關(guān)于保溫裝飾陶瓷板分層問題的釋疑

精品文檔-下載后可編輯關(guān)于保溫裝飾陶瓷板分層問題的釋疑問：我公司生產(chǎn)輕質(zhì)保溫陶瓷裝飾板，最近分層問題一直困擾著生產(chǎn)，嚴(yán)重影響產(chǎn)量，而配方?jīng)]有發(fā)生變化，實(shí)際測(cè)試泥漿細(xì)度、底面料水分和顆粒級(jí)配均一致，請(qǐng)問是什么原因？如何解決？

答：介紹一種保溫裝飾陶瓷板及其生產(chǎn)方法，（專利CN102603356B）。

1保溫裝飾陶瓷板生產(chǎn)流程

（1）按配方質(zhì)量百分比稱取以下原料：沸石60份，珍珠巖微粉80份，凝灰?guī)r80份，劣質(zhì)陶泥25份，劣質(zhì)高嶺土45份，碳酸鈣10份，滑石5份，螢石2份，黑碳化硅2份，膨潤土15份，無水偏硅酸鈉5份，腐植酸鈉0.5份，三聚磷酸鈉1.0份，羧甲基纖維素鈉0.1份；

（2）將稱取的原料投入中鋁質(zhì)內(nèi)襯球磨機(jī)內(nèi)，并加入占原料重量55%的水；

（3）檢測(cè)泥漿質(zhì)量，合格后過20目網(wǎng)篩并儲(chǔ)存在帶有攪拌螺旋槳的漿池里，陳腐均化；

（4）陳腐均化24h后，將泥漿過篩、除鐵、并用柱塞泵壓入帶有噴頭的噴霧干燥器內(nèi)干燥成工藝要求水分、粒度和流動(dòng)性的陶瓷粉料；

（5）陶瓷粉料被運(yùn)輸至帶有密封蓋的粉料倉內(nèi)陳腐儲(chǔ)存，48h以后造粒、打粉、染色或直接運(yùn)輸至壓機(jī)使用；

（6）干壓成型在陶瓷液壓壓機(jī)內(nèi)進(jìn)行，同時(shí)完成粉料裝飾，干壓時(shí)控制壓力、尺寸、厚度、針密度；

（7）干壓后的含水坯體經(jīng)過陶瓷干燥窯，合格后在釉線運(yùn)輸線上完成釉料裝飾；

（8）燒成發(fā)泡在輥道窯內(nèi)進(jìn)行，周期90～150min，發(fā)泡保溫溫度1205～1250℃，發(fā)泡保溫時(shí)間6～15min，緩慢冷卻時(shí)間45～75min；

（9）出窯產(chǎn)品經(jīng)釉線運(yùn)輸至磨邊切割工段，磨邊切割成所需尺寸并分級(jí)包裝入庫。

從特征看，它有三層組成：第一層為發(fā)泡陶瓷保溫層；第二層為面料裝飾層，它兼具裝飾、提高物理性能、保護(hù)發(fā)泡陶瓷基層多重性能，而且是一種二次布料面料；第三層為裝飾釉料層，它具有提高產(chǎn)品物理性能、改變裝飾效果的作用，也具有保護(hù)作用，它由特種釉料組成，所以也具有濕法施釉、干粒熔塊釉和干粉施釉三種不同的工藝。

2礦物原料含水方式與檢測(cè)方法

在執(zhí)行二次布料，一次成型過程中，分層問題困擾生產(chǎn)，而實(shí)際檢測(cè)結(jié)果則底面料水分一致，這與配方原料組成和礦物原料含水方式有關(guān)，也與檢測(cè)方法有關(guān)。

從上文可以看到，其配方含有珍珠r、沸石、凝灰?guī)r、高嶺土、滑石、膨潤土等天然礦物，這些天然礦物譬如珍珠巖、高嶺土和滑石均含有結(jié)構(gòu)水，同時(shí)珍珠巖微粉、沸石、凝灰?guī)r、高嶺土、膨潤土等比表面大的礦物均容易吸附水。采用濕法球磨、噴霧造粉工藝生產(chǎn)的保溫裝飾陶瓷板粉料自然含有一定量的吸附水和結(jié)構(gòu)水。珍珠巖礦物一般含有2～6%的結(jié)構(gòu)水，也正是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)水的存在才使得珍珠巖具備了高溫膨脹的性能，高嶺土和滑石也含有結(jié)構(gòu)水，而沸石、凝灰?guī)r、膨潤土由于母巖均為珍珠巖，自然而然或多或少均含有少量結(jié)構(gòu)水。

陶瓷噴霧粉料含水率檢測(cè)方法，一般有三種：1）恒溫干燥法，一般將計(jì)量準(zhǔn)確的10g粉料置于105℃恒溫干燥箱內(nèi)干燥2h，冷卻至常溫，稱量，用干燥減量計(jì)算含水率；2）采用微波快速干燥法，一般將計(jì)量準(zhǔn)確的20g粉料置于微波爐內(nèi)，微波干燥5min，隔熱稱量，用干燥減量計(jì)算含水率；3）恒溫電爐烘烤法，一般將計(jì)量準(zhǔn)確的20g粉料置于鐵盤內(nèi)，將盛放粉料的鐵盤放置于恒溫電爐上，烘炒約2min，隔熱稱量，用干燥減量計(jì)算含水率。

3保溫裝飾陶瓷板分層現(xiàn)象的原因

半干壓成型實(shí)際是一個(gè)傳質(zhì)傳力的過程，具體地說有四種變化：1）固體顆粒（塑性原料和瘠性原料）的塑性變形和彈性變形，2）固體顆粒的相互移動(dòng)、靠攏和變形，3）氣體和液體（自由水分）在固體顆粒間隙的移動(dòng)，4）氣體受擠壓后，少部分溶解在液體（自由水分）內(nèi)，大部分經(jīng)上下模芯間隙和?？騻?cè)板間隙溢出。也就是說壓制成型過程中，壓制成型力由外至內(nèi)傳遞，氣體由內(nèi)至外傳遞，從而達(dá)到一定的致密度和強(qiáng)度。顆粒與顆粒之間靠范德華力，層與層之間也靠范德華力維持。致密度和材料的塑性是保證范德華力的兩個(gè)基本條件，而塑性與液體（自由水分的含量）有一定關(guān)系。

保溫裝飾陶瓷板分層的產(chǎn)生，實(shí)際就是傳力、傳質(zhì)（氣體溢出）與塑性粘結(jié)力、彈性阻力之間的失衡，所以原因也是多方面。而且由于原料的細(xì)度無法反映出粉料顆粒的比表面積和真實(shí)顆粒級(jí)配，水分測(cè)量方法和結(jié)果無法測(cè)量出液體（自由水）含量，那么塑性粘結(jié)力和彈性阻力就無從判斷，分層也就顯得不知所以然。

在配方?jīng)]有發(fā)生變化，粉料水分沒有發(fā)生變化，泥漿細(xì)度也沒有發(fā)生變化時(shí)，由于珍珠巖微粉的細(xì)度和比表面積發(fā)生變化，導(dǎo)致粘度（流速）發(fā)生變化，會(huì)導(dǎo)致配方塑性指數(shù)和噴霧粉料顆粒級(jí)配發(fā)生變化，這種變化會(huì)使底料和面料之間的塑性粘結(jié)力與瘠性原料的彈性阻力發(fā)生變化，直接結(jié)果會(huì)發(fā)生分層。無論怎樣調(diào)節(jié)水分和成型制度都無法解決塑性粘結(jié)力問題。

如果采用微波烘干法和電爐烘炒法烘干陶瓷粉料，會(huì)導(dǎo)致溫度過高或局部溫度過高，導(dǎo)致部分結(jié)合水被烘干，而且會(huì)由于含有結(jié)合水原料越細(xì)越容易被烘干的可能，這會(huì)導(dǎo)致真正對(duì)塑性有影響的自由水（吸附水）含量的誤判。譬如，如果采用105℃恒溫干燥法，水分是7%，那么采用微波爐中火微波干燥法實(shí)測(cè)水分就是10%，這多出來的3%實(shí)際上是結(jié)合水。如果由于底料、面料以及釉料組分中珍珠巖、高嶺土、滑石組分并不一樣，更會(huì)造成誤判。從而會(huì)由于對(duì)自由水含量判斷的差異和控制的失誤造成對(duì)塑性和傳質(zhì)（氣體溢出）的影響，這樣會(huì)出現(xiàn)局部氣體無法溢出而導(dǎo)致鼓泡分層。即使調(diào)節(jié)壓機(jī)成型制度，便于排氣，也會(huì)由于干燥時(shí)自由水的溢出比不一致，而導(dǎo)致收縮不一致的變形。

結(jié)合水也會(huì)對(duì)輕質(zhì)保溫陶瓷裝飾板造成分層和變形，但是它主要體現(xiàn)在烘烤脫水（結(jié)合水）階段，這一點(diǎn)不同于自由水會(huì)對(duì)輕質(zhì)保溫陶瓷裝飾板造成分層和變形主要表現(xiàn)在干燥脫水（自由水）階段。關(guān)于自由水在輥道窯干燥或燒成過程中的分層，估計(jì)大家都經(jīng)歷過，或聽說過，主要是傳熱和傳質(zhì)（水蒸氣揮發(fā)）不一致，導(dǎo)致傳熱過快，水蒸氣無法排除，而形成氣壓差導(dǎo)致爆炸分層。結(jié)合水脫水溫度較高，一般在250℃至1250℃不等，結(jié)合水相對(duì)自由水分散均勻，而且結(jié)合牢固，要么固溶在玻璃體內(nèi)（譬如珍珠巖），要么被范德華力吸附（譬如滑石、高嶺土），但是也會(huì)由于傳熱和傳質(zhì)（水蒸氣揮發(fā)）不一致，出現(xiàn)氣相凝聚，導(dǎo)致炸窯和分層現(xiàn)象，這種情況在高嶺土或滑石含量較高的陶瓷磚生產(chǎn)中也屢見不鮮。膨脹珍珠巖輕質(zhì)骨料也正是因?yàn)榻Y(jié)合水被玻璃體包容其中，而玻璃體受熱后容易形成具有塑性的熱塑態(tài)玻璃，所以才利用這個(gè)原理，生產(chǎn)膨脹珍珠巖輕質(zhì)骨料。在輕質(zhì)保溫陶瓷裝飾板生產(chǎn)過程中，珍珠巖微粉細(xì)度或含水率的差異，也會(huì)導(dǎo)致自由水的脫水難易程度不一致，從而造成分層，或收縮和?；蟮呐蛎洸灰恢拢罱K會(huì)導(dǎo)致底面變形或波浪變形。

實(shí)際生產(chǎn)中，采用助劑也會(huì)改變顆粒形狀和坯體致密度，從而也會(huì)影響傳力、傳熱與傳質(zhì)的不一致。解決問題的根本辦法是抓住關(guān)鍵要素，規(guī)范作業(yè)工藝制度和科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法。譬如來料的自由水含量、結(jié)合水含量、成分變化、粒度等，生產(chǎn)時(shí)要嚴(yán)格管理精準(zhǔn)控制，只有這樣才能保證生產(chǎn)穩(wěn)定和不分層、不變形、不炸窯。

（韓復(fù)興）

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