不透水化妆土的研制
陈雯
摘 要：本文以烧滑石、煅烧高岭土、高岭土、钾长石、硅酸锆、锆白熔块为原料，通过正交试验方法进行配方试验，获得了性能良好的不透水化妆土。配合使用透明釉作为面釉，可达到瓷砖不透水的效果，能在保证瓷砖质量的同时，一定程度降低产品的成本。
关键词：正交试验；不透水化妆土；降低成本
1 引言
近年来，随着市场竞争越来越激烈、原材料价格的不断上涨，降低产品成本已成为企业必选手段之一。但与此同时，人们生活水平逐渐提高，对产品质量要求越来越高，而且对其内质及特殊的使用性能也越来越重视，例如其不透水性。这就要求企业在保证产品质量的前提下，尽可能降低产品成本。
内墙砖透水的形成原因为：大多数内墙砖在铺贴前会先用水浸泡，以保证水泥沙浆与墙体牢固地粘结。因普通底釉的透水性以及砖坯之间吸水率的差异，导致吸水不均匀，加上施工操作不规范等因素，使得瓷砖铺贴前色差已形成，而且水痕及水泥印在较长时间内难以消褪。
因透水产生的色差会影响瓷砖装饰的美观，这也是家居装修品位较高的消费者不能接受的普遍现状，因此现在不少陶瓷企业已花大精力将内墙砖的防渗透技术应用于生产，以提高产品的档次与市场竞争力。
本文针对此情况，研制出不透水化妆土，面釉使用透明釉，从而降低产品成本。
2 理论依据
化妆土也叫底釉，是施在釉面砖坯体上的一层釉料。
其基本特性：化妆土施在坯体和面釉之间，因此它的性能要与坯体、面釉的有关性能相匹配。
化妆土与坯体、面釉之间的匹配关系见表1，化妆土特性见表2。
3 实验过程
要使瓷砖不透水，化妆土要达到一定的白度，这是因为白度能保证足够的遮盖力度，水印也就相对不明显，另外若是单独的化妆土不能达到完全不透水，就要靠面釉的白度来补充遮盖力，将水印充分遮盖。但透明釉完全没有白度，瓷砖要达到不透水，这就对底釉提出了更高的要求。
化妆土的调配原则：
（1）使用铁钛含量低的原料，保证白度大于80%；
（2）烧成后的化妆土中含有大量的晶相；
（3）为了提高始熔点，但又不至于大幅度提高热膨胀系数，应提高氧化铝含量，同时避免增加游离石英用量；
（4）为了提高底釉自身的烧结程度，又能促进坯、釉间的结合，提高底釉的遮盖能力，最好选用始熔点较高的硼锆乳浊熔块作溶剂。
（5）底釉中不要使用生滑石等原料，碳酸盐生料也应少用或尽量不用。
3.1原料选取及配制
根据化妆土的调配原则及分厂配制化妆土原料，最后选用了烧滑石、煅烧高岭土、高岭土、钾长石、硅酸锆、锆白熔块为配制不透水化妆土的原料。
3.2各种原料的外观质量及性能
烧滑石：是一种熟料，在使用前已经过高温煅烧，失去了结晶水和有机物，基本上没有烧失量，因此它的烧成收缩小，烧成前后组成成份基本不变，可以保证产品的尺寸准确，平整不变形。其外观呈现灰白色，有少许的红色铁斑，微裂纹，块状或致密的块状。其主要成份是SiO2和MgO，膨胀系数较小。
煅烧高岭土：是一种熟料，是高岭土经过高温煅烧，失去了结晶水和有机物，基本上没有烧失量。其外观呈现白色粉末，主要成份是SiO2和Al2O3，膨胀系数较小。
超细锆英粉：主要成份为硅酸锆。硅酸锆的熔点高，因为其化学惰性，化学稳定性好，因而不受烧成气氛的影响，故可提高釉的化学稳定性，特别是耐酸能力，且还能显著提高坯釉结合性能，提高陶瓷釉面硬度和抗龟裂性能。近几年来已被广泛应用为建筑卫生陶瓷的乳浊剂。
高岭土：是釉中不可缺少的成份。可满足釉料的悬浮性和附着力。
钾长石：是熔剂性原料，使釉的成熟温度、高温粘度降低，同时会降低釉耐化学的侵蚀能力，使釉的膨胀系数增大。
熔块：是熔剂性原料，能扩宽釉成熟温度范围。
化妆土用原料的化学组成如表3。
本次实验是使用我司大生产坯体，面釉使用透明釉，且在大生产相同烧成制度的条件下进行的。
大生产坯料化学组成如表4。
坯式如下：
3.3试验方法及过程
选用烧滑石，煅烧高岭土、高岭土、钾长石、硅酸锆、锆白熔块为原料，并将煅烧高岭土、高岭土、硅酸锆保持在一个合理的水平，以烧滑石、钾长石、锆白熔块为因素，通过正交试验方则进行配方试验、筛选来确定最合理配方。试验方法见表5。
从表5可知，第8组实验是较理想的配方组合。
化妆土的化学组成如表6。
釉式如下：
3.4透明釉的调试
透明釉是从釉的外表特征而言，釉料经过高温熔融后生成无定型玻璃体，坯体本身的色泽能够通过釉层反映出来。由于釉层透明如玻璃，故也称玻璃釉或亮釉。
透明釉可以由2 ～ 4种原料组成。一个好的透明釉应有较大的烧成范围，并且不会产生裂痕。
本次试验采用全熔块釉作为面釉配方，选取了1928熔块和381熔块，其化学组成如表7，面釉的化学成份如表8。
釉式如下：
膨胀系数估算：根据坯的加和性能及其化学成份，可以得到坯的膨胀系数：
α坯=5.81×10-6/℃
根据化妆土的加和性能及其化学成份，可以得到化妆土的膨胀系数：
α化妆土=5.46×10-6/℃
根据釉的加和性能及其化学成份，可以得到釉的膨胀系数：
α釉=5.40×10-6/℃
即α坯>α化妆土>α釉，符合坯、化妆土、釉之间的匹配关系。
4 工艺参数及控制指标
化妆土球磨细度：325目筛余为0.03～0.08%
面釉球磨细度：325目筛余为2.5～4%
316 × 450 mm瓷砖施釉量：化妆土80±1g/块；面釉140±1g/块
最高烧成温度：1110℃
烧成周期：41 min
5 结果分析
小试完成后在我司装饰厂5#线进行中试，中试产品通过检测中心检测；热稳定性三次不裂；耐化学腐蚀性：GLA；抗釉裂性：不裂；耐污染性：4级；透水性：合格。
本次调试的透明釉成本为3050.5元/吨
大生产用的锆白釉成本为4259元/吨
每吨釉成本降低1208.5元
用在透明釉不透水底釉成本为2880元/吨
一般化妆土成本约为2500元/吨
每吨成本增加380元
同样的施釉量，用不透水化妆土+透明面釉每块瓷片成本：0.23+0.43=0.66元；用一般化妆土+锆白面釉每块瓷片成本：0.2+0.6=0.8元。每块瓷片釉料成本节约0.14元。
并且透明釉发色较好，如调颜色釉可比锆白颜色釉节约色料，可降低釉料成本。
6 结论
通过调整化妆土的配方，面釉使用透明釉，可达到瓷砖不透水的目的，既保证瓷砖质量，又可降低产品的成本，提高产品的市场竞争能力。
参考文献
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