衛(wèi)生陶瓷原料與泥釉料配方探究

陳澤峰

（佛山市恒潔衛(wèi)浴有限公司，佛山 528137）

1 前言

衛(wèi)生陶瓷作為常見的日用品，給人們帶來了較大的生活便利，在一定程度上提升了人民的生活質(zhì)量[1]。而在現(xiàn)代工藝、技術(shù)等要素支撐下，相關(guān)廠家或技術(shù)人員除了要重視消費者的需求，還應(yīng)理清衛(wèi)生陶瓷的原料間的關(guān)系，了解其配料及注意事項，以在提升衛(wèi)生陶瓷質(zhì)量的同時，提升自身專業(yè)素養(yǎng)。

2 衛(wèi)生陶瓷基本概念

結(jié)合現(xiàn)代社會需求、工藝技術(shù)等要素的衛(wèi)生陶瓷主要是以人們?nèi)粘Ｈ债a(chǎn)為基點，所制作的具有實際用途的帶釉制品，如廚房的衛(wèi)生潔具等。以其品質(zhì)材料看，其主要包含四類，即吸水率＜0.5%的瓷、吸水率＜0.5%的半瓷、吸水率＜12%的精陶、吸水率＜18%的熟料陶。其中性能最好的材料為瓷制品。大型器具、大型器具等主要以熟料陶為主材料，而其他材料主要應(yīng)用于小型器具等的制備。而結(jié)合其工藝的及材料的不同，其可以被分為瓷質(zhì)衛(wèi)生陶和陶質(zhì)衛(wèi)生陶瓷。其中，由于前者與后者工藝差異較大，因此其吸水率較低，如前者吸水率≤0.5%。而后者吸水率為8.0%＜吸水率≤15.0%。從工藝層面看，主要包含有一次燒成、石膏模澆注成型、燒成窯爐等，以一次燒成為例，其主要是指利用1250～1280℃溫度環(huán)境，以其10%～20%鉀長石、30%～40%石英、20%～30%高塑性粘土為原材料，以滑石、長石等為輔料，燒制而成。從更細的角度，看其產(chǎn)品類型，其主要包含洗面器、小型衛(wèi)生陶瓷等，具體如表1 所示。

表1 衛(wèi)生陶瓷細化分類

3 衛(wèi)生陶瓷原料與泥釉料配方

3.1 衛(wèi)生陶瓷原料

衛(wèi)生陶瓷的原料較多，本文主要分析其黏土類、石英類、長石類原料等。

3.1.1 粘土類原料

（1）黏土基本概念

粘土主要是指基于多種混合物而形成的細而分散、顏色多樣的礦物體。其成因具體可分為風(fēng)化殘積、熱液蝕變型、沉積型粘土礦床。

（2）粘土的構(gòu)成

受到多種因素影響，粘土的性能會影響其構(gòu)成，通常情況下，可將其分為化學(xué)構(gòu)成和礦物構(gòu)成。

①化學(xué)構(gòu)成

其核心構(gòu)成要素為H2O 結(jié)晶水、A12O3、SiO2。同時，其也含有一定的TiO2、Fe2O 等有色氧化物，MgO、CaO 堿土金屬氧化物，Na2O、K2O 的含堿金屬氧化物[2]。而化學(xué)構(gòu)成對于衛(wèi)生陶瓷制作的影響在于，提升可塑性、耐火性等，如SiO2較多時，會降低其可塑性，提升其燒制后的收縮效果。

②礦物構(gòu)成

黏土一般有多重微型的礦物綜合構(gòu)成，少有單一礦物構(gòu)成。其中其常見的混合礦物有水云母、高嶺石、葉蠟石等。同時，不同的礦物構(gòu)成會直接影響?zhàn)ね恋男阅?，如伊利石類H2O 較少，而K2O 較多。

（3）粘土衛(wèi)生陶瓷的工藝性質(zhì)

①膨脹性

其主要指是在粘土結(jié)合水后，其體積會有一定量的增大。究其原因，粘土具有一定的毛細管力、滲透力以及吸附力等，在吸水后，粘土的膠體、晶層之間會出現(xiàn)一定變化。由此其有外膨脹、內(nèi)膨脹兩類。

②可塑性

其主要是指在結(jié)合粉碎粘土，并加入調(diào)和水后，并配以一定外力，粘土能被做成任意的形狀，且不會出現(xiàn)開裂等情況。同時，在撤離外力后，其能夠保持原狀。

③結(jié)合性

其主要是指該材料能夠融合其他原料，形成具有干燥強度、可塑性強的泥團，如非塑性原料等。

④離子交換性

其粘土的離子層在被燒制的過程中，其晶格內(nèi)部或斷鍵離子會失去，繼而導(dǎo)致其帶電荷，而這就對導(dǎo)致其必須吸附一定的負離子來維持穩(wěn)定。

⑤觸變性

其主要是指在調(diào)和粘土?xí)r，在攪拌、振動泥團過程中，其流動性會逐漸增加，而粘度會逐漸降低，在靜置一段時間后，其又會恢復(fù)[3]。同時，若將同樣性質(zhì)的泥團放置一段時間，那么其粘度會逐漸增加，如出現(xiàn)固化、粘稠等情況。

（4）粘土對于衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)的意義

第一，粘土可提升衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)過程的可塑性，即為其成型、樣式等奠定良好基礎(chǔ)；第二，其能保障釉料、注漿泥料的穩(wěn)定性、懸浮性[4]；第三，其顆粒雖然具有分散特性啊，但其能夠結(jié)合多種物質(zhì)，提升衛(wèi)生陶瓷的可靠性、安全性；第四，其能作為衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)的主體材料；第五，其能為衛(wèi)生陶瓷提供莫來石晶體，提升衛(wèi)生陶瓷結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

3.1.2 石英類原料

（1）石英石類型

石英石主要是指在地殼中獨立存在，且是單位的礦物主體。其中，以二氧化硅的結(jié)晶態(tài)為主。同時，由于外界因素的影響，其形狀和純度也具有一定差異。如石英砂、石英巖、水晶等。

（2）石英石性質(zhì)

結(jié)合其石英石表征、結(jié)構(gòu)，其主要由SiO2構(gòu)成，擁有少量的雜質(zhì)，如SiO2、MgO、CaO 以及Al2O3等[5]。同時，其在高溫下能夠與堿金屬氧化物形成其它物質(zhì)，如玻璃體、硅酸鹽等。從其轉(zhuǎn)化性質(zhì)看，其具有低溫迅速轉(zhuǎn)化和高溫慢速轉(zhuǎn)化的特征。

（3）石英石在衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)中的應(yīng)用

首先，由于其具有惰性屬性，因此能有效調(diào)節(jié)泥料，提升衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)的可塑性；第二，石英石的應(yīng)用，有利于衛(wèi)生陶瓷胚體生產(chǎn)的體積設(shè)計；第三，石英石的應(yīng)用，可提升衛(wèi)生陶瓷的強度；第四，有助于釉料性能的發(fā)揮。

3.1.3 長石類原料

（1）長石類原料基本性質(zhì)與種類

作為衛(wèi)生陶瓷的關(guān)鍵材料，長石類材料通常應(yīng)用于泥料、釉料等環(huán)節(jié)，具有較好的熔劑效果。因此一般其用量較大。而結(jié)合當前已知長石，其主要有以下四個類型：鉀長石（K2O·Al2O3·6SiO2）、鈉長石（Na2O·Al2O3·6SiO2）、鈣長石（Na2O·Al2O3·6SiO2）、鈣長石（BaO·Al2O3·2SiO2）。

（2）長石對衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)的應(yīng)用

首先，在高溫熔融長石后，不僅能夠補充Na2O、K2O等堿金屬氧化物，還能提升衛(wèi)生 陶瓷坯體溫度控制效果[6]；其次，熔融狀態(tài)的長石，可有效分解石英顆粒、部分高嶺土分解產(chǎn)物等；其三，熔融后的長石，可作為晶體間的填充物，以降低衛(wèi)生陶瓷坯體空隙，提升其密度；其四，由于其長石具有惰性屬性，可避免胚體干燥后的形變情況，可降低干燥時間等。

3.2 泥釉料配方

（1）衛(wèi)生陶瓷泥釉漿

衛(wèi)生陶瓷的釉料主要是指覆蓋在衛(wèi)生瓷體上的一薄層玻璃態(tài)物質(zhì)，其厚度一般在0.2～0.8mm。釉層可以降低坯體的吸水率，使制品表面光滑，提高其機械強度和抗腐蝕能力。各種顏色釉對美化制品的外觀，增加產(chǎn)品的花色品種，提高產(chǎn)品的檔次發(fā)揮著重要作用。

（2）衛(wèi)生陶瓷釉料分類

①按光學(xué)性質(zhì)和外觀形態(tài)可分為:透明釉、乳白釉、顏色釉、藝術(shù)釉四種。但目前使用最廣泛的是乳白釉和顏色釉。藝術(shù)釉由于生產(chǎn)技術(shù)要求高，目前用得還較少。透明釉基本不用。

②按釉的制備方法可分為:生料釉、部分熔塊釉、熔塊釉、鹽釉但衛(wèi)生陶瓷釉一般是生料釉，現(xiàn)在為了改善釉面質(zhì)量和降低釉的成熟溫度，傾向于在釉方中引入部分(<30%)高始熔點的熔塊[7]。

（3）衛(wèi)生陶瓷釉料基本特征

①釉的基本化學(xué)特征釉在化學(xué)上與玻璃相近如，瓷釉對熱膨脹系數(shù)有嚴格要求，般比玻璃的膨脹系數(shù)要小，因此從化學(xué)成分上更富(SiO2+Al2O3+B2O3) 瓷釉中K2O+Na2O 含量應(yīng)在10%以下。

②衛(wèi)生陶瓷釉廣泛引入乳濁劑。由于衛(wèi)生陶瓷坯體含著色氧化物較多，為提高其白度或色釉的鮮艷度，現(xiàn)在所有的白釉和大部分色釉都加入乳濁劑。常用的乳濁劑有:SnO2、ZrSiO4、TiO2加入乳濁劑后，對釉的高溫粘度和表面張力會造成影響，因此在擬定配方時必須考慮到這一點。

（4）衛(wèi)生陶瓷釉料基本配方

結(jié)合不同需求、不同目的，衛(wèi)生陶瓷釉料的配方主要如表2 所示。

表2 衛(wèi)生陶瓷釉料的配方

（5）衛(wèi)生陶瓷釉料的工藝注意事項

①釉面不光滑，橘皮

其主要表現(xiàn)形式：不光滑，橘皮。其形成原因：施釉太薄，或施釉時釉料未經(jīng)攪拌均勻。其解決措施為：

釉料濃度調(diào)節(jié)適中，充分攪拌過篩；施釉時，根據(jù)不同釉料厚度要求，適當施釉。

②開片釉很難開片

其標正為：開片釉，表面無裂紋。其原因為：釉料的膨脹率及收縮率與坯體的膨脹率及收縮率不一致；降溫太慢；出窯時未開片，一段時間后陸續(xù)開片。其應(yīng)對措施為：在窯溫降到500℃時，可將窯門快速打開后5s，快速關(guān)上，留一條縫，讓作品接觸冷空氣，快速降溫后開片；出窯時，可將作品放入冷水中浸泡，可加速開片；開片釉開片效果通常會持續(xù)幾天陸續(xù)開片，可幾日后查看。

4 衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)工藝

首先，泥漿配料、攪拌。其配料主要為白泥、水玻璃、水混合攪拌等，需注意應(yīng)在8 小時攪拌成為泥漿；其次，注漿。需注意，漿注漿前先對模具進行清掃、擦模、灑粉、合模、緊固模，再進行注漿，注漿經(jīng)過2 小時30 分石膏?？s水并注到標準孔滿為止；其三，連接水箱及修粗坯。座廁底部與水箱連接采用泥漿加礦物質(zhì)；其四，風(fēng)干、烘干。自然晾干5～7 天到達8 成干后方可送入烤房采用電腦控制燃料為石油氣烘干總過程經(jīng)8 個階段共13h；其五，檢查坯體。檢查坯體用煤油擦坯體的連接處、表面、底部、打孔處并檢查有沒有裂紋。同時，在此基礎(chǔ)上平整度、線條、擦灰塵、上水、防止脫釉；其六，噴釉。噴七遍，厚度為0.5～0.7mm；最后，燒成。其具體流程如圖1 所示。

圖1 衛(wèi)生陶瓷工藝生產(chǎn)流程

綜上所示，在衛(wèi)生陶瓷工藝生產(chǎn)流程中，原材料、釉料非常重要，對產(chǎn)品的質(zhì)量、形狀、功能等擁有十分重要的作用。因此，相關(guān)技術(shù)人員、廠家，應(yīng)結(jié)合衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)工藝流程，重視原材料的把控，并依據(jù)自身實際情況，選擇符合標準的釉料配方，以提升產(chǎn)品最終的生產(chǎn)效果，以促進自身更好的發(fā)展。