琉璃瓦釉配方技术的研究

孔祥明，邵明梁，宋来振，张译文，何易龙，张迎君（济南大学材料科学与工程学院，山东 济南 250022）



琉璃瓦釉配方技术的研究

孔祥明，邵明梁，宋来振，张译文，何易龙，张迎君
（济南大学材料科学与工程学院，山东 济南 250022）

摘 要：主要通过调整琉璃瓦釉料配方来降低其成本。主要方法是在琉璃瓦能够达到各项性能指标的条件下用铅硼熔块来代替部分铅丹，从而减少铅丹含量，最终实现降低琉璃瓦生产成本的目的。

关键词：降低；琉璃瓦釉；生产成本；铅丹；铅硼熔块

0 引 言

琉璃瓦是我国发明的一种建筑装饰材料，因其具有强度高、平整度好，吸水率低、抗折、抗冻、永不褪色、永不风化等显著优点深受人们喜爱。随着我国建筑业的发展，琉璃瓦的需求量也越来越大［1］。因为铅丹有很好的助熔效果，普通琉璃瓦釉料配方中含有大量铅丹，约占配料总量的50%。一方面由于铅丹的成本较高，难以适应当今的大规模批量生产；另一方面铅丹含有一定的毒性，一旦被吸入体内会严重影响工人身体健康。所以降低釉料中铅丹的含量对琉璃瓦的实际生产非常有帮助。本研究以铅硼熔块来代替部分铅丹，以实现降低琉璃瓦生产成本的目的。

1 实 验

1.1 实验原理及化学组成

实验基础琉璃瓦釉所选用的原料为:长石、石英、石灰石、高岭土、铅丹、铁红、氧化锌，其中铅丹、铁红、氧化锌为工业纯。所用原料化学组成见表1。

实验研究的变量因素为熔块，本项研究所用的熔块为铅硼熔块，熔块化学组成见表2。

1.2 实验工艺及过程

1.2.1 釉料制备及烧成工艺参数

（1）快速磨研磨时间：30min；

（2）球磨细度：250目筛余＜0.1%；

（3）料∶球∶水=1∶2∶0.5；

（4）干燥温度：120 ℃，入烧成电炉水分＜0.1%；

（5）烧成制度：采用电炉中性气氛烧成，烧成温度制度控制曲线见图1。

1.2.1 实验配方设计

通过前期实验，可以得到一个基本的琉璃瓦釉配方如下（质量%）：长石15，石英6，石灰石10，高岭土6，铅丹50，铁红5，氧化锌8，其配比化学组成见表3所示。

本实验的设计思路为通过调整铅丹和铅硼熔块所占的比例来研究铅硼熔块对琉璃瓦釉的影响，并试图在最大程度降低铅丹含量的情况下还能使得琉璃瓦能够满足各项性能指标。最终成功的实验配方见表4。

表1 原料化学组成表 （wt.%）Tab.1 Raw material chemical composition （wt.%）

表2 熔块化学组成 （wt.%）Tab.2 Frit chemical composition （wt.%）

表3 琉璃瓦釉基本配方化学成分表 （wt.%）Tab.3 Chemical composition of basic glaze formula for glazed tile （wt.%）

图1 烧成制度曲线Fig.1 Firing curve

2 结果与讨论

2.1 实验结果

首先按照实验配方配得7组琉璃瓦釉料后，再按上述工艺制度制试样，最后将完成的试样按照JC/T 765-2015，测定吸水率、弯曲破坏荷重、抗冻性能、耐急冷急热性。试验结果见表5。

由表5可以看出第5组的性能指标最好，得到琉璃瓦釉式如下：

2.2 结果分析与讨论

铅丹（Pb3O4），加热到500-530 ℃分解为氧化铅和氧气。其中PbO可以有效提高釉料和微晶玻璃的机械强度，包括抗压强度、抗张强度、弹性、硬度［2］。而且铅丹的引入可以有效降低釉料的高温粘度，可有效调节釉料高温液相的表面张力使烧成的琉璃瓦釉面平整度较高。并且铅氧化物在釉中可以提高釉面光泽度。不仅如此铅氧化物能够降低釉料中多元体系的最低共熔点，大大降低釉料熔化温度，从而降低琉璃瓦烧成温度，减少生产成本。

由表5不难看出，实验1、2由于铅丹含量的急剧减少，而且加入的铅硼熔块较少无法补充足量的Pb、B元素，使得釉的机械强度降低。其抗冻性能和耐急冷急热性能都无法达到要求。另外6、7组实验中由于铅丹含量过少而导致釉面抗冻性能和耐急冷急热性能都无法达到要求，弯曲破坏荷重也有所降低。3、4、5组样品的各项性能指标越来越好，说明铅硼熔块有助于改善釉的机械强度。由此可见，铅硼熔块∶铅丹=3∶2时可以使得琉璃瓦达到较好的性能。

表4 试验配方表 （%）Tab.4 Test recipes （%）

表5 各组实验结果Tab.5 Groups of experimental results

3 结 论

（1）本实验以铅硼熔块代替部分铅丹以实现琉璃瓦生产成本的降低。

（2）通过实验得到铅硼熔块∶铅丹=3∶2时，可以使得琉璃瓦的各项性能指标达到较好的水平。

（3）本实验进一步证明了Pb、B元素的适量引入可以增强釉的各项机械强度。

参考文献：

［1］ 刘冰， 邵明梁， 何咏泰. 次烧成琉璃瓦的研究［J］. 陶瓷， 2005，（3）: 16-17.

［2］ 戴长禄， 杨勇， 杨明. 锡与铅在建筑陶瓷坯体、釉料及微晶玻璃中的作用与影响［J］. 佛山陶瓷， 2011， 175（4）: 27-30.

通信联系人：邵明梁，男 ，硕士，副教授。

Received date:2016-02-01. Revised date: 2016-02-06.

Correspondent author:SHAO Mingliang， male， Master， Associate professor.

E-mail:sml190@163.com

中图分类号：TQ174.76

文献标志码：A

文章编号：1006-2874（2016）03-0015-03

DOI:10.13958/j.cnki.ztcg.2016.03.004

收稿日期：2016-02-01。

修订日期：2016-02-06。

The Glaze Formulation Technology for Glazed Tiles

KONG Xiangming， SHAO Mingliang ， SONG Laizhen， ZHANG Yiwen， HE Yilong， ZHANG Yingjun
（School of Material Science and Engineering， University of Jinan， Jinan 250022， Shandong， China）

Abstract:In this study， the glazed tile cost is reduced mainly through the adjustment of its glaze formula. The method is to substitute lead borate frit for part of minium on the condition that the glazed tile can meet the performance standards in order to reduce the minium content for lower production cost of glazed tile.

Key words:reduction； glaze for glazed tile； cost of production； minium； Pb-B frit