拋釉磚防滑工藝技術研究

鄧江文 王瑞峰 楊慶霞 劉任松 王彥君 賴文琦

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摘 要：根據市場上普通拋釉磚類產品普遍存在著防滑性能差，安全性能有待提高的特點，本文選擇采用防滑劑對拋釉磚做后期防滑處理作為基準點，探討不同防滑劑、不同防滑劑工藝方案、防滑劑不同用量和不同使用時間對拋釉磚防滑性的影響，得出拋釉磚后期防滑處理的最佳工藝方案，提高拋釉磚類產品的防滑性能。

關鍵詞：拋釉磚;防滑劑;后期工藝處理;防滑性能

1 前 言

建筑陶瓷作為我國一個傳統制造業，前人對坯料配方、釉料配方、工藝控制等方面做了長足深入的研究。然而因為陶瓷磚所采用的國家標準中沒有對陶瓷磚的防滑等級和防滑性能作具體要求，使得生產企業過多地注重產品表觀豐富的圖案和絢麗的色彩以獲得消費者的青睞，卻忽略了產品防滑的性能。與歐美等發達國家對建筑物和公共場所地面防滑要求明確規定生產企業必須在產品包裝標識標注產品防滑性能或防滑級別等信息不同，我國在建筑陶瓷地磚防滑性能研究方面起步較晚。2015年時我國才首次在新發布的國標中納入了防滑性能技術標準指標，使得國內建陶生產企業不得不重視產品的防滑性能并深入開展研究各種防滑工藝。[1～6]

拋釉磚因其表面光澤度高、顏色豐富鮮艷，符合國人的審美要求而快速成為國內市場上最為流行的產品品類。正因為光滑，拋釉磚類產品普遍存在防滑性能差的缺點，在人流量大的場合使用容易出現人員滑倒的現象，尤其是磚面上有水或者油時更容易出現上述問題。因此，如何增強拋釉磚類產品的防滑性能，是行業內亟需解決的問題。

本文參考石材的防滑處理工藝，選擇防滑劑對拋釉磚做后期防滑處理。經防滑劑處理后的釉層表面具有大量肉眼不可見的凹凸變化，從而增強拋釉磚的防滑性能。本文通過探討不同防滑劑、不同工藝方案、防滑劑不同用量和不同作用時間對拋釉磚防滑性的影響，結合產品的耐化學腐蝕性能和耐污染性能，總結出拋釉磚后期防滑處理的最佳工藝方案，提高拋釉磚類產品的防滑性能。

2 實驗過程

2.1 實驗防滑劑材料

防滑液的選用要求非常高，既要能腐蝕釉層，使產品的防滑性能大幅提升，又不能腐蝕過于嚴重，使產品的耐化學腐蝕、耐污染等性能明顯下降。本文選用了市場上三種不同類型的防滑劑進行測試對比，其中防滑劑A為廈門某建材有限公司生產的地面水性防滑劑G520、防滑劑B為上海某防滑防護科技有限公司提供的中性型防滑劑、防滑劑C為東莞市某納米材料科技有限公司生產的硅丙親水型防滑劑。

2.2 試驗工藝方法

在800mm×800mm規格拋釉磚打蠟后的磚面上快速均勻涂抹一定量的防滑劑，讓防滑劑在磚坯表面停留一段時間后沖洗晾干，再分別檢測測試樣板的防滑系數、耐化學腐蝕性和耐污染性，并與沒有應用防滑劑的常規產品作對比、分析，確定出相應的工藝參數。

3 檢測方法

陶瓷磚表面的防滑機理和檢測設備是根據物理學的摩擦原理設計的。在目前國際防滑測試方法中，美標的動態摩擦系數法和擺錘法比較適合表面粗糙度較小的陶瓷磚的防滑測試。[6，7]本文結合耐化學腐蝕性能和耐污染性能，選用這兩種防滑測試方法作為檢測方法，具體操作方法如下文所示。

3.1 動態摩擦系數法

采用美式BOT-3000E儀器進行防滑測試，具體操作為：使用一個自行走裝置在待測陶瓷磚表面上水平來回移動，陶瓷磚表面需緊密鋪砌形成一個平展的測試區，測試長度可人工調整。自行走裝置拖動一個由200g重塊垂直正壓在Φ9mm橡膠摩擦塊上所組成的摩擦組件，摩擦組件與陶瓷磚水平面滑動接觸，用于測試干或濕狀態下陶瓷磚表面的滑動摩擦系數，如圖1所示。

3.2 擺錘法

該方法主要是模擬人腳在行走過程中，后腳跟與陶瓷磚接觸瞬間所產生的滑動力，即根據“擺的位能損失等于安裝于擺臂末端橡膠塊滑過樣品表面時，克服表面等摩擦所做的功”這一基本原理，來計算橡膠塊和陶瓷地磚表面的摩擦系數。

擺錘法是一種比較適合潮濕條件下防滑項目測試的方法，其評價等級如表1所示，示意圖見圖2。

3.3 耐化學腐蝕性測試[8]

按照GB/T4100-2015《陶瓷磚》附錄G標準，采用GB/T ?3810.13-2016 ?陶瓷磚試驗方法 ?第13部分：耐化學腐蝕性的測定方法，進行試驗樣板的性能測試。

3.4 耐污染性測試[9]

按照GB/T4100-2015《陶瓷磚》附錄G標準，采用GB/T ?3810.14-2016 ?陶瓷磚試驗方法 ?第14部分：耐污染性的測定方法進行試驗樣板的性能測試。

4 結果與討論

4.1 防滑劑的選擇

采用三種不同的防滑劑進行實驗，其方案如下：在800mm×800mm規格拋光打蠟后的磚面上快速均勻涂抹相同量的防滑劑，讓防滑劑在磚坯表面停留1min后沖洗晾干，再分別檢測動態防滑系數、耐化學腐蝕性和耐污染性，并與沒有應用防滑劑的常規產品作對比。具體結果見表2。

如表2所示，通過防滑劑處理后的產品，采用美標方式檢測防滑性能，動態防滑系數都有所提高，但同時耐化學腐蝕性和耐污染性也有所降低。而上述兩項國標檢查內容的標準分別為耐化學腐蝕性至少GLB，耐污染性大于等于4級。

根據上述實驗，雖然防滑劑A提高產品的防滑性能最明顯，但是經過防滑劑A處理后的產品耐化學腐蝕性為GLC、耐污染性為3級，均不符合國標規定。而另外兩種防滑劑處理后的產品在耐化學腐蝕和耐污染性方面均滿足國標要求，因此最終選擇防滑劑B作為項目所用防滑劑，并進一步實驗工藝方案和用量。

4.2 防滑劑工藝方案對拋釉磚防滑性能的影響

拋釉磚產品在燒成后還要經過拋光、上蠟兩道工序，前述實驗方案中防滑劑都是在上蠟后的產品表面直接應用防滑劑。但防滑劑也可以采用在拋光前使用其它工藝組合，項目通過研究防滑劑B在不同工藝組合中對產品防滑性能的影響，確定使用防滑劑的工藝方案。具體實驗方案及結果見表3，其中防滑劑的使用量為800mm×800mm規格產品上使用80ml，在磚坯表面停留1min后沖洗干凈。

如表3所示，采用5種不同的工藝方案，產品的動態防滑系數有很大的差別，而耐化學腐蝕性和耐污染性沒有太大的變化。隨著防滑劑使用工序的推后，產品的防滑性能越強，上蠟后的兩種方案的動態防滑系數都有較大幅度的提升，尤其是拋光、上蠟、除蠟、防滑劑的工藝方案的動態防滑系數為0.49，已經滿足美標0.42的最低要求。后續實驗按拋光、上蠟、除蠟、防滑劑的工藝操作。

4.3 防滑劑用量對拋釉磚防滑性能的影響

防滑劑的用量是影響拋釉磚防滑性能的重要因素之一，在按前文研究內容固定防滑劑的工藝方案和停留時間，在800mm×800mm規格產品上實驗不同防滑劑用量對防滑性能以及內質的影響。具體實驗結果見表4。

如表4所示，隨著防滑劑用量的增加，產品的防滑性能逐步提高，動態防滑系數從防滑劑用量40ml時的0.36增加到防滑劑用量120ml時的0.77。但是，耐化學腐蝕性和耐污染性也逐步降低，當防滑劑用量為100ml時耐污染性降到3級;防滑劑用量為120ml時耐化學腐蝕性為GLC，耐污染性僅為1級。

上述實驗結果說明防滑劑對釉層有一定的腐蝕性，用量過大時會嚴重腐蝕釉層表面，從而使產品的耐化學腐蝕性和耐污染性受到影響。根據上述實驗，在800mm×800mm規格產品上的防滑劑用量為80ml時，其防滑性能、耐化學腐蝕性和耐污染性達到比較理想的效果。

4.4 防滑劑作用時間對拋釉磚防滑性能的影響

防滑劑在磚坯表面的作用時間也是影響拋釉磚防滑性能的重要因素，在按前文研究內容固定防滑劑的工藝方案和80ml的用量，實驗防滑劑在磚坯表面的作用時間對防滑性能以及內質的影響。具體實驗結果見表5。

如表5所示，隨著防滑劑在產品表面作用時間的逐步提升，產品的防滑性能逐步提高，動態防滑系數從防滑劑使用時間10s時的0.23增加到防滑劑作用時間5min時的0.74。而耐化學腐蝕性和耐污染性也隨著防滑劑作用時間的增加而變差，其中耐化學腐蝕性在30s時變為GLB，5min時為GLC;耐污染性在20s時為4級，3min時為3級，5min時為2級。

上述實驗結果進一步說明防滑劑對釉層有腐蝕性，并且同樣釉料的防滑劑作用時間越長對釉層表面的腐蝕越嚴重，從而使產品的耐化學腐蝕性和耐污染性受到極大影響。根據上述實驗，防滑劑的作用時間為2min最合適，但是根據生產實際情況來看，處理時間越長，實際批量操作的難度就越大，因此最終將防滑劑在磚坯表面的作用時間確定在30s。雖然防滑性能有所下降，但是0.47的動態防滑系數已經足夠滿足日常使用，并且能加快生產效率。

5 結 論

本文通過研究不同防滑劑、不同防滑劑工藝方案、防滑劑不同用量和不同使用時間對拋釉磚防滑性的影響，得出如下結論：

（1）拋釉磚后期防滑處理的最佳工藝方案如下：

a）將燒成后的產品按常規拋釉磚的工藝拋光打蠟;

b）將打蠟的磚坯表面的蠟水除掉;

c）在800mm×800mm規格的磚坯表面使用80ml的防滑劑B，不同規格的產品的防滑劑用量按產品規格等比例換算;

d）防滑劑在磚坯表面停留30s后清洗干凈。

（2）采用上述最佳防滑工藝處理的拋釉磚耐化學腐蝕性為GLB、耐污染性為4級。

參考文獻

[1] 綜合.陶瓷地磚不防滑急需標準來規范. 佛山陶瓷，2014.10.

[2] 王永強，陳志川，王少華，等. 陶瓷磚防滑性能檢測與應用探討[J]. 陶瓷，2016（8）：31-36.

[3] 肖景紅，趙江偉，羅淼春，等. 陶瓷地磚防滑性能評價標準的現狀分析[J]. 中國陶瓷，2017（2）：54-57.

[4] 王彥君，石棋，王永強，等. 一種防滑釉面的研究[J]. 佛山陶瓷，2016（06）：9-12.

[5] 龔明，況學成，張敏，等. 陶瓷地磚防滑性能的檢測與探討[J]. 江西化工，2016（4）：88-89.

[6] 趙江偉，肖景紅，李燕峰，等. 陶瓷地磚防滑性能的測試方法[J]. 佛山陶瓷，2014（9）：27-30.

[7] 盛正強. 陶瓷磚防滑性能檢測原理初探[J]. 佛山陶瓷，2019（10）：35-40.

[8] GB/T4100-2015《陶瓷磚》附錄G標準，采用GB/T 3810.13-2016 陶瓷磚試驗方法 第13部分：耐化學腐蝕性的測定方法[S].

[9] GB/T4100-2015《陶瓷磚》附錄G標準，采用GB/T 3810.14-2016 陶瓷磚試驗方法 第14部分：耐污染性的測定方法[S].