一种高硬度自洁釉的研制＊

董志军

（唐山惠达陶瓷（集团）股份有限公司 河北 唐山 063307）

一种高硬度自洁釉的研制＊

董志军

（唐山惠达陶瓷（集团）股份有限公司 河北 唐山 063307）

通过调整配方组成，引入高温熔块和超细硅酸锆以改变釉中石英、硅酸锆、玻璃相等矿物组成，使（－Si－O－）网络结构愈加趋于致密，最终达到提高自洁釉面硬度的目的。

高温熔块 超细硅酸锆 网络结构 硬度

前言

洁釉的陶瓷制品在检验、包装、运输过程中会受到摩擦而产生划痕，影响产品的美观。因此研制一种高硬度易洁釉面，有利于改善陶瓷产品的外观和使用质量。

纳米易洁产品具有抗菌、易清洁的特点，对改善人类居住卫生环境，增强消费者身体素质，实现人居环境舒适，人体健康、高效的目标等方面都将起到积极的推动作用。这种易洁产品主要分为3类：一是引入纳米涂料直接涂于陶瓷表面，可有效防止污染物的粘附；二是在产品表面施一层纳米液体聚合硅，经低温二次烧烤粘附于产品表面，从而使产品易清洁；三是在产品底釉上再施一层纳米釉料，经高温一次烧成，获得高平滑釉面，使产品变得易清洗。虽然这种纳米自洁釉面有诸多优点，但也有一定的缺陷。

引入纳米涂料或纳米液体聚合硅的陶瓷产品，其表面是一层有机质，表面硬度（用维氏硬度定量表示）远远低于陶瓷制品。一次烧成的纳米易洁产品是经过1 200～1 230℃烧制而成（如市售的自洁釉产品），其矿物成分主要由玻璃相组成，还有少量的莫来石晶体和微量的残留石英，它的表面硬度也低于普通白釉的硬度。带有易

1 试验内容

1.1 技术方案

通过引入适量熔块、超细硅酸锆，调整釉的化学组成以调整釉中石英、硅酸锆、玻璃相等矿物组成，使（－Si－O－）网络结构越致密，达到提高釉面硬度的目的。并通过改变颗粒级配，粒度（≤10μm）控制在70%～80%，使所研制的釉面更加趋于光滑平整。施有这种釉面的产品在使用过程中，粘附在产品表面的污垢特别容易清洁，而且环保、卫生，我们称这种釉面为自洁釉面。

1.2 所用原料

主要原料包括石英、高岭土、Al2O3、钾长石、方解石、滑石、ZnO、熔块、超细硅酸锆、电解质等。所用原料的化学组成见表1。

表1 原料的化学组成（质量%）

1）所用熔块是一种高温熔块，其熔融温度为1 500～1 700℃。其中Si、Al含量的总量较高（达到了75%以上），并且Na的含量较低（≤2%），这就保证了这种熔块具有较高的始融点，并使（－Si－O－）网络趋于致密。

2）超细硅酸锆属四方晶系，晶体形态呈四方柱和四方双锥组成的短柱状晶形，集合体呈粒状，其粉体粒径非常小，平均为1～1.5μm，可以提高釉面硬度。

1.3 釉料配方

表2列出了普通白釉、普通自洁釉与高硬度自洁釉9个实例的原料配比。其中1＃～9＃为高硬度自洁釉的配方组成实例。

表2 原料配比（质量%）

1.4 综合指标

对表2的所列配方进行全面分析总结，得到如表3所示各项综合指标。采用日本理学公司HMV－2TEF维氏硬度仪，对上述釉面进行了硬度测试。

表3 综合指标

表3所列配方中，普通白釉釉面针孔较少，光泽度一般，硬度较高；普通自洁釉釉面针孔较多，光泽度较好，但硬度较低；1＃、2＃、4＃、7＃、8＃硬度稍低；3＃、6＃硬度较高但釉面光泽度稍差；9＃硬度较高，光泽度一般但高温流动性较差；5＃配方硬度值为610kgf/mm2，高于普通白釉的硬度580kgf/mm2，釉面耐磨性有了明显提高，且釉面质量较好，即为所研制的高硬度自洁釉配方。通过系统试验得到高硬度自洁釉料配方组成见表4。

表4 高硬度自洁釉料配方组成（质量%）

1.5 高硬度自洁釉料配方的化学组成（见表5）

表5 高硬度自洁釉配方的化学组成（质量%）

2 生产工艺条件

2.1 高硬度自洁釉适宜的工艺参数

釉浆的粒度（≤10μm）控制在70%～80%，其它工艺参数与生产保持一致，高硬度自洁釉适宜的工艺参数见表7。

表6 高硬度自洁釉适宜的工艺参数

2.2 高硬度自洁釉的施釉工艺

在坯体上先施一层普通乳浊白釉作为底釉，这种底釉烧后呈有光泽的白色；再将高硬度自洁釉（采用手工或机械手）喷涂在底釉上作为面釉。底釉厚度为0.7～1.0 mm，面釉厚度为0.1～0.2mm。

2.3 烧成制度

采用隧道窑一次烧成，烧成周期为16～21h，最高烧成温度为1 200～1 230℃，保温时间为30～60min，烧成气氛为氧化气氛。

3 结语

采用高硬度自洁釉配方制造的卫生陶瓷制品，具有以下显著优点：

1）釉面硬度有了显著提高，釉面磨损程度明显降低，釉面划伤缺陷明显减少，提高了制品合格率。

2）所研制的自洁釉始熔点显著提高，扩大了烧成范围，釉面针孔缺陷明显减少，改善了釉面质量。

1 陆小荣.陶瓷工艺学.长沙：湖南大学出版社，2005

2 杜海清，唐绍裘.陶瓷原料与配方.北京：轻工业出版社，1986

TQ174.4

A

1002－2872－（2011）06－0026－02

董志军（1976－），大专，工程师；主要从事卫生陶瓷泥釉料配方技术开发的研究。E－mail：tsdongzhijun@126.com