瓷質(zhì)拋光磚耐污性檢測(cè)和缺陷分析

許旭清

（國(guó)家輕工業(yè)陶瓷耐火材料質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)宜興站，宜興214221）

0 引言

目前市面上的各種瓷磚琳瑯滿目，多得讓人眼花繚亂。選擇瓷磚前應(yīng)對(duì)瓷磚進(jìn)行了解，瓷磚通常分為釉面磚、拋光磚、玻化磚及馬賽克。其中瓷質(zhì)拋光磚具有氣孔率低、機(jī)械性能好、耐化學(xué)腐蝕、耐磨性好、美觀大方等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用于家庭居室和公共場(chǎng)所的地面裝飾。但是拋光磚在鋪貼和使用過(guò)程中常有水泥、填縫劑、油漆、墨水等污垢沾附在磚面上，有時(shí)會(huì)滲入磚體表面造成表面吸污，產(chǎn)生明顯色斑和色差，嚴(yán)重影響瓷磚的整潔和整體美感，也使得不少消費(fèi)者向生產(chǎn)廠家和經(jīng)營(yíng)商提起投訴。通過(guò)檢測(cè)分析，本文主要探討拋光磚表面吸污的原因，就如何提高瓷磚燒結(jié)強(qiáng)度、降低殘留氣孔含量、改善拋光效果、使用防污劑、瓷質(zhì)拋光磚的挑選等方面提出建議。

1 拋光磚耐污性能的檢測(cè)

（1）GB/T3810.14-2006《陶瓷磚試驗(yàn)方法第14部分耐污染性的測(cè)定》。主要是將試液和材料(污染劑)與磚正面接觸，使其作用一定時(shí)間，然后按規(guī)定的清洗方法清洗磚面，觀察磚表面的可見(jiàn)變化來(lái)確定磚的耐污性。

（2）外國(guó)客戶現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)拋光磚耐污性時(shí)，常用三色油性筆法。首先用毛巾蘸取酒精將拋光磚表面的防污劑、石蠟、保護(hù)膜等擦除，然后用紅色、藍(lán)色、黑色三色油性筆分別在拋光磚上劃幾條線，保留一段時(shí)間，再用蘸取酒精的毛巾擦拭。若能擦拭干凈，則合格，反之不合格。此方法的優(yōu)點(diǎn)在于簡(jiǎn)單、快速，缺點(diǎn)在于不能測(cè)量拋光磚耐污性的等級(jí)。

2 拋光磚吸污的主要原因

2.1 內(nèi)部氣孔

測(cè)試分析發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)瓷磚的燒結(jié)只消除了其表面氣孔，而在瓷坯內(nèi)仍殘余4%~5%的閉口氣孔。當(dāng)瓷磚表面拋光后，這些閉口氣孔暴露于瓷磚表面，形成開(kāi)口氣孔，使得拋光磚表面的耐污性下降。磚坯體中的氣體主要來(lái)自成形后組成磚坯顆粒之間的空隙，其次是來(lái)自組成坯體的原料在燒結(jié)過(guò)程中的氧化還原反應(yīng)所放出的氣體。這些氣體在坯體燒結(jié)過(guò)程中隨著顆粒的相互靠攏而逐漸逸出，由于氣體逸出需要一個(gè)過(guò)程，而現(xiàn)在的瓷質(zhì)磚生產(chǎn)企業(yè)都采用快速燒成，如果燒成曲線不合理，就會(huì)影響氣體的順利逸出。此外，受窯爐內(nèi)氣壓的影響，還有少量氣體在燒成過(guò)程中會(huì)被一直包裹在熔融液相中無(wú)法逸出，最終變成為瓷磚內(nèi)的氣孔。

2.2 表面微裂紋

由于瓷磚坯體中石英細(xì)顆粒和新產(chǎn)生的玻璃相的熱膨脹系數(shù)相差很大，當(dāng)坯體中顆粒石英含量過(guò)多或燒成中冷卻制度不合理時(shí)，冷卻時(shí)的玻璃相就會(huì)受到較大的張應(yīng)力而引起微裂紋，產(chǎn)品經(jīng)過(guò)后期粗磨、細(xì)磨和拋光三道受力加工工序時(shí)，瓷磚體內(nèi)的微裂紋有不同程度的擴(kuò)展。微裂紋不同程度的擴(kuò)展造成產(chǎn)品耐污性明顯下降。

2.3 瓷磚燒結(jié)強(qiáng)度差

瓷磚內(nèi)的晶粒在拋光過(guò)程中剝落，留下空洞，形成吸污面。

2.4 瓷磚玻化不完全

部分廠家為降低成本，使得拋光磚的燒成溫度過(guò)低，保溫時(shí)間過(guò)短，再加上配料不合理，雖表面燒結(jié)，但是坯體的燒結(jié)程度不夠。在拋光過(guò)程中，表面?；^完全的部分被拋去，所形成的拋光表面玻化程度不夠、開(kāi)口氣孔率較高。

3 提高拋光磚耐污性能的方法

3.1 提高其燒結(jié)程度

要提高拋光磚的耐污性能，必須提高其燒結(jié)程度，可以采取合理的燒成制度。適當(dāng)延長(zhǎng)氧化分解階段的時(shí)間，使坯體中的有機(jī)物得到充分的氧化分解，以便順利排出反應(yīng)所產(chǎn)生的氣體。提高燒成溫度，延長(zhǎng)燒成周期，使坯體充分進(jìn)行晶型轉(zhuǎn)變，促進(jìn)玻璃相及莫來(lái)石的生成，使產(chǎn)品燒結(jié)良好。這種方法可以提高拋光磚的燒結(jié)程度，但是成本較高。與此同時(shí)，采用合理的冷卻制度，減慢在573℃左右的降溫速度，以避免石英顆粒在573℃晶型轉(zhuǎn)變時(shí)，石英與玻璃相膨脹系數(shù)差異過(guò)大，產(chǎn)生較大的應(yīng)力，而產(chǎn)生微裂紋。

其次，在不影響生產(chǎn)的情況下，可以增加鉀長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石及石英的含量，適量減少粘土類的原料，調(diào)整配方中的鋁硅比，以利于高溫時(shí)玻璃相的生成，從而提高瓷磚的瓷化程度，降低氣孔率，提高產(chǎn)品的耐污性。

3.2 降低殘留氣泡的含量

一方面，在坯體配方中盡量用燒失量小的原料?？梢允褂貌糠质炝虾蜔Я可俚目鞜希纾红褵邘X土、煅燒滑石、煅燒鋰輝石、煅燒石英、透輝石、硅灰石、葉臘石、透閃石、鋰輝石、硅線石等原料，以加快反應(yīng)和減少揮發(fā)組分排出，減少氣相殘留。另一方面，就是要保證成形粉料的顆粒級(jí)配，調(diào)整好壓機(jī)的沖壓次數(shù)和壓力大小，使坯中的氣體在成形過(guò)程中盡量逸出，降低坯體中的空隙率，以使坯體均勻致密，提高坯體的致密化、降低氣孔率。

3.3 降低殘留石英的含量

通常石英會(huì)在1 200℃～1 300℃轉(zhuǎn)化為方石英，可以適當(dāng)延長(zhǎng)陶瓷拋光磚在1 200℃以上的燒成時(shí)間，使已有石英轉(zhuǎn)化成方石英，從而降低殘余石英的含量，但是這種方法會(huì)提高成本，降低窯爐壽命?？梢試L試減少石英原料的使用量來(lái)降低拋光磚中殘留石英的含量。瓷坯中SiO2晶相的急劇減少，能顯著提高耐污性能，但也會(huì)使耐磨度、強(qiáng)度等性能降低，使瓷坯的變形增大。也可以通過(guò)延長(zhǎng)石英的球磨時(shí)間來(lái)降低石英粒徑；通過(guò)調(diào)整球石的大、中、小比例，以提高球磨效率，減少漿料中粗顆粒石英的含量，從而使石英在燒成過(guò)程中充分反應(yīng)，降低殘留石英含量。

3.4 改善拋光工藝

對(duì)拋光過(guò)程進(jìn)行力學(xué)分析，優(yōu)化拋光工藝，以消除對(duì)耐污性能影響較大的晶粒剝落缺陷的產(chǎn)生。完善拋光生產(chǎn)工藝時(shí)，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整磨頭與拋光磚之間的相互力(精拋磨頭主軸的橫向和縱向作用力、磨頭隨主軸的振動(dòng)情況)、磨削速度、磨削時(shí)間、磨削量等因素，使得磚體內(nèi)微裂紋擴(kuò)展的現(xiàn)象得到控制。

3.5 使用拋光磚防污劑

為了提高拋光磚的耐污性能，許多陶瓷生產(chǎn)廠家在拋光磚出廠前都使用防污劑對(duì)拋光磚表面進(jìn)行處理。目前，市場(chǎng)上常用的拋光磚用防污劑主要有幾大類：

（1）以蠟為主體的防污劑，由于蠟只能在表面涂覆，且與基材的附著力不好，因此很快就失去了防污效果。

（2）以含氫硅油為主體的乳液型或溶劑型的防污劑，其原理是含氫硅油與基材在催化劑作用下反應(yīng)，生成一層防水防污膜。乳液型的防污劑的固化速度慢，容易發(fā)生霉斑而影響磚的外觀；溶劑型的防污劑則因其產(chǎn)品加入催化劑使產(chǎn)品放出氫氣，導(dǎo)致在儲(chǔ)運(yùn)、使用時(shí)具有危險(xiǎn)性。

（3）拋光磚表面鍍膜，如常用的超潔亮技術(shù)。其缺點(diǎn)是：一般拋光磚的干摩擦系數(shù)都在0.5以上，而表面鍍膜后其干摩擦系數(shù)會(huì)在一定程度上有所下降。使用過(guò)程中拋光磚的保護(hù)膜會(huì)發(fā)生磨損，慢慢失去防污效果。

（4）以有機(jī)硅樹(shù)脂為活性組分的溶劑型防污劑，其原理是通過(guò)分子設(shè)計(jì)，合成出具有合適分子大小的有機(jī)硅樹(shù)脂，在催化劑作用下交聯(lián)，生成網(wǎng)狀的、有一定硬度、耐磨性好的硅樹(shù)脂交聯(lián)體，這種防污劑具有滲透性好、快干、防污效果持久等特點(diǎn)。雖然有機(jī)硅樹(shù)脂類的防污劑在防墨水方面有較好的性能，但是在防油性污漬方面性能欠佳。

（5）組合型納米防污劑，由A液、B液兩者組成，組合使用。其中A液富含高活性水性納米粒子，在水分蒸發(fā)后可以凝結(jié)成具有一定強(qiáng)度的塊狀固體；B液為浸潤(rùn)、鋪展性極佳的無(wú)色透明油性或水性液體，其有效成分在室溫下可以緩慢固化成透明憎水膜。這種納米防污劑具有反應(yīng)活性高、滲透力強(qiáng)、對(duì)磚體黏附性好以及填充性好的特點(diǎn)。

要解決陶瓷拋光磚表面吸污的問(wèn)題，就需要提高陶瓷拋光磚的耐污性能。可以從提高瓷質(zhì)拋光磚燒結(jié)程度、降低殘留氣泡含量、降低殘留石英的含量、改善拋光過(guò)程、使用防污劑等方面入手來(lái)提高拋光磚的耐污性能。

4 常用的瓷質(zhì)拋光磚的挑選方法

（1）看：主要是看拋光磚表面是否光澤亮麗、有無(wú)劃痕、色斑、漏拋、漏磨、缺邊缺腳等缺陷。查看磚底面上的商標(biāo)標(biāo)記，正規(guī)廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品背面都有清晰的商標(biāo)標(biāo)記，如果沒(méi)有或者特別模糊的，建議慎選。

（2）掂：就是試手感，掂分量。同一尺寸規(guī)格的產(chǎn)品，手感都比較沉，說(shuō)明瓷磚的密度相對(duì)高，產(chǎn)品質(zhì)量相對(duì)好一些，反之，手感較輕的產(chǎn)品質(zhì)量較差。

（3）聽(tīng)：用硬物輕輕敲擊瓷磚，若聲音清爽且回音綿長(zhǎng)，如敲擊銅鐘之聲，則瓷化程度高、強(qiáng)度高、吸水率低、耐磨性強(qiáng)、其耐污性較好，質(zhì)量好；若聲音混啞沉悶，則瓷化程度低（甚至存在裂紋）、耐磨性差、抗折強(qiáng)度低、吸水率高，其耐污性較差，易受污染，質(zhì)量較差。

（4）量：用量具測(cè)量，同批次兩塊拋光磚的邊長(zhǎng)尺寸偏差≤0.8mm為宜，同一塊瓷磚兩個(gè)對(duì)角線長(zhǎng)度的尺寸偏差；500mm×500mm產(chǎn)品≤1.2mm，800mm×800mm產(chǎn)品≤2.0mm，若超出這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，則質(zhì)量檔次要低一些，該批的瓷磚裝鋪時(shí)要多花功夫，其裝飾效果也會(huì)大打折扣。

（5）試：一是試鋪，隨機(jī)抽樣把同一型號(hào)不同包裝箱中的產(chǎn)品在地上試鋪若干，站在3米之外仔細(xì)觀察，檢查產(chǎn)品色差是否明顯，磚與磚之間縫隙是否平直，倒角是否均勻；二是試腳感，看滑不滑，不加水，注意瓷磚是否防滑，因?yàn)樵郊铀畷?huì)越澀腳。