瓷质抛光砖“超洁亮”技术
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摘 要 本文简要介绍了瓷质抛光砖“超洁亮”技术镀膜的工作原理和工艺流程，以及该技术产品的特点。
关键词 抛光砖，超洁亮，防污，镀膜
1前言
瓷质抛光砖是一种常用的建筑装饰材料，以其坚固、美观和廉价等优点在厂房、公共设施和家居装修等领域中得到应用，是使用最为广泛的建筑材料之一。但瓷质抛光砖在长期使用过程中也暴露出防污能力差的缺点，在电子显微镜下观察可发现，瓷质抛光砖表面布满了许多细小裂纹和气孔（见图1）。在使用过程中，当污染物落到抛光砖的抛光面后，一部分污染物就会渗透到这些小裂纹和气孔内，造成抛光面污染。
雨水、含有色溶剂的溶液等污染物的侵染，会使瓷质抛光砖表面形成清除不掉的、永久性的污斑，并且随着时间推移，砖体表面会出现抛光层磨损、光亮度下降甚至砖体损坏的现象，影响美观与使用。
目前抛光砖的表面防污措施主要是在表面涂刷防污剂，现有的通用防护材料（或防污剂）均只能在抛光砖出厂至交货到用户手中的一段时间内防护，未能解决用户铺贴使用后的长期防护问题。
提高瓷质抛光砖表面的耐污防护性能是企业普遍存在、亟待解决的难题。目前国内外市场上抛光砖表面防护剂（或防污剂）普遍采用有机硅胶类和石蜡乳液类材料。这类防污剂的涂覆制膜普遍采用加防污材料刷涂抛匀的工艺方法。采用现有防污剂和防污刷涂设备，加工出来的陶瓷抛光砖表面防污膜的防污能力不强，只能防护某一类污染物质；防污膜的耐久性差，时间长了会发黄、发霉、变质，有些防护材料涂覆到砖面后会造成表面光泽度降低。
近年来，随着纳米超微细制粉技术的广泛开发和应用，纳米材料在全世界范围内引起了一场新材料的技术革命，超微细纳米TiO2光触媒材料已在防污、抗菌、除臭、空气净化、亲水材料、可降解塑料及环保行业等许多方面达到了商品化和实用化水平，并形成相当规模的产业。在中国，虽然纳米光触媒技术的应用才刚刚开始，但光净化磁砖、光催化玻璃、光催化涂料等应用了光触媒技术的国产建材产品已经问世，这类产品凭借其自洁性及杀菌防霉性，日益受到各界的瞩目。虽然纳米材料在未来材料中的重要性已经得到充分认识，但由于受到复杂的制成工艺和昂贵的成本制约，这类技术在陶瓷抛光砖制造业内还一直未得到推广。
“超洁亮”生产线是用机械抛镀的方式在陶瓷抛光砖表面涂镀纳米材料覆层的新工艺新技术，它不影响抛光砖光洁如镜的表面效果，甚至使抛光砖的表面光泽度更高，同时达到持久防护的特殊功效。
2 “超洁亮”技术镀膜的工作原理及工艺流程
2.1工作原理
“超洁亮”技术通过一种简单、经济的制膜工艺，在陶瓷抛光砖的表面形成一层不影响抛光砖表面花色的、透明、持久有效的亲水性纳米材料保护膜层，该纳米保护膜不仅能完全填塞修补砖面的气孔和微裂纹，使砖面具有极强的双疏防污功能，同时可防水性和油性物质污染，还可抗菌和防腐，达到自洁的效果。该防护膜层可以将陶瓷抛光砖表面的光泽度提高到90以上，且可以长期保持功能效果不变（见图2）。
保护膜层的材料是一种液体纳米功能性材料，材料的粒度在5nm～1μm之间。陶瓷抛光砖表面的毛细气孔和微裂纹一般在几个μm到几十个μm之间，防护膜材料的粒径达到纳米级.超洁亮生产线通过特殊的磨具，配以额定的磨具工作压力、工作转速和反应温度（由磨具摩擦热提供），对砖面用纳米材料进行恰到好处的挤压和抛刷。在此额定工作条件下，超细纳米材料水剂被强制快速均匀地渗透和挤压进抛光砖表面的微孔和凹坑中，使抛光砖表面的微孔和微裂纹迅速得到填充，多余的材料同时被磨具刷扫清除。
涂覆到瓷砖表面的防护材料通过材料的物理、化学作用，在一定的时间内，形成高分子聚合物。聚合过程中体积发生一定程度的膨胀，加上微孔和微裂纹的压迫作用，形成坚固的分子键，成为与抛光砖表面结成一体的、紧密的、高强度、高硬度的致密防护膜，阻止各种污物向瓷砖内渗透，达到保持砖面防污效果和极强的抗磨性。
2.2 工艺步骤
“超洁亮”技术镀膜的工艺步骤（见图3）有：1）清洁砖面；2）在砖表面均匀施加纳米A料；3）用一种抛刷磨具对液体纳米功能材料进行抛光刷涂；4）重复程序2、3若干次；5）通过抛光磨具加水抛光，若不加水清扫砖面会残留纳米材料粉尘；6）在砖表面均匀施加纳米B料；7）用一种抛刷磨具对液体纳米功能材料进行抛光刷涂；8）重复程序6、7若干次；9）洗边、分选、打包入库。
3影响“超洁亮”技术的几个关键因素
3.1 镀膜过程中抛刷磨头压力的稳定性
磨头上部设计成定高度和恒压力相结合的双重功能，磨头升降由气缸控制，同时又可以控制磨头工作时的下降高度。磨头工作时的恒压力由升降气缸和定高度装置以及弹性磨块的联合作用实现。
3.2 镀膜过程中砖面的温度
纳米材料的成膜温度要保持恒定：通过反复试验，找到材料成膜所需要的合适温度参数，通过冷却、调节加料量和调节设定磨头工作压力三种方式来控制砖面磨头抛磨时的温度稳定，确保成膜温度的基本恒定。目前，随着技术的不断进步，通过材料配方的调整，现在已经可以很容易地得到一个较宽的材料加工温度区间。
目前普遍的材料加工温度区间在35～70℃之间。当加工温度低于此区间时，成膜效率低；温度高于此区间时成膜效率大大提高，但易出现快速固化现象，加工均匀性和工作稳定性下降。
3.3 加料量的控制
在陶瓷抛光砖表面涂覆镀膜，纳米材料溶液的消耗量较小，一般在35～50mL/mm2之间。在稳定的工作状态下，一般要经过10数次的反复抛镀，每一次的抛镀加料量为2～3mL，一次的加料量非常小。纳米材料具有高温快速固化的特性，在工作环境温度下极易堵管，为实现小流量顺畅地加料，现在大多采用内壁光滑的小通径塑料管连续滴加的加料方式，防止工作时纳米材料的粘着固化并堵塞加料管。
4“超洁亮”产品特点
经过“超洁亮”生产线加工过的抛光砖，表面的综合防护性能得到极大程度的改善，具备以下特点（“超洁亮”新工艺与其它防污剂性能的对照见上表）：
4.1 防污自洁，防护持久
纳米保护膜由于材料粒度小至纳米级，很容易完全填塞、修补砖面的气孔和微裂纹，保证砖面具备极强的防污性；材料颗粒之间以及材料和砖坯之间紧密的分子键结构，保证了砖面具备极强的抗磨性；涂剂材料的低表面能，可以阻止尘埃、微生物、水性物、颗粒等的吸附，且在外力作用下易脱附，经过处理的抛光砖用来铺贴外墙时，砖面粘附的污染物一经雨水冲刷，就能自行清除，达到自洁之效果。
4.2 防腐杀菌、功能独特
可根据需要调整防护材料配方，使加工过的抛光砖表面具有其它特殊功能，加入TiO2纳米水剂还可以使加工过的抛光砖表面具有光触媒的功能，在阳光照射下，就能使有机渍、硫化合物（SOX）、氮化合物（NOX）自然分解，起到抗菌和防腐的功能。通过材料配方的调整，还可以使加工过的抛光砖表面具有远红外线、负离子、萤光等功能。
4.3 光亮如镜，透气防滑
目前市面销售的抛光砖表面光泽度在70左右，涂防污剂或打蜡后一般不会增亮，有时光泽度反而会降低。而经过超洁亮生产线上磨具的抛刷，防护膜表面的光泽度可达90以上，接近镜面效果。
保护膜材料的抗吸污是通过低表面能来实现的，材料结构具有正常的透气性，如此高光亮度的瓷砖防护膜表面，其防滑程度和未经覆膜的抛光砖接近。
4.4 绿色环保
目前市场上的很多防污剂都使用了对人体有害的化工原料（如甲苯、三氯甲烷等），它们有强烈的刺激性气味，会对操作工人的身体健康会产生不利的影响。
“超洁亮”技术使用绿色无机溶剂，透明、无色、无臭、无毒，不影响基材花色，通过功能物质的作用还可具有抗菌和防腐的功能。
5 结语
“超洁亮”技术的实施，很大程度上解决了多年来陶瓷抛光砖防污的难题。作为现有陶瓷抛光砖常规表面防污处理方法的升级换代技术，其市场销售前景十分广阔。同时使用该技术的产品环保节能、易于清洁保养，社会效益也十分显著。按国内瓷质抛光砖的产量和抛光砖生产线的数量估计，仅国内市场的需求量将保持在100条/年甚至更多，项目在行业内推广的经济效益也非常可观，同类产品国内市场销值将保持在1～1.5亿元/年，由此衍生的陶瓷产品的增值将更加可观。