坯體，因此要減少釉層中氣泡的殘留量，首先從釉料方面入手。目前拋釉磚的全拋透明釉主要以全生料型或生料伴熔塊型的為主，釉料配方內的揮發物比較多，釉料自身燒失較大，在釉層熔融過程中就容易產生的大量氣體而無法及時排除，從而造成釉層中有大量大小不一的氣泡。

拋釉磚的透明釉配方中常用的釉用原料中灼減量較大的有方解石、碳酸鋇、粘土、高嶺土等，方解石在860 ～ 970℃高溫下分解生成CaO及CO2氣體，可減少釉層氣泡數量；滑石加熱到600℃左右就開始脫水，在880 ～ 970℃范圍內結構水完全排出；這些碳酸鹽類在高溫燒成時會分解產生氣體，導致釉面針孔、氣泡（閉口泡或開口泡），不利于拋釉磚釉面的防污性能；粘土類在高溫條件下會揮發出水分或其他有機物雜質，當溫度為1050℃時會轉化成莫來石，而莫來石機械強度高，可提高釉面硬度和透感。由此可見，采用陶瓷行業原料處理的常用方法 —— 煅燒，可以在煅燒過程中使原料的水分、有機物揮發，碳酸鹽分解，以提高物料純度，產生晶型轉變、固相反應，可改變物料工藝性能，從而獲得較好釉用原料性能[6]。

本項目在現有常規的全拋釉工藝技術基礎上，通過運用煅燒方式改變全拋釉原料的特性，同時調配相應的釉料配方和制定合理的窯爐燒成制度來綜合減少拋釉磚透明釉層中殘留氣泡的大小和數量，探討煅燒前后全拋釉料對拋釉磚拋后釉面防污性能的影響，從釉原料的特性方面來提升拋釉磚產品的高耐污品質和產品生產穩定可控性，為綜合提升拋釉磚釉面防污性能提供參考。

2 實驗

2.1試樣制備

實驗原料為工業純的釉用原料，按現生產使用防污性能最好的大生產全生料透明釉（編號：QSL-901）的配方稱取一定量的原料后，加入質量百分比為0.2%CMC、0.3%三聚磷酸鈉和45%水放入球磨罐中球磨，采用快速球磨機連續球磨，每100 g干料球磨10 min得到釉漿。當測量釉漿的球磨加工細度325目篩余< 0.1%之后放漿，用微波爐烘干至水分為7 ～ 8%，然后用20目篩網造粒，采用實驗壓機壓成長條磚，放置梯度電爐進行高溫煅燒，將煅燒后的長條磚破碎成粉料（編號：DSL-909）；根據實驗配方方案，在DSL-909煅燒粉料中加入適量的氣刀土、煅燒高嶺土和氧化鋁等原料球磨成透明釉漿，淋在化妝土的大生產坯上，用厚度為0.5 mm的刮釉器刮透明釉漿，烘干后放入全拋釉產品的生產窯爐燒成（最高儀表溫度為1175℃，燒成時間為68 min），燒成的磚拋光處理得到樣品。

2.2主要實驗設備

采用日本新光電子株式會社GS6202電子秤進行全生料釉粉配料；

采用廣東佛山市康思達液壓機械有限公司YDK-500B實驗壓機將全生料釉粉壓成長條磚；

采用湘潭儀器設備有限公司SXT-4-13-4型號梯度電爐對全生料釉粉長條磚進行高溫煅燒；

采用湘潭儀器設備有限公司電腦溫控式高溫影像儀對全拋透明釉料的熔融范圍進行測試；

采用廣東科達機電股份有限公司的新型往復式擺動式拋光機進行立體鏡拋；

采用科仕佳光電儀器有限公司生產的WGG60-Y4型光澤度計進行鏡面拋光磚面的光澤度測試；

采用深圳浩特爾電子技術有限公司生產的SO2便攜式電子放大鏡表征樣品的釉面情況，放大倍數：400 ×。

2.3實驗測試方法

防污性能測試：采用黑色鋼筆墨水在拋光除蠟后的磚面均勻涂抹，其后用踩踏方式進行破壞性處理，待磚表面的墨水測試24 h后，用清水和抹布進行清洗，從而對比測試前后產品釉面效果的變化；

耐污染性測定：按照GB/T4100-2015《陶瓷磚》附錄G標準，GB/T3810.14陶瓷磚試驗方法第14部分：耐污染性的測定方法。

3 結果與討論

3.1釉料煅燒溫度選擇

根據現生產使用防污性能最好的大生產全生料透明釉配方（編號：QSL-901）的燒成范圍和釉用原料的煅燒要求制定煅燒溫度。為了后期全生料釉料大批量煅燒時不籌建增添新設備或生產線，做到物盡其用，結合公司現有的燒制工藝平臺來選擇更為合適的煅燒平臺。現有墻地磚燒制工藝平臺有三種：地磚釉燒、瓷片素燒和瓷片釉燒，其中地磚釉燒窯爐最高溫度為1175℃，瓷片素燒窯爐最高溫度為1110℃，瓷片釉燒窯爐最高溫度為1030℃。將實驗壓機壓制的長條釉料磚，放置梯度電爐高溫煅燒，其煅燒效果如表1。

從表1可知，1110℃煅燒釉料，可提高物料純度，產生晶型轉變、固相反應，可改變物料工藝性能。如方解石（860 ～ 970℃分解）、滑石（600℃左右開始脫水，在880 ～ 970℃完全排出結構水）、高嶺土（1050℃時會轉化成莫來石）。同時又不會因煅燒溫度太高而使釉料呈熔融狀態，在批量煅燒過程時造成燒結的釉坯粘在輥棒上。因此選擇瓷片素燒燒成工藝平臺對全生料釉料進行煅燒。