一種高硬度自潔釉的研制＊

董志軍

（唐山惠達(dá)陶瓷（集團(tuán)）股份有限公司 河北 唐山 063307）

一種高硬度自潔釉的研制＊

董志軍

（唐山惠達(dá)陶瓷（集團(tuán)）股份有限公司 河北 唐山 063307）

通過調(diào)整配方組成，引入高溫熔塊和超細(xì)硅酸鋯以改變釉中石英、硅酸鋯、玻璃相等礦物組成，使（－Si－O－）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)愈加趨于致密，最終達(dá)到提高自潔釉面硬度的目的。

高溫熔塊 超細(xì)硅酸鋯 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 硬度

前言

潔釉的陶瓷制品在檢驗、包裝、運輸過程中會受到摩擦而產(chǎn)生劃痕，影響產(chǎn)品的美觀。因此研制一種高硬度易潔釉面，有利于改善陶瓷產(chǎn)品的外觀和使用質(zhì)量。

納米易潔產(chǎn)品具有抗菌、易清潔的特點，對改善人類居住衛(wèi)生環(huán)境，增強(qiáng)消費者身體素質(zhì)，實現(xiàn)人居環(huán)境舒適，人體健康、高效的目標(biāo)等方面都將起到積極的推動作用。這種易潔產(chǎn)品主要分為3類：一是引入納米涂料直接涂于陶瓷表面，可有效防止污染物的粘附；二是在產(chǎn)品表面施一層納米液體聚合硅，經(jīng)低溫二次燒烤粘附于產(chǎn)品表面，從而使產(chǎn)品易清潔；三是在產(chǎn)品底釉上再施一層納米釉料，經(jīng)高溫一次燒成，獲得高平滑釉面，使產(chǎn)品變得易清洗。雖然這種納米自潔釉面有諸多優(yōu)點，但也有一定的缺陷。

引入納米涂料或納米液體聚合硅的陶瓷產(chǎn)品，其表面是一層有機(jī)質(zhì)，表面硬度（用維氏硬度定量表示）遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于陶瓷制品。一次燒成的納米易潔產(chǎn)品是經(jīng)過1 200～1 230℃燒制而成（如市售的自潔釉產(chǎn)品），其礦物成分主要由玻璃相組成，還有少量的莫來石晶體和微量的殘留石英，它的表面硬度也低于普通白釉的硬度。帶有易

1 試驗內(nèi)容

1.1 技術(shù)方案

通過引入適量熔塊、超細(xì)硅酸鋯，調(diào)整釉的化學(xué)組成以調(diào)整釉中石英、硅酸鋯、玻璃相等礦物組成，使（－Si－O－）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越致密，達(dá)到提高釉面硬度的目的。并通過改變顆粒級配，粒度（≤10μm）控制在70%～80%，使所研制的釉面更加趨于光滑平整。施有這種釉面的產(chǎn)品在使用過程中，粘附在產(chǎn)品表面的污垢特別容易清潔，而且環(huán)保、衛(wèi)生，我們稱這種釉面為自潔釉面。

1.2 所用原料

主要原料包括石英、高嶺土、Al2O3、鉀長石、方解石、滑石、ZnO、熔塊、超細(xì)硅酸鋯、電解質(zhì)等。所用原料的化學(xué)組成見表1。

表1 原料的化學(xué)組成（質(zhì)量%）

1）所用熔塊是一種高溫熔塊，其熔融溫度為1 500～1 700℃。其中Si、Al含量的總量較高（達(dá)到了75%以上），并且Na的含量較低（≤2%），這就保證了這種熔塊具有較高的始融點，并使（－Si－O－）網(wǎng)絡(luò)趨于致密。

2）超細(xì)硅酸鋯屬四方晶系，晶體形態(tài)呈四方柱和四方雙錐組成的短柱狀晶形，集合體呈粒狀，其粉體粒徑非常小，平均為1～1.5μm，可以提高釉面硬度。

1.3 釉料配方

表2列出了普通白釉、普通自潔釉與高硬度自潔釉9個實例的原料配比。其中1?！?＃為高硬度自潔釉的配方組成實例。

表2 原料配比（質(zhì)量%）

1.4 綜合指標(biāo)

對表2的所列配方進(jìn)行全面分析總結(jié)，得到如表3所示各項綜合指標(biāo)。采用日本理學(xué)公司HMV－2TEF維氏硬度儀，對上述釉面進(jìn)行了硬度測試。

表3 綜合指標(biāo)

表3所列配方中，普通白釉釉面針孔較少，光澤度一般，硬度較高；普通自潔釉釉面針孔較多，光澤度較好，但硬度較低；1＃、2＃、4＃、7＃、8＃硬度稍低；3＃、6＃硬度較高但釉面光澤度稍差；9＃硬度較高，光澤度一般但高溫流動性較差；5＃配方硬度值為610kgf/mm2，高于普通白釉的硬度580kgf/mm2，釉面耐磨性有了明顯提高，且釉面質(zhì)量較好，即為所研制的高硬度自潔釉配方。通過系統(tǒng)試驗得到高硬度自潔釉料配方組成見表4。

表4 高硬度自潔釉料配方組成（質(zhì)量%）

1.5 高硬度自潔釉料配方的化學(xué)組成（見表5）

表5 高硬度自潔釉配方的化學(xué)組成（質(zhì)量%）

2 生產(chǎn)工藝條件

2.1 高硬度自潔釉適宜的工藝參數(shù)

釉漿的粒度（≤10μm）控制在70%～80%，其它工藝參數(shù)與生產(chǎn)保持一致，高硬度自潔釉適宜的工藝參數(shù)見表7。

表6 高硬度自潔釉適宜的工藝參數(shù)

2.2 高硬度自潔釉的施釉工藝

在坯體上先施一層普通乳濁白釉作為底釉，這種底釉燒后呈有光澤的白色；再將高硬度自潔釉（采用手工或機(jī)械手）噴涂在底釉上作為面釉。底釉厚度為0.7～1.0 mm，面釉厚度為0.1～0.2mm。

2.3 燒成制度

采用隧道窯一次燒成，燒成周期為16～21h，最高燒成溫度為1 200～1 230℃，保溫時間為30～60min，燒成氣氛為氧化氣氛。

3 結(jié)語

采用高硬度自潔釉配方制造的衛(wèi)生陶瓷制品，具有以下顯著優(yōu)點：

1）釉面硬度有了顯著提高，釉面磨損程度明顯降低，釉面劃傷缺陷明顯減少，提高了制品合格率。

2）所研制的自潔釉始熔點顯著提高，擴(kuò)大了燒成范圍，釉面針孔缺陷明顯減少，改善了釉面質(zhì)量。

1 陸小榮.陶瓷工藝學(xué).長沙：湖南大學(xué)出版社，2005

2 杜海清，唐紹裘.陶瓷原料與配方.北京：輕工業(yè)出版社，1986

TQ174.4

A

1002－2872－（2011）06－0026－02

董志軍（1976－），大專，工程師；主要從事衛(wèi)生陶瓷泥釉料配方技術(shù)開發(fā)的研究。E－mail：tsdongzhijun@126.com