高档卫生陶瓷釉料的研制

高档卫生陶瓷釉料的研制

0卫生洁具产品的性能陶瓷对陶瓷产品的重要性显而易见。釉的存在使陶瓷对液体和气体具有不可透过性;釉附着在坯体表面,起着覆盖层作用,给人以美的感觉;釉还能防止陶瓷胎体受到污染,即使受到污染也很容易采用洗涤剂等清洗干净,这对于卫生陶瓷而言尤为重要,高档卫生瓷的易清洁性必须由优质的釉料来保证近年来,我国陶瓷卫生洁具产品的各项材质性能和用水量等指标已达国际先进水平,但其整体质量与意大利、日本和西班牙等发达国家的卫生陶瓷产品相比还存在较大差距,主要表现在卫生洁具的釉面质量尚不理想。我国生产的卫生洁具釉面光泽度较差,缺乏柔润感,釉面针孔和斑点等缺陷过多,破坏了釉面的整体外观质量试验主要以工厂现有配方为基础,对配方及其加工工艺进行了改良优化。通过研究遮盖剂锆英石的最佳有效粒度来确定其最优添加量并对现有釉料配方进行改进,降低釉料成本,提高釉料质量,在目前的工艺中具有参考意义和推广价值。1测试1.1原料组成分析试验采用的原料主要有滦县砂岩、白砂岩、石英、长石、苏州土、白云石和氧化铝等天然原料,其化学组成如表1所示。先将适量锆英石加入搅拌磨中研磨一段时间,再将其与釉料按所需比例称量,然后将原料装入球磨机中,加入适量水进行研磨,随后将所得釉浆加入搅拌研磨一段时间,经过筛、除铁后再经施釉、烧结即可制得样品。1.2差测试验样品的粒度于室温下在激光粒度分析仪上测试,型号为NKT5100。样品的色差测试通过NR60CP型色差计,利用模拟与人眼感色灵敏度相当的分光特性的滤光片,用它对样板进行测光,并在模拟光源下通过电脑软件测定显示出色差值。样品表面超微结构的形貌使用PhenomPro型扫描电子显微镜进行观察。1.3组合的选择1.3.1基础配方的选择试验中的釉料配方为工厂现在使用的配方,其釉面质量和生产稳定性良好,成本适中,使用中未出现过大批量釉面缺陷,综合性能较好,故以此作为本试验的基础釉料配方,以节约优化试验时间。1.3.2组合的优化调整锆英石作为釉料中的遮盖剂,通过控制初始粒径来使烧结后硅酸锆粒度尽可能多地保持在有效粒度范围内,从而提高釉料白度1.3.3塑料材料的制备按上述试验方案和调整思路进行了系列优化试验,综合比较釉料成本、釉面质量、釉面白度和光泽度等指标,最后确定了优化后的釉料配方。2结果与讨论2.1锆英石粒度分布按试验流程进行试验,以6kg球石、2kg原料、1.5kg水、8g解胶剂、32r/min的条件分别对硅酸锆研磨9、12、15、18、21、24、27min之后对得到的样品进行粒度分析。利用激光粒度仪对试验中釉料的粒度进行测试,图1为研磨不同时间的锆英石粒度分布图。从图1可以看出,锆英石的粒度分布均出现2个正态分布峰,且为纯物质,表明锆英石颗粒均为非球形颗粒,且不同方向的尺寸相差较大。为了更加直观地分析研磨时间对锆英石的粒度影响,将不同研磨时间与锆英石颗粒粒径分布为50%时平均粒径用折线图加以表示,如图2所示。由图2可以看出,当研磨时间为9min时,颗粒粒径分布为50%的平均粒径为0.573μm;当研磨时间为12min时,平均粒径降低为0.514μm。当继续增加锆英石的研磨时间时,由于颗粒表面断键的增加,研磨所提供的机械能转变为颗粒的表面能,颗粒开始发生团聚,平均粒径开始逐渐增大。所以在适当的时间段内,当研磨时间为12min时,锆英石的平均粒径最小。2.2研磨时间的影响将研磨不同时间的锆英石以同样的比例(10%)加入到试验釉料中烧成样片后进行色差分析,以研磨时间为0min的样品为标准品,其中△L为明度差异,△a表示红/绿差异,△b表示黄/蓝差异,△E为总色差,得到研磨时间不同的釉料色差测试结果如表2所示。由表2可以看出,在0~12min内随着研磨时间的延长,锆英石粒度逐渐下降,当研磨时间为12min时的样品白度较高,而当研磨时间大于12min时颗粒开始团聚,白度变化并不明显。由此可以判定,当研磨时间为12min、平均粒径为0.514μm的锆英石经烧结后,形成的结晶颗粒在有效粒度范围内的比重最高,遮盖力最好。因此,可以确定研磨时间为12min即平均粒径为0.514μm作为锆英石的最佳粒度。2.3样品色泽分析以工厂现有配方配料进行试验,同时改变其中锆英石的添加量,用球磨机研磨5h,制得釉浆,经过筛、除铁后再经施釉、烧结,对制得的样品进行色差分析,以工厂的配方即锆英石的添加量为11%的试样为标准品,得到结果如下表3所示。由表3可以看出,当锆英石加入量为9%时釉面白度达到最高,但提高其加入量后,并没有显著提高样品的釉面白度。锆英石在釉料配方中作为遮盖剂存在,遮盖剂的遮盖机理为加入到釉料中形成结晶颗粒,反射可见光(波长范围为400~760nm),从而使釉面反射的光到人眼睛中反馈为白色2.4碳酸铝的用量对样品效果的影响无光釉目前在卫生瓷中应用较少,无光釉与普通釉相比较,光泽度较差。无光釉虽然没有普通那种类似玻璃的光泽,但仍有类似丝绒一类物质的光泽,遮盖性能更佳,是用于卫生瓷底釉的优质材料按照1.1中的试验步骤,以基础配方分别加入15%碳酸锶、钛白粉、烧滑石配料,用球磨机研磨5h,经过筛、除铁后再经施釉、烧结制得样品如图3所示。由图3可以看出,在基础配方中加入碳酸锶后釉面虽然非常平整,但是釉面呈透明状,遮盖性能不佳,所以不可行;在基础配方中加入钛白粉(TiO2.5烧未烧砂剂对资料面积的影响在基础釉中分别加入用量为12.5%、10%、7.5%、5%的烧滑石,用球磨机研磨5h,经过筛、除铁后再经施釉、烧结制得样品。以烧滑石用量为12.5%的试样作为标准样品,对制得的样品进行色差检测,结果如表4所示。由表4可以看出,加入烧滑石可以使釉面白度明显提高,以上5组样品中,第4组、第5组釉面为光泽釉,前3组釉面(烧滑石含量分别为12.5%、10%、7.5%)均为无光釉,并且在烧滑石含量为7.5%时,釉面白度已经达到了很好的水平,但增加烧滑石含量并没有明显提高样品的白度。图4是烧滑石含量分别为12.5%、10%、7.5%、5%时制得样片的扫描电镜测试结果。从图4中可以看出,当烧滑石含量为5%时,釉面存在较多针孔和凹陷,这些针孔和凹陷的存在影响了该釉面的表面质量,不利于釉面本身的保洁和清洗,同时也使釉面更容易受到侵蚀,釉面强度也因此有所下降。烧滑石含量为7.5%时,釉面质量有了明显提高,表面平整光滑,没有明显的针孔和缺陷,且强度较高;当烧滑石含量增加到10%、12.5%时,釉面质量并没有明显变化。综合考虑烧滑石含量对釉面白度、平整度的影响以及生产成本,确定釉料中烧滑石的最佳添加量为7.5%。3遮盖力很高,有内(1)当遮盖剂锆英石的研磨时间为12min、平均粒径为0.514μm时,烧结后形成的结晶颗粒在有效粒度范围内的比例最高,因此遮盖力最好。