薄微晶柔光磚及其制備方法

程貴生，范新暉,2，李麗芳

（1 河源市東源鷹牌陶瓷有限公司，河源 517000 2 廣東天安高分子科技有限公司，佛山 528031）

1 前言

名貴的天然石材如大理石和玉石等，因其優(yōu)秀的視覺效果成為豪華裝修的優(yōu)選。但是，由于自然的大理石和玉石資源的匱乏，加上開采活動給環(huán)境帶來的損害，這些都導致了它們的推廣使用率較低。伴隨著人們生活品質(zhì)的增長，消費者對于建筑裝修材料的期望也在逐漸升級，他們更加注重實際應(yīng)用，而且更加關(guān)注環(huán)保、美觀以及高科技的人性化設(shè)計。這種趨勢極大地推動了建筑陶瓷與建筑裝修材料領(lǐng)域的迅猛崛起。作為一種普遍的裝修材料，陶瓷磚的外形、觸感以及透明度都會直接決定住宅的裝修效果，而且有耐磨度高、低吸水率的特性。

薄微晶陶瓷磚是一種將微晶玻璃復合在陶瓷玻化石表面的新型復合瓷磚。因磚體的表面層設(shè)有微晶玻璃層，不僅能提升其抗污染能力和亮度，還能減少自然石頭的輻射風險，是一種優(yōu)秀環(huán)保型綠色建筑材料。目前的微晶磚體由于微晶玻璃復合層厚度大，光澤反射現(xiàn)象直接影響到磚體的裝飾效果和實用性，致使磚面難以達到光澤清晰通透，仿自然玉石般的裝飾效果。本文中提到的薄微晶磚，其坯體厚度僅為常規(guī)微晶磚的1/2，而且其燒制造周期比常規(guī)微晶磚的時間縮短了40%。采用一次性高溫釉燒使得陶瓷坯體、花釉以及微晶玻璃層能夠同時經(jīng)歷一連串的物理和化學反應(yīng)，從而使得磚的質(zhì)地變得更加雅致、傳神，顯得清晰優(yōu)美，仿佛自然而然地形成，再現(xiàn)了真石的風貌，使得裝飾空間更富有藝術(shù)魅力。厚度減薄及燒成時間縮短，不但解決了生產(chǎn)成本高、能耗高、廢氣排量高的“三高”問題和產(chǎn)品的硬度差、熱穩(wěn)定性能差等問題。在目前國內(nèi)外經(jīng)濟形勢不好、原材料價格飛漲、能源緊張的情況下，這對于國內(nèi)生產(chǎn)微晶陶瓷復合磚的廠家來說，降低生產(chǎn)成本和響應(yīng)國家低碳環(huán)保的政策更有著重大的意義。

2 薄微晶柔光磚的生產(chǎn)方法

為了實現(xiàn)強度高、光澤明亮通透且具備自然玉石的裝飾效果等特性，且接近天然大理石、溫瑩通透的薄微晶柔光磚。首先將已經(jīng)用壓磚機處理過的磚坯放置1h，然后在85-250℃的環(huán)境下進行干燥處理。這次干燥的目的主要是去除磚體內(nèi)部的自然水分，并確保磚坯內(nèi)的水分含量低于其坯體總質(zhì)量的0.5%，獲得粗坯磚體后，對其表面進行噴灑水霧處理；在對坯體表面淋底釉后用噴墨設(shè)備進行圖像噴繪，接著進行第二次進干燥窯干燥，將其置于150℃的環(huán)境中干燥1-2min，并在噴墨印花的一面用140 目的空網(wǎng)印一層保護釉；保護釉的表面噴一層透明釉，透明釉的表面用瀑布式布料方式布一層透明細熔塊，這些透明細熔塊的粒度大小在20-140 目之間。將透明細熔塊的一面噴防護膠水，然后在150－250℃的環(huán)境中干燥1min，接著進行第三次干燥后入燒成窯爐，通過在1180-1195℃的高溫下燒制60-75min 獲得半成品后，采用由彈性模塊、啞光磨塊、研磨刷和纖維刷組成的拋光線，對半成品進行超潔亮處理，從而得到薄微晶柔光磚。

2.1 工藝設(shè)計

2.1.1 生產(chǎn)工藝流程圖

圖1 生產(chǎn)工藝流程

2.1.2 坯料的工藝技術(shù)要點

①制作過程：原料的配置→濕式球磨→篩選→混合陳腐→去除鐵質(zhì)→篩選→噴霧干燥→陳腐→混合→粉料輸送→成型。

②坯料需具有良好的塑性，坯體強度高，坯體易氧化，坯體硅鋁含量較高，抗變形能力強，燒成后強度高等特點。

③坯體熱膨脹系數(shù)與晶體熔塊顆粒熱膨脹系數(shù)匹配④燒失量小，降低了產(chǎn)品表面氣孔形成的概率。

2.1.3 釉料的工藝技術(shù)要點

①釉料裝飾可以是絲網(wǎng)印花、噴墨印花、滾筒印花，釉料的著色選擇發(fā)色穩(wěn)定，不受氣氛影響的色料；

②釉料裝飾包括點、線、面、圖案，花紋和肌理設(shè)計均取自天然的石材、木材、生物及動物；

③釉料裝飾的線、面、圖案在高溫燒制時與熔塊融化的玻璃液反應(yīng)，形成致密結(jié)合層。

2.2 磚坯的要求

對于磚坯，其需滿足的條件包括其能良好地和釉面結(jié)合，并且必須滿足在生產(chǎn)過程中對磚的形狀、強度、吸水性的要求。還要求壓磚機壓制后的磚坯在第一次干燥時，窯溫設(shè)定在250℃，并保持75min 的時長，磚坯內(nèi)的水分含量低于其坯體總質(zhì)量的0.5%。避免在后續(xù)工藝燒制過程中磚坯出現(xiàn)氣泡,從而造成產(chǎn)品缺陷。

磚坯在干燥窯出窯后對其表面進行噴水霧工藝，以此讓底釉和磚坯更加緊密貼合，進而提升坯體強度;故此要選用吸水率低于0.5%的成品磚坯做底磚，底磚配方組成如表1。

表1 底磚配方組成

2.3 釉料的要求

噴底釉：向干燥處理后的坯體表面噴底釉，底釉的流速為 7-8g/s， 比重為 1.4-1.6g/ml， 施加量為730-750g/m2，細度為經(jīng)325 目篩后干料重量百分比為0.4%-0.6%。底釉以質(zhì)量百分比計包括：SiO240%-55%、Al2O310%-15%、CaO 8%-10%、MgO 5%-8%、ZnO 10%-15%、K2O 4%-6%、Na2O 1%-3%、ZrO21%-3%、Sb2O31%-3%。再用噴墨機噴繪圖案，經(jīng)第二次干燥窯干燥，控制干燥溫度180℃、時間為2～3min。

噴保護釉：保護釉包括透明釉料和印膏，其質(zhì)量比為2-4:1；透明釉料按質(zhì)量百分比計包括透明釉粉60%-65%、羧甲基纖維素鈉0.2%-0.5%、三聚磷酸鈉0.2%-0.4%、氯化鋁0.3%-1%、硫酸鋁0.3%-1%、十二水合硫酸鋁鉀0.3%-1%和水32%-38%。保護釉經(jīng)過球磨10-12h，比重1.5%-2.0g/ml,流速為4.5%-5.0g/s，其細度為經(jīng)325目篩后干料重量百分比為0.3%-0.5%，比重為1.2-1.5，施加量為310-320g/m2。保護釉的作用是在干粒之間形成有效的填充效應(yīng)，使得釉面獲得恰當大小的半圓形凸起，改善表面結(jié)構(gòu)，提高防污效果；

施加顆粒熔塊：熔塊按質(zhì)量百分比計包括：Al2O35%-15%、SiO240%-55%、CaO 10%-18%、K2O 5%-10%、MgO 5%-12%、BaO 4%-10%、ZnO 2%-5%、Lu2O30.1%-0.5%。透明細熔塊的施加量為2328g/m2，施加厚度為0.8-1.2mm。保護膠水為甲基纖維素用乙醇、乙二醇預先分散或濕潤，然后加水溶解制成的有粘性的膠水，保護膠水的流速為4.0-4.5g/s，施加量為390-400g/m2。

2.4 燒制

依據(jù)拋釉的燒成特性，在燒成過程中需要經(jīng)歷升溫、保溫和降溫的過程階段，將薄微晶柔光拋釉的初始熔化溫度設(shè)定在1000±10℃是比較適宜的，燒成溫度范圍為1180-1195℃，燒成周期為60-75min。在將已經(jīng)被噴過熔塊顆粒面包的磚坯送入干燥窯烘干后進入燒成窯爐，必須對窯爐氣氛、燒成溫度以及燒成周期等參數(shù)進行調(diào)整，以確保色料、坯料、面釉能夠同步順利地完成各種化學反應(yīng)，從而增強磚體的熱穩(wěn)定性，防止產(chǎn)品出現(xiàn)瑕疵。因此，選擇一次性燒制的方法，通過在1180-1195℃的高溫下進行，并且每次燒制的時間為60-75min。這樣做的目的是為了讓熔塊顆粒釉中的各種元素成分在燒制過程中達到最理想的微觀狀態(tài)，實現(xiàn)最佳的匹配和融合狀態(tài)，這對于改善磚體表面結(jié)構(gòu)，增強防污能力以及色澤晶瑩通透等效果都非常有益。

2.5 磨邊、拋光

在釉燒完成后進入拋光工序。通常采用四道拋光處理過程，按照磚坯傳送的順序依次布置三組拋光機。第一組使用彈性磨塊作為拋光磨具的拋光機，其拋光介質(zhì)是由樹脂粘結(jié)的金剛砂磨料制成，磨料的細度范圍通常在100-240 目之間。第二組拋光機采用啞光磨塊作為拋光工具，其拋光介質(zhì)是由樹脂粘結(jié)的碳化硅和氧化鎂磨料制成，磨料的細度范圍通常在250-350 目之間。第三組是：采用研磨擦作為磨削工具的拋光機，其研磨擦的刷毛由硬質(zhì)塑料和碳化硅磨料構(gòu)成，磨料的粒度范圍在通常320-400 目之間。磨邊機則采用具有承載能力大、主軸剛度高、進刀行程長、防塵性能好、自動進刀補償改進等優(yōu)點的瓷質(zhì)磚磨邊倒角機，經(jīng)過磨邊，瓷磚顏色完整，長時間不會變色。

3 結(jié)論及意義

本文所描述的是制作薄微晶柔光磚的技術(shù)和過程，首先將磚坯進行第一次干燥，以排除其內(nèi)部的水分，并確保磚坯內(nèi)的水分含量不超過磚坯總重的0.5%，從而避免在燒制過程中可能產(chǎn)生的氣泡。磚坯干燥后噴水霧使底釉和磚坯能夠更好的貼合，提升強度，然后向坯體表面噴底釉，用噴墨機噴繪圖案，經(jīng)第二次干燥窯干燥；噴干粒釉，然后經(jīng)干燥窯第三次干燥后入燒成窯爐，經(jīng)過1180-1195℃高溫燒制60-75min 獲得半成品；半成品經(jīng)過磨邊和用樹脂拋光模塊組合進行柔拋，經(jīng)質(zhì)檢后打包作為成品。這種制作方法生產(chǎn)的薄微晶柔光磚，其特性包括高強度、清晰的色彩以及仿佛自然玉石般的裝飾效果，它們更像是天然的大理石，并且其光澤溫潤。