一種防滑釉面的研制

王彥君 石棋 王永強(qiáng) 陳志川 肖惠銀

摘 要：本實(shí)驗(yàn)采取熔塊干粒法，得到釉面手感和防滑性能良好的釉面配方。通過(guò)調(diào)整后續(xù)拋光階段磨頭的組合，在防滑的基礎(chǔ)上改善釉面效果和質(zhì)感。最后比較了防滑釉面與目前市場(chǎng)上主流產(chǎn)品的性能（包括抗熱震性、硬度、耐化學(xué)腐蝕性等），綜合各方面性能考慮，防滑釉面能夠滿(mǎn)足生產(chǎn)和市場(chǎng)要求。

關(guān)鍵詞：防滑釉面；干粒；拋光；性能

1 前言

近幾年來(lái)，各種高檔拋光磚、全拋釉、釉下彩飾微晶玻璃等產(chǎn)品紛紛推出，市面上的產(chǎn)品琳瑯滿(mǎn)目。然而在美化環(huán)境的同時(shí)，隨之而來(lái)的地面抗滑安全問(wèn)題卻日漸突出，國(guó)內(nèi)公共場(chǎng)所地面過(guò)于光滑導(dǎo)致意外滑倒而致傷致殘等事件不斷上升，地面防滑已經(jīng)成了公共安全的新問(wèn)題。國(guó)外對(duì)公共行走地面和工作場(chǎng)所地面防滑問(wèn)題非常重視，都相應(yīng)制定了嚴(yán)格的安全要求和嚴(yán)厲的處罰標(biāo)準(zhǔn)。

國(guó)內(nèi)建筑陶瓷地磚防滑研究起步較晚，技術(shù)文獻(xiàn)和相關(guān)專(zhuān)利報(bào)道以制備工藝技術(shù)題材為多：如公開(kāi)號(hào)CN102491789A[1]、CN201011090[2]、CN101445393[3]、CN102731164A[4]發(fā)明專(zhuān)利均涉及一種防滑印刷釉及其制造方法和應(yīng)用，CN202658086U[5]、CN201011090[2]、CN1974471[6]發(fā)明專(zhuān)利涉及了制備工藝和其它方面的內(nèi)容。毛瑞和梁柏清等[7]采用傾斜平臺(tái)法對(duì)目前市場(chǎng)普遍使用的各種地磚品類(lèi)進(jìn)行測(cè)試發(fā)現(xiàn)，只有廣場(chǎng)磚、耐磨磚和部分仿古磚防滑級(jí)別可以達(dá)到R10～R11，絕大多數(shù)陶瓷地磚產(chǎn)品濕防滑性能都較差，存在較大的安全隱患。目前防滑瓷磚主要是通過(guò)噴灑或涂抹防滑劑、腐蝕劑，選用特殊材料、凹凸模具[8]、高溫印花釉等方式將磚體表面制成具有宏觀或微觀的凹凸起伏不平的結(jié)構(gòu)[9]，利用這種結(jié)構(gòu)和鞋底在壓力下產(chǎn)生的機(jī)械咬合作用以及真空吸附作用達(dá)到防滑效果。在上述方法中，采用凹凸模具設(shè)計(jì)提升防滑級(jí)別是最常用方法，其缺點(diǎn)是一旦達(dá)到R10和R11，防污能力明顯變差；噴灑或涂抹防滑劑、腐蝕劑和使用防滑印花釉的方法存在使用一定時(shí)間容易失效的問(wèn)題，并且大多數(shù)表面效果簡(jiǎn)單，人工刻畫(huà)痕跡很重，無(wú)法實(shí)現(xiàn)天然石材的細(xì)膩紋理、豐富層次和通透感。本實(shí)驗(yàn)采取熔塊干粒法，通過(guò)將具有不同熔融溫度、高溫粘度和折射率的透明干?；旌?，在克服傳統(tǒng)防滑方法缺點(diǎn)的同時(shí)成功制備出不同手感和裝飾效果的防滑釉面。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 樣品的制備

防滑釉面是通過(guò)在化妝土的表面布一層熔塊干粒來(lái)實(shí)現(xiàn)的。此熔塊干粒由多種熔塊混合，各個(gè)熔塊之間燒成溫度、高溫粘度、折射率都有一定的差異，正是這些特性，才能使得制備的釉面在具備防滑耐磨特性的同時(shí)也具有晶潤(rùn)光亮的特點(diǎn)，所以熔塊干粒的配比至關(guān)重要。防滑釉面的制備流程如圖1所示。干粒防滑的原理：一是能夠增大釉面摩擦系數(shù)；二是增大了物體與釉表面的接觸面積，如圖2所示。

2.2 表征方法

本實(shí)驗(yàn)采用可變傾斜角摩擦試驗(yàn)機(jī)（如圖3所示）測(cè)試釉面的防滑性能。該設(shè)備既可以用于濕態(tài)試驗(yàn)也可以用于干態(tài)試驗(yàn)，其是利用斜向推力原理，使壓力大小為172±10 kPa的氣壓驅(qū)動(dòng)裝置產(chǎn)生一快速增大至恒定大小的斜向推力模擬人正常行走時(shí)鞋跟的受力變化過(guò)程，通過(guò)不斷改變框架臂的傾斜角度，從而改變推力中水平分量和豎直分量的相對(duì)大小關(guān)系，直至由圓盤(pán)狀鞋底材料制成的直徑32 mm的摩擦測(cè)試墊與待測(cè)地面發(fā)生滑動(dòng)，通過(guò)傾斜角度換算得到其靜摩擦系數(shù)。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 原料對(duì)釉面性能的影響

本文所述透明熔塊干粒是由幾種不同熔融溫度的干粒按一定配比組成，滿(mǎn)足調(diào)整干粒層與坯的膨脹系數(shù)和熔融溫度的需要，熔融溫度為1100～1200 ℃，平均粒徑為0.1～0.25 mm。熔塊干粒的配方根據(jù)實(shí)際窯爐溫度和釉面效果進(jìn)行調(diào)整，范圍為（wt%）：納米剛玉：0～8，硅酸鹽熔劑原料：70～88，粘土類(lèi)物質(zhì)：10～22。制備流程如下：（1）按上述配方將配料入球磨機(jī)加水球磨，將料漿噴霧干燥制成粉料粒子，粒徑在0.12～0.40 mm之間；（2）將粉料裝在特定裝置容器中在火焰中煅燒，燒成溫度為950～1100 ℃，燒成周期為120 min；（3）將燒后粉料過(guò)篩并取0.13～

0.35 mm粒徑的顆粒備用。

為提高釉面的防滑性能，經(jīng)過(guò)初步的試燒實(shí)驗(yàn)基本確定以下3種熔塊干粒為優(yōu)選對(duì)象。表1和表2分別為熔塊干粒的顆粒級(jí)配和化學(xué)組成。

以干粒A、B、C作3因素3水平實(shí)驗(yàn)，將釉面的各項(xiàng)性能按百分比（防滑級(jí)別50%、磨耗15%、手感15%、表觀效果20%）計(jì)分作為主要判別依據(jù)。正交試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

根據(jù)表3中最佳結(jié)果A1B3C3與正交試驗(yàn)得出的最優(yōu)組合A2B2C3再作一組實(shí)驗(yàn)比較，結(jié)果如表4所示。

通過(guò)表4得出A2B2C3為此組正交試驗(yàn)的最佳方案，此方案中干粒效果與普通配方相比已經(jīng)有明顯改善。初步確定該配方，后續(xù)通過(guò)拋光磨塊的調(diào)整達(dá)到拋光釉面要求。

圖4是釉表層熔融的干粒效果。每顆干粒形成一個(gè)小突起，從而保證釉面的防滑性能。此外，經(jīng)過(guò)高溫?zé)珊螅闪１砻娴睦饨潜蝗廴?，所以在保證表面防滑的同時(shí)也能保持良好的手感。

3.2 拋光磨頭對(duì)釉面的影響

根據(jù)產(chǎn)品實(shí)際需求，有些防滑釉面需要采用特殊拋光處理。通過(guò)借鑒全拋釉的拋光參數(shù)，初步實(shí)驗(yàn)采用以下磨頭組數(shù)（見(jiàn)表5）。

采用表5方案拋光的切削量不夠，局部出現(xiàn)漏拋現(xiàn)象，需要添加目數(shù)更高的磨頭，為此調(diào)整為如表6所示的實(shí)驗(yàn)方案。

采用表6的磨頭方案拋光時(shí)，由于磚型的波動(dòng)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)白邊、露底的現(xiàn)象，同時(shí)磚面的拋光切削量偏大。調(diào)整磨頭組合，減少800目磨頭的組數(shù)，增加1000目磨頭的數(shù)量，調(diào)整實(shí)驗(yàn)方案如表7所示。

采用表7方案的磨頭配合拋光，切削量合適，不出現(xiàn)露底、白邊的問(wèn)題，同時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)漏拋問(wèn)題，此磨頭組合允許磚形有一定的波動(dòng)，光澤度和拋后整體效果都較合適。

3.3 防滑釉面的性能

普通天然砂巖石材通體存在大量的暗裂紋和氣孔，抗折強(qiáng)度一般小于20 MPa，有的吸水率較大因而容易滲污和滋長(zhǎng)霉菌，有些耐腐蝕性能和抗風(fēng)化能力較差。防滑系列產(chǎn)品表面防污性能和耐磨度好，耐酸耐堿、不風(fēng)化，底層坯體吸水率小于0.1%，抗折強(qiáng)度高。表8列出了防滑釉面與目前市面上主要產(chǎn)品的性能對(duì)比。從表8可以看出，防滑釉面的各項(xiàng)性能均有不俗的表現(xiàn)，可以為市場(chǎng)和消費(fèi)者提供更多的選擇。

4 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)通過(guò)將三種不同性質(zhì)的熔塊干?；旌?，成功制備出防滑性能和手感均良好的釉面。根據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際要求，對(duì)比了不同拋光磨頭對(duì)釉面的影響，通過(guò)調(diào)整磨頭的目數(shù)和組數(shù)，能夠滿(mǎn)足拋光需要而不會(huì)產(chǎn)生拋光缺陷。最后比較了防滑釉面和市場(chǎng)上主流產(chǎn)品的不同性能，通過(guò)對(duì)比得知：防滑釉面綜合表現(xiàn)較佳。

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