一種彩色立體析晶微晶磚的制備方法

廖花妹，吳志堅，范新暉

（佛山石灣鷹牌陶瓷有限公司，佛山　528031）

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一種彩色立體析晶微晶磚的制備方法

廖花妹，吳志堅，范新暉

（佛山石灣鷹牌陶瓷有限公司，佛山528031）

本文主要從工藝流程和工藝參數(shù)上闡述了一種彩色立體析晶磚的制備方法。同時分析了熱膨脹系數(shù)匹配在彩色立體析晶磚的制備方法中的重要性，以及如何保證熱膨脹穩(wěn)定的幾種常用措施。

彩色立體析晶；大片狀熔塊；輥筒耙

1　前言

微晶磚是由微晶玻璃與陶瓷基體復合而成的建筑裝飾用飾面材料，起步至今約十多年，雖然發(fā)展時間不長，但由于其具有吸水率低、耐污染、耐酸堿度高的理化性能，以及質(zhì)地細膩、色彩豐富的裝飾風格令市場前景持續(xù)看好。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前國內(nèi)微晶玻璃陶瓷復合磚的市場年需求量在1300萬m2以上，且呈逐年上漲的趨勢，說明該產(chǎn)品具有較廣闊的市場。

鷹牌陶瓷于2009年開始研發(fā)一次燒成微晶磚，2011 年8月集耐磨、立體、環(huán)保等多性能于一體的全行業(yè)首款一次燒成微晶玻璃陶瓷復合磚上市！開啟了一次燒微晶石新的里程。發(fā)展至今，現(xiàn)有技術(shù)中一次燒成微晶磚已經(jīng)由最初的120 min縮減至現(xiàn)在的90 min快燒；也有當初細粉狀熔塊裝飾拓展到后面的顆粒狀或粉狀一起布料裝飾；從最初的透明熔塊到后面的彩色熔塊，一次燒微晶磚產(chǎn)品已經(jīng)開發(fā)出了兩代。本文主要探討加入大片狀熔塊的一次燒成微晶磚生產(chǎn)方法，開啟了一次燒“晶聚合3.0”產(chǎn)品。

2　彩色立體析晶微晶磚的制備方法

2.1工藝流程

（1）坯料制備的工藝流程

原料配制→球磨→過篩→攪拌陳腐→除鐵→過篩→噴霧干燥→悶料陳腐→粉料輸送→成型

（2）微晶干粒制備的工藝流程

原料配制→配合料混合→熔爐內(nèi)熔融成玻璃液→水淬→烘干→粉碎→過篩→人工檢選→包裝

（3）片狀熔塊制備的工藝流程

原料配制→配合料混合→熔爐內(nèi)熔融成玻璃液→造片→冷卻→烘干→人工檢選→包裝

（4）微晶干粒裝飾工藝流程

印刷熔塊干粉→布透明熔塊→布片狀熔塊→布有色熔塊→印刷熔塊干粉→布透明熔塊→噴甲基水

（5）彩色立體析晶微晶磚的生產(chǎn)工藝流程

彩色立體析晶微晶磚的生產(chǎn)工藝流程如圖1所示。

2.2工藝參數(shù)

（1）坯體制備

通過調(diào)整坯體的配方及工藝參數(shù)，必須使坯料具有良好的塑性，強度高，易氧化，硅鋁含量較高，抗變形能力強，燒成后強度高等特性。同時，調(diào)整坯體的熱膨脹系數(shù)，使之與立體彩晶熔塊的熱膨脹系數(shù)基本接近。并降低坯體的燒失量，從而減小產(chǎn)品表面氣孔的產(chǎn)生機會。

坯體的工藝參數(shù)如下：

1）球磨工藝參數(shù)：料：水：球石=1：0.4～0.6：2～4；

2）漿料細度：250目篩余：0.9%～1.1%；

3）流速：30～70 s；

4）比重：1.69～1.74g/mL；

5）粉料含水率：6.8%～7.4%；

6）顆粒級配：20目＜1%；40目 35～45%；80目50～60%；100目以下＜3%；

7）粉料陳腐時間：≥24 h。

（2）熔塊的布料

本技術(shù)顆粒狀和粉狀熔塊采用瀑布式鋪料結(jié)合絲網(wǎng)印刷技術(shù)，鋪料設備由料斗結(jié)合雙層寬幅度皮帶機組成，熔塊粒料從料斗中流下分散到上層皮帶上，然后如瀑布般約100 mm的落差到下層皮帶機的瓷磚表面，形成熔塊粒料層，布料量由皮帶走速控制。片狀熔塊采用特定的帶有輥筒耙的多級均分裝置的布料技術(shù)。

圖1　彩色立體析晶微晶磚生產(chǎn)工藝流程圖

布料的技術(shù)路線：印刷熔塊干粉（30～80目）→布透明熔塊（12～60目）→布片狀熔塊（約4 cm×4cm）→布有色熔塊（8～30目）→印刷熔塊干粉（30～80目）→布細透明熔塊（30～80目）。

圖2　立體彩晶磚窯爐溫度曲線

表1　立體彩晶磚燒成溫度和時間

這樣布料主要有以下優(yōu)點：

①底面層相對較細。透明熔塊溫度低，有利于減少釉層內(nèi)氣孔因溫度高而出現(xiàn)上浮的現(xiàn)象；有利于燒成坯釉結(jié)合處的殘留氣孔，提高坯釉結(jié)合層的強度。

②中間層相對較粗。由于有色熔塊和片狀熔塊顆粒較大，有利于晶化燒結(jié)后大晶斑的產(chǎn)生以及熔化的平整度。

（3）噴甲基水

在入窯燒成前，必須噴甲基水。甲基水的施加量一般大約為300 g/m2，流速控制在18～20 s。如果不施甲基水，熔塊顆粒很可能會被窯爐內(nèi)的抽風機吸走，也可能在熱風的吹擾下形成凹坑，造成表面缺陷。

（4）燒成

微晶磚的燒成工序特別重要。首先，要符合微晶磚對窯爐溫差、熱氣流擾動、燒成溫度曲線等方面的要求，使生產(chǎn)出的產(chǎn)品符合各項性能指標。其次，在燒成過程中，要發(fā)生排氣、晶核形成、晶體成長、彩晶分相、陶瓷坯體燒結(jié)和表面熔平等一系列復雜的過程，這些過程相互交織在一起，因此需要一個合理的燒成制度。

立體彩晶磚燒成溫度和時間如表1所示。立體彩晶磚窯爐溫度曲線如圖2所示。

（5）拋光

立體彩晶磚的拋光工序與普通的瓷質(zhì)磚相同，不同的是拋光的磨塊，磨削量控制在0.4 mm以內(nèi)。

3　結(jié)果分析與討論

熱膨脹系數(shù)是立體彩晶磚的一項關鍵技術(shù)指標，也是最難控制的一項指標。它直接影響到立體彩晶磚晶化燒結(jié)后的表面平整度、產(chǎn)品的優(yōu)等品率。在試制坯體配方時，應首先測定坯體的熱膨脹系數(shù)，并將熱膨脹系數(shù)確定為優(yōu)先控制指標。為使玻璃層能產(chǎn)生微小的壓應力，一般把坯體的熱膨脹系數(shù)調(diào)整到略大于立體彩晶磚的熱膨脹系數(shù)。熱膨脹系數(shù)與坯體的化學成分有非常大的關系，化學成份的SiO2、Al2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O等都對坯體的熱膨脹系數(shù)有直接的影響，尤其是在坯體中占主要成份的SiO2、Al2O3。

在生產(chǎn)過程中，應注意保持熱膨脹系數(shù)的穩(wěn)定，使其不產(chǎn)生大的波動，這也是坯體生產(chǎn)中質(zhì)量控制的關鍵點和難點。所以應嚴密監(jiān)測和控制坯體熱膨脹系數(shù)的變化：每生產(chǎn)一批次的坯體，都要有化學分析的檢測，打板與上一批次的對燒，一旦發(fā)生有變化，就要及時調(diào)整坯體配方或找出產(chǎn)生變化的原因并改正。

保證熱膨脹穩(wěn)定應該采取了以下幾種措施：

①原材料的定點采購

當坯體配方確定后，原料就要定點采購，最好能細化到具體的礦山、礦點，并加強原料進廠的質(zhì)量檢測工作，確保其化學分析在允許的波動范圍。

②倉庫的均化

原材料入庫后應采取均化措施，使原料成份趨于一致，以消除礦物原料化學成份波動所造成的影響。

③配料的準確

定期抽查鏟車是否鏟錯料和配料的數(shù)據(jù)，及校驗計量器具，確保稱量準確

④球磨細度的控制

嚴格按照工藝參數(shù)的執(zhí)行，細度既不能粗，也不能細。

⑤漿料的均化

漿料出球后，盡可能用大型的泥漿攪拌池，有利于均化。

［1］姚青山.一次燒微晶磚產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)淺述［J］.山東陶瓷，2012，35 （4）：34～35，38.

［2］范新暉，周子松，廖花妹.一次燒微晶磚產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)淺述［J］.佛山陶瓷，2013，201（4）：31～34.

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