卫生瓷釉面吸污的调试

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摘要:本文研究了卫生瓷釉面吸污的现象和原因,通过试验获得了抗污能力较好的釉料配方,供同行参考。

关键词:卫生瓷;釉面;吸污

1试验目的

对于卫生洁具陶瓷产品,釉面的质量至关重要,尤其是釉面的抗污、自洁性能。高质量的卫生洁具产品,釉面完全玻化、光泽度高,针孔、釉缕等缺陷少,自洁能力强,长时间使用后依然光亮如新。为此,为改善釉面质量,提高釉面的抗污能力和产品档次,笔者对几个釉料配方的釉面吸污问题进行了试验。

2试验过程

检查产品吸污的方法:在产品表面有釉的地方用碳素墨水擦试,停留两分钟后用水冲洗,观察擦试过的地方是否留有黑色的墨汁小点,如果有黑色的小点,就说明产品表面易吸污,这样在使用过程中釉面容易吸收脏物,时间长了,产品表面就积存污垢,不容易清洗干净。

影响产品表面吸污的因素比较多,通过一段时间的跟踪验证与分析研究,找出最直接的两点就是窑炉和釉料。

2.1 窑炉对产品吸污的影响

利用我公司生产线上的两条窑,一条是进口窑,另一条是国产窑,相同的釉在两条窑中烧成,烧出的产品釉面吸污程度差别很大:进口窑烧成的产品几乎不吸污,国产窑烧成的产品釉面抗污性能时好时坏。比较两条窑的结构和烧成制度,可以得到如下启示:

(1) 最高烧成温度温差偏大时,吸污严重;

(2) 在相同温度下,预热带排烟不畅,或抽力偏小,氧化不充分,也容易造成升温段温差大,吸污也加重;

(3) 在同一窑车,温度偏低的位置,吸污加重,有时甚至严重一个级别;

(4) 燃料的燃烧方式不同也容易造成产品吸污性能的差异,进口窑是先将空气与天燃气混合好后再进入窑体内燃烧,而国产窑是空气与天燃气先各自入窑,在燃烧的时候再混合。

2.2 釉料配方与工艺参数的影响

釉料的配方对烧成后产品的抗污性能有直接影响,要想从根本上解决产品吸污的问题,就要调整釉料配方,以及釉浆的工艺参数。

釉料配方选择生产上常用的原料,主要是钾长石、钠长石、轻质碳酸钙、方解石、白云石、硅灰石、石英石、高岭土、烧高岭土、生氧化铝粉、烧氧化铝粉、烧氧化锌、氧化锌、碳酸钡、氧化锡、锆英石等,对低温熔剂、高温熔剂以及高温粘度大的原料分别做替代实验,并观察每个实验所得产品的釉面吸污情况,以及釉面的光泽等等,可以等到一些初步的结论:

(1) 低温熔剂如长石的加入量太大,吸污现象明显加重;

(2) 在相同的条件下,钾长石吸污明显比钠长石严重;

(3)在相同的条件下,低温熔剂比高温熔剂吸污严重;

(4)在相同的条件下,高温锆白熔块吸污比其他熔剂(低温和高温熔剂)吸污要轻微;

(5)成分相同的原料,先煅烧后再使用,比直接使用生料所得产品的釉面抗污能力强,如使用轻质碳酸钙、烧氧化锌、烧滑石比直接用方解石、生氧化锌和生滑石时,釉面抗污性能更好;

(6)钙镁原料中白云石吸污比其他原料轻微;

(7)相同的釉,细度粗的釉吸污比细度细的严重。

根据以上分析,再对生产中的每一种原料进行认真分析,在此基础上又增加了几种原料,最后确定配方中的原料种类为:钠长石、高岭土、超细石英、白云石、硅酸锆、熔块、烧氧化锌等,每一种原料的化学成分如表1所示。

3 小试验情况

确定了原料以后,制定了8个小试配方,编号标为A1到A8。为了便于比较,也列出了生产上釉面吸污较严重的釉料配方,如表2所示。

小试验时磨釉量较少(约6kg),每个配方的釉浆只能施一件水箱和烧试片,试片在两条窑中同时烧成,水箱产品则在国产窑内烧成。经试验,生产配方烧成后,无论是试片还是水箱产品,釉面抗污性能均不理想。A3～A8配方的试片在两条窑中烧后均不吸污,而水箱产品在窑内烧成后,不吸污的只有三个配方,其中只有A5和A8两个配方釉面光泽良好,无波纹、针孔、桔釉等缺陷。因此,根据釉面情况及烧后性能,选取A5和A8这两个配方做扩大实验(即中试)。

4中试情况

中试时磨釉量较大(0.5～2t),在中试时不仅要调整釉面质量,而且还要掌握釉浆的最佳施釉性能指标。

(1) 配方的进一步试验

中试试验在我厂卫生瓷生产线上进行,磨机磨出的釉浆可以施上百件产品,投入量与大生产的投入量相近,选用A5、A8两个较好的配方,进行了从0.5～2t磨各三次中试实验,随后又根据试验情况进行了一些微小的调整,最后确定了一个较理想的配方,该配方的性能(如膨胀系数、烧成温度等)与所用坯体相匹配,并能满足大生产的工艺要求。所选配方的浆料性能如表3所示。

(2)施釉方法

与生产相近,但因为这两种新釉的颗粒级配中2um以下的细颗粒较多,而且选料与生产上相差比较大,要求在测试釉浆性能时,釉浆的保水性比一般的生产釉时间长,这样有利于施釉的控制。一般生产釉与本试验的优选配方的釉浆性能对比如表4所示。

5 大试情况

大试与中试的磨机加工量相近,用1.5～5.0t的球磨机试验,所得釉面的性能与中试相近。开始时釉面不如中试细腻,光泽度也低0.5%～1.0%,微调配方后,釉面质量与中试相近,连续加工一周后,情况稳定。

6 大生产情况

中试时是用0.5～2t球磨机实验,将已经配好的原料和少量添加剂一同装入球磨机内磨细,料:球:水=1:1.8:0.45,球磨时间一般为15～24h。达到规定的细度后,放入池中,然后过筛、除铁,调整好釉浆性能,送到施釉段施釉、烧成。

大生产制备的磨机釉量同中试的磨机量相近,是用0.5～5.0t磨机,大生产就是重复中试试验,是验证中试时配方是否合理,釉面质量是否稳定,釉浆的制备是否方便,釉浆的稳定性好坏等,通过微调,釉面质量能达到预期的效果。

7注意事项

在研究产品釉面吸污时,首先要考虑便于实现的方案,调整釉料配方比较麻烦,因此,在解决釉面吸污问题时,尽可能在原有配方的基础上,通过生产工艺的优化来进行。对于本试验选用的釉料配方,这种釉的细度较细,考虑到原料比例的特殊性,再加上夏天制釉和施釉的工作环境温度较高,对釉浆性能影响很大,所以在釉料的生产加工和施釉方法两方面都要注意,严格控制釉浆参数,才能保证产品的釉面质量。

施釉时要严格按照规定的方法执行,我公司施釉一般用大枪,而且采用湿法施釉,所以要求釉浆的流动性要好,釉的高温流动性也要好,不然就容易起波纹;另外,如果洁具坯体烧后的颜色比较深(如有的烧后白度值只有65左右),则要求釉的遮盖力要非常好,而且产品的釉面厚度要均匀,否则,不仅单件产品的色差大,配套的产品更容易产生色差。

8结 论

从以上试验可以看出,研制抗污釉料的思维方式与普通釉有很大的区别,无论是配方的调整,还是釉浆的性能,都要打破传统的思维。釉面的抗污性能与釉料的配方有直接关系,另外,釉面吸污跟窑炉的结构与烧成制度也有非常紧密的联系,要想获得稳定的釉面质量,窑炉也很关键。