王偉林
(廣西三環(huán)企業(yè)集團(tuán)股份有限公司,廣西北流537400)
自2004年中國-東盟博覽會落戶中國廣西南寧以來,廣西三環(huán)企業(yè)集團(tuán)股份有限公司以其在國內(nèi)外日用陶瓷行業(yè)的品牌影響力和知名度,先后被選為“中國-東盟博覽會戰(zhàn)略合作伙伴”、“中國-東盟博覽會行業(yè)合作伙伴”,多次評為“中國-東盟博覽會國家政要及貴賓指定禮品供應(yīng)商”。是中國駐東盟十國使領(lǐng)事館專用餐具供應(yīng)商、米蘭和國際米蘭俱樂部授權(quán)禮品生產(chǎn)商和英國皇室威廉王子婚禮用瓷生產(chǎn)商。每年都要為中國-東盟博覽會以及國際組織的政要和嘉賓提供形式多樣、款式新穎和質(zhì)量上乘的高檔禮品瓷。
三環(huán)原來以廣東高州石板高嶺土為主要原料生產(chǎn)的高檔禮品瓷,具有白度高(80%以上)、透光性好等特點獲得用戶青睞,先后作為北流撒縣設(shè)市慶典用瓷、北京人民大會堂陶瓷精品展用瓷和香港特區(qū)首任行政長官官邸用瓷等,為樹立三環(huán)陶瓷品牌做出了重要貢獻(xiàn)。由于經(jīng)過近半個世紀(jì)的挖掘開采,廣東高州石板高嶺土已近枯竭,用它生產(chǎn)的產(chǎn)品已大不如從前。為了保持公司高檔禮品瓷的傳統(tǒng)優(yōu)勢,我們成立了項目組開展本項目的工作。
高檔瓷要求有較高的白度和極高的釉面質(zhì)量。高級日用細(xì)瓷器[1]的白度不低于70%。高檔日用細(xì)瓷[2]的白度為76% ~80%。國際市場上真正的高檔瓷,即具有國際先進(jìn)水平的日用瓷器,其外觀質(zhì)量的要求是相當(dāng)高的??梢杂谩拔鍩o、一小、三光滑”(無斑點、無落渣、無色臟、無氣孔、無釉面擦傷;變形小;釉面光滑、口底光滑、花面光滑)來形容和概括[3]。故選取質(zhì)量較好的龍勝高嶺土為主要原料進(jìn)行研究,并研制成功高檔禮品瓷。
1.1 龍勝高嶺土
原礦外觀:龍勝高嶺土外觀呈團(tuán)塊狀,少量石英粒,顏色為白色、灰白色,少量肉紅色。吸水后有較強(qiáng)粘性、滑膩感。干后呈團(tuán)塊狀,較硬。
原礦物相分析:經(jīng)鑒定,龍勝高嶺土的礦物組成為:高嶺石,石英,白云母,鈉云母,鉀云母,埃洛石。
龍勝高嶺土的示性礦物組成見表1。
制備及工藝性能測試:為了保證原料的性能穩(wěn)定,將龍勝高嶺土預(yù)先單獨化漿淘洗,過80目篩,除去砂粒雜質(zhì),壓濾成含水率35%以下泥餅備用。測定其可塑性指數(shù)、干燥強(qiáng)度、干燥收縮、燒成收縮、燒后白度,結(jié)果見表2。
1.2 其它原料及制備
表1 龍勝高嶺土的示性礦物組成(%)Tab.1 The representative m ineral com position of Longsheng kaolin
表2 龍勝高嶺土的工藝性能Tab.2 Technicalproperties of Longsheng kaolin
表3 坯用原料化學(xué)組成(%)Tab.3 The chem ical com position of the body batch
表4 燒成溫度與瓷坯物理性能關(guān)系Tab.4 The relationship between the firing tem perature and the physicalproperties
表5 W 415#坯料工藝性能Tab.5 Technical properties of body batch#W 415
表6 坯料、釉料平均線膨脹系數(shù)(1/K)Tab.6 Average coefficients of linear expansion of body and glaze
綜合考慮高檔瓷的吸水率、熱穩(wěn)定性、白度和透光性等要求,選擇湖南瓷土、平江長石、1#石英輔以試驗研究,尋找合理的配方和工藝條件。
湖南瓷土:白色、淺黃白色、淺肉紅色,砂質(zhì),部份團(tuán)塊狀,無黑、褐色泥質(zhì)、石質(zhì)礦物。原礦預(yù)先經(jīng)過鋪層、堆高預(yù)均化備用。
平江長石、1#石英等石質(zhì)原料經(jīng)濕式輪碾粉碎、水洗,過120目篩濾干備用。
原料的化學(xué)組成見表3。
1.3 坯料配方設(shè)計
作為禮品用瓷,以茶具、咖啡具為主要器形品種,注漿類產(chǎn)品較多。因此,坯料配方設(shè)計要適應(yīng)滾壓和注漿二種成型工藝要求,坯泥要有良好的可塑性,滿足滾壓成形的需要;化漿后的泥漿也要有較好的流動性、穩(wěn)定性,以滿足注漿成形的要求。經(jīng)小試、中試,W 415#坯料配方較為理想,適合滾壓和注漿成型。其坯式如下:
燒成溫度與瓷坯物理性能關(guān)系見表4,W 415#坯料工藝性能見表5,膨脹系數(shù)見表6。
1.4 釉料配方
釉料使用現(xiàn)在的生產(chǎn)釉,釉面針孔少,光澤度好。其膨脹系數(shù)見表6。
1.5 坯料制備工藝
按配方準(zhǔn)確稱料球磨,料∶球∶水=1∶1.5~1.6∶1.1~1.2。
坯料細(xì)度控制萬孔篩余0.1%~0.2%,泥漿分別過180目、200目篩,4次除鐵,滾壓泥經(jīng)4次練泥。
最高燒成溫度:1360℃~1380℃。燒成周期:24h~26h。
1.6 電解質(zhì)選用,
由于配方中龍勝高嶺土使用量較多,使用傳統(tǒng)的電解質(zhì)如水玻璃、碳酸鈉化漿,泥漿性能都不好,流動性差,觸變性大。經(jīng)試驗,用德國生產(chǎn)的陶瓷泥漿用有機(jī)電解質(zhì)DOLAPIX系列聚合電解質(zhì)PC67解決了這一問題。用量1%~1.5%為宜。
1.7 產(chǎn)品主要理化指標(biāo)
白度:82%~84%;釉面硬度:7075.8MPa;吸水率:<0.3%;光澤度:91%;抗熱震性:180℃~20℃水交換一次不裂。
2.1 坯料中主要原料的作用與用量
2.1.1 龍勝高嶺土
龍勝高嶺土是坯料中A l2O3主要來源,并賦予坯料可塑性和干坯強(qiáng)度。提高龍勝高嶺土用量,可以提高坯料可塑性和干坯強(qiáng)度,并相應(yīng)地提高了Al2O3含量,從而增加坯體耐火度,擴(kuò)大坯體燒成溫度范圍,降低燒成變形[4],提高產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度。但隨著龍勝高嶺土用量的增加,會增大注漿泥料化漿的難度,即使化好的泥漿流動性差或水份過高,不利于注漿操作。同時,龍勝高嶺土用量是影響產(chǎn)品白度波動的主要原因,隨著龍勝高嶺土用量的增加,產(chǎn)品白度會相應(yīng)下降。龍勝高嶺土用量4以0%~50%為宜。
2.1.2 湖南瓷土
湖南瓷土質(zhì)地純白,砂質(zhì),作為助熔劑引入坯料中,主要起到助熔和保證產(chǎn)品白度的作用。它的助熔成份K2O含量較高,可以增大坯體的燒成溫度范圍,提高產(chǎn)品透光性。湖南瓷土的最隹用量為20%~30%。
2.1.3 平江長石和1#石英
平江長石和1#石英引入到坯料中,主要起到調(diào)節(jié)坯料成形性能、SiO2和Al2O3成份的作用。平江長石含有部份Na2O,引入到坯料中可以提高對游離石英的熔解能力,降低燒成溫度,提高產(chǎn)品的抗熱震性和透光度。
2.2 電解質(zhì)
通常有機(jī)高分子聚合電解質(zhì)的解凝效果要明顯優(yōu)于無機(jī)電解質(zhì)的解凝效果[5]。龍勝高嶺土的主要礦物成份是高嶺石,是H-粘土。德國生產(chǎn)的陶瓷泥漿用有機(jī)電解質(zhì)DOLAPIX系列聚合電解質(zhì)PC67比使用無機(jī)電解質(zhì)水玻璃、碳酸鈉的化漿效果好。
(1)用龍勝高嶺土為主要原料研制的高檔禮品瓷保持了熱穩(wěn)定性好、白度高、透光性好等特點。這對于保持企業(yè)高檔瓷品質(zhì),增大高檔禮品瓷市場份額,擴(kuò)大企業(yè)品牌影響力和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整都將產(chǎn)生重要作用。
(2)電解質(zhì)的使用受坯料中粘土種類影響較大,選擇得當(dāng)與否直接影響泥漿化漿效果和泥漿性能。
1高級日用細(xì)瓷器,GB4003-.3
2聶文志.高檔日用細(xì)瓷的研制.陶瓷工程,1999(5)
3徐莉華.我國日用陶瓷部份產(chǎn)品92年的外觀質(zhì)量檢測結(jié)果分析.中國陶瓷,1994(4)
4羅日軍.長石-骨灰質(zhì)瓷的研制.陶瓷,2003(4):33~36
5彭福華,張艷麗.硅酸鹽粘土礦物的晶體結(jié)構(gòu)與陶瓷減水劑的解凝機(jī)理.中國陶瓷工業(yè),2010,17(4)