高檔衛(wèi)生陶瓷釉料的研制

高檔衛(wèi)生陶瓷釉料的研制

0衛(wèi)生潔具產(chǎn)品的性能陶瓷對(duì)陶瓷產(chǎn)品的重要性顯而易見(jiàn)。釉的存在使陶瓷對(duì)液體和氣體具有不可透過(guò)性;釉附著在坯體表面,起著覆蓋層作用,給人以美的感覺(jué);釉還能防止陶瓷胎體受到污染,即使受到污染也很容易采用洗滌劑等清洗干凈,這對(duì)于衛(wèi)生陶瓷而言尤為重要,高檔衛(wèi)生瓷的易清潔性必須由優(yōu)質(zhì)的釉料來(lái)保證近年來(lái),我國(guó)陶瓷衛(wèi)生潔具產(chǎn)品的各項(xiàng)材質(zhì)性能和用水量等指標(biāo)已達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平,但其整體質(zhì)量與意大利、日本和西班牙等發(fā)達(dá)國(guó)家的衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)品相比還存在較大差距,主要表現(xiàn)在衛(wèi)生潔具的釉面質(zhì)量尚不理想。我國(guó)生產(chǎn)的衛(wèi)生潔具釉面光澤度較差,缺乏柔潤(rùn)感,釉面針孔和斑點(diǎn)等缺陷過(guò)多,破壞了釉面的整體外觀質(zhì)量試驗(yàn)主要以工廠現(xiàn)有配方為基礎(chǔ),對(duì)配方及其加工工藝進(jìn)行了改良優(yōu)化。通過(guò)研究遮蓋劑鋯英石的最佳有效粒度來(lái)確定其最優(yōu)添加量并對(duì)現(xiàn)有釉料配方進(jìn)行改進(jìn),降低釉料成本,提高釉料質(zhì)量,在目前的工藝中具有參考意義和推廣價(jià)值。1測(cè)試1.1原料組成分析試驗(yàn)采用的原料主要有灤縣砂巖、白砂巖、石英、長(zhǎng)石、蘇州土、白云石和氧化鋁等天然原料,其化學(xué)組成如表1所示。先將適量鋯英石加入攪拌磨中研磨一段時(shí)間,再將其與釉料按所需比例稱(chēng)量,然后將原料裝入球磨機(jī)中,加入適量水進(jìn)行研磨,隨后將所得釉漿加入攪拌研磨一段時(shí)間,經(jīng)過(guò)篩、除鐵后再經(jīng)施釉、燒結(jié)即可制得樣品。1.2差測(cè)試驗(yàn)樣品的粒度于室溫下在激光粒度分析儀上測(cè)試,型號(hào)為NKT5100。樣品的色差測(cè)試通過(guò)NR60CP型色差計(jì),利用模擬與人眼感色靈敏度相當(dāng)?shù)姆止馓匦缘臑V光片,用它對(duì)樣板進(jìn)行測(cè)光,并在模擬光源下通過(guò)電腦軟件測(cè)定顯示出色差值。樣品表面超微結(jié)構(gòu)的形貌使用PhenomPro型掃描電子顯微鏡進(jìn)行觀察。1.3組合的選擇1.3.1基礎(chǔ)配方的選擇試驗(yàn)中的釉料配方為工廠現(xiàn)在使用的配方,其釉面質(zhì)量和生產(chǎn)穩(wěn)定性良好,成本適中,使用中未出現(xiàn)過(guò)大批量釉面缺陷,綜合性能較好,故以此作為本試驗(yàn)的基礎(chǔ)釉料配方,以節(jié)約優(yōu)化試驗(yàn)時(shí)間。1.3.2組合的優(yōu)化調(diào)整鋯英石作為釉料中的遮蓋劑,通過(guò)控制初始粒徑來(lái)使燒結(jié)后硅酸鋯粒度盡可能多地保持在有效粒度范圍內(nèi),從而提高釉料白度1.3.3塑料材料的制備按上述試驗(yàn)方案和調(diào)整思路進(jìn)行了系列優(yōu)化試驗(yàn),綜合比較釉料成本、釉面質(zhì)量、釉面白度和光澤度等指標(biāo),最后確定了優(yōu)化后的釉料配方。2結(jié)果與討論2.1鋯英石粒度分布按試驗(yàn)流程進(jìn)行試驗(yàn),以6kg球石、2kg原料、1.5kg水、8g解膠劑、32r/min的條件分別對(duì)硅酸鋯研磨9、12、15、18、21、24、27min之后對(duì)得到的樣品進(jìn)行粒度分析。利用激光粒度儀對(duì)試驗(yàn)中釉料的粒度進(jìn)行測(cè)試,圖1為研磨不同時(shí)間的鋯英石粒度分布圖。從圖1可以看出,鋯英石的粒度分布均出現(xiàn)2個(gè)正態(tài)分布峰,且為純物質(zhì),表明鋯英石顆粒均為非球形顆粒,且不同方向的尺寸相差較大。為了更加直觀地分析研磨時(shí)間對(duì)鋯英石的粒度影響,將不同研磨時(shí)間與鋯英石顆粒粒徑分布為50%時(shí)平均粒徑用折線圖加以表示,如圖2所示。由圖2可以看出,當(dāng)研磨時(shí)間為9min時(shí),顆粒粒徑分布為50%的平均粒徑為0.573μm;當(dāng)研磨時(shí)間為12min時(shí),平均粒徑降低為0.514μm。當(dāng)繼續(xù)增加鋯英石的研磨時(shí)間時(shí),由于顆粒表面斷鍵的增加,研磨所提供的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)轭w粒的表面能,顆粒開(kāi)始發(fā)生團(tuán)聚,平均粒徑開(kāi)始逐漸增大。所以在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間段內(nèi),當(dāng)研磨時(shí)間為12min時(shí),鋯英石的平均粒徑最小。2.2研磨時(shí)間的影響將研磨不同時(shí)間的鋯英石以同樣的比例(10%)加入到試驗(yàn)釉料中燒成樣片后進(jìn)行色差分析,以研磨時(shí)間為0min的樣品為標(biāo)準(zhǔn)品,其中△L為明度差異,△a表示紅/綠差異,△b表示黃/藍(lán)差異,△E為總色差,得到研磨時(shí)間不同的釉料色差測(cè)試結(jié)果如表2所示。由表2可以看出,在0~12min內(nèi)隨著研磨時(shí)間的延長(zhǎng),鋯英石粒度逐漸下降,當(dāng)研磨時(shí)間為12min時(shí)的樣品白度較高,而當(dāng)研磨時(shí)間大于12min時(shí)顆粒開(kāi)始團(tuán)聚,白度變化并不明顯。由此可以判定,當(dāng)研磨時(shí)間為12min、平均粒徑為0.514μm的鋯英石經(jīng)燒結(jié)后,形成的結(jié)晶顆粒在有效粒度范圍內(nèi)的比重最高,遮蓋力最好。因此,可以確定研磨時(shí)間為12min即平均粒徑為0.514μm作為鋯英石的最佳粒度。2.3樣品色澤分析以工廠現(xiàn)有配方配料進(jìn)行試驗(yàn),同時(shí)改變其中鋯英石的添加量,用球磨機(jī)研磨5h,制得釉漿,經(jīng)過(guò)篩、除鐵后再經(jīng)施釉、燒結(jié),對(duì)制得的樣品進(jìn)行色差分析,以工廠的配方即鋯英石的添加量為11%的試樣為標(biāo)準(zhǔn)品,得到結(jié)果如下表3所示。由表3可以看出,當(dāng)鋯英石加入量為9%時(shí)釉面白度達(dá)到最高,但提高其加入量后,并沒(méi)有顯著提高樣品的釉面白度。鋯英石在釉料配方中作為遮蓋劑存在,遮蓋劑的遮蓋機(jī)理為加入到釉料中形成結(jié)晶顆粒,反射可見(jiàn)光(波長(zhǎng)范圍為400~760nm),從而使釉面反射的光到人眼睛中反饋為白色2.4碳酸鋁的用量對(duì)樣品效果的影響無(wú)光釉目前在衛(wèi)生瓷中應(yīng)用較少,無(wú)光釉與普通釉相比較,光澤度較差。無(wú)光釉雖然沒(méi)有普通那種類(lèi)似玻璃的光澤,但仍有類(lèi)似絲絨一類(lèi)物質(zhì)的光澤,遮蓋性能更佳,是用于衛(wèi)生瓷底釉的優(yōu)質(zhì)材料按照1.1中的試驗(yàn)步驟,以基礎(chǔ)配方分別加入15%碳酸鍶、鈦白粉、燒滑石配料,用球磨機(jī)研磨5h,經(jīng)過(guò)篩、除鐵后再經(jīng)施釉、燒結(jié)制得樣品如圖3所示。由圖3可以看出,在基礎(chǔ)配方中加入碳酸鍶后釉面雖然非常平整,但是釉面呈透明狀,遮蓋性能不佳,所以不可行;在基礎(chǔ)配方中加入鈦白粉(TiO2.5燒未燒砂劑對(duì)資料面積的影響在基礎(chǔ)釉中分別加入用量為12.5%、10%、7.5%、5%的燒滑石,用球磨機(jī)研磨5h,經(jīng)過(guò)篩、除鐵后再經(jīng)施釉、燒結(jié)制得樣品。以燒滑石用量為12.5%的試樣作為標(biāo)準(zhǔn)樣品,對(duì)制得的樣品進(jìn)行色差檢測(cè),結(jié)果如表4所示。由表4可以看出,加入燒滑石可以使釉面白度明顯提高,以上5組樣品中,第4組、第5組釉面為光澤釉,前3組釉面(燒滑石含量分別為12.5%、10%、7.5%)均為無(wú)光釉,并且在燒滑石含量為7.5%時(shí),釉面白度已經(jīng)達(dá)到了很好的水平,但增加燒滑石含量并沒(méi)有明顯提高樣品的白度。圖4是燒滑石含量分別為12.5%、10%、7.5%、5%時(shí)制得樣片的掃描電鏡測(cè)試結(jié)果。從圖4中可以看出,當(dāng)燒滑石含量為5%時(shí),釉面存在較多針孔和凹陷,這些針孔和凹陷的存在影響了該釉面的表面質(zhì)量,不利于釉面本身的保潔和清洗,同時(shí)也使釉面更容易受到侵蝕,釉面強(qiáng)度也因此有所下降。燒滑石含量為7.5%時(shí),釉面質(zhì)量有了明顯提高,表面平整光滑,沒(méi)有明顯的針孔和缺陷,且強(qiáng)度較高;當(dāng)燒滑石含量增加到10%、12.5%時(shí),釉面質(zhì)量并沒(méi)有明顯變化。綜合考慮燒滑石含量對(duì)釉面白度、平整度的影響以及生產(chǎn)成本,確定釉料中燒滑石的最佳添加量為7.5%。3遮蓋力很高,有內(nèi)(1)當(dāng)遮蓋劑鋯英石的研磨時(shí)間為12min、平均粒徑為0.514μm時(shí),燒結(jié)后形成的結(jié)晶顆粒在有效粒度范圍內(nèi)的比例最高,因此遮蓋力最好。