关于陶瓷砖用解胶剂验收方案的探讨＊

时间：2024-07-28

张卫星刘小云

（1国家建筑卫生陶瓷质量监督检验中心陕西咸阳 712000）（2咸阳陶瓷研究设计院陕西咸阳 712000）

关于陶瓷砖用解胶剂验收方案的探讨＊

张卫星1刘小云2

（1国家建筑卫生陶瓷质量监督检验中心陕西咸阳 712000）（2咸阳陶瓷研究设计院陕西咸阳 712000）

主要阐述了在陶瓷砖的原料制备过程中对于解胶剂的选择和验收时，提出一种统一的验收试验方案，以降低陶瓷砖生产工业用水起到节能降耗作用，提高产品质量。

陶瓷砖解胶剂验收方案

前言

随着现代科学技术的突飞猛进，我国建筑卫生陶瓷工业得以迅猛发展，产品的档次和质量得以大幅度提高。我国建筑卫生陶瓷行业已经形成了广东、福建、四川、山东、河北、江西等几大生产基地。建筑陶瓷和卫生陶瓷产品产量和出口量已均居世界第一，可以说我国已是名副其实的建筑卫生陶瓷的制造大国、消费大国及主要出口国。

与此同时，陶瓷用化学添加剂在建筑卫生陶瓷工业中的应用越来越广泛，也起到越来越重要的作用。陶瓷添加剂是现代化学工业的高新技术产物，其优异的使用性能有力地促进了建筑卫生陶瓷工业向高质量、高效率的方向发展。陶瓷添加剂在陶瓷配方中用量很少，但作用却非常大，常常在节能降耗、新产品开发、新工艺的创新等方面起到突出作用，因此被称为建筑卫生陶瓷行业的“魔术师”。

1 在陶瓷砖生产中的应用

目前，陶瓷墙地砖生产广泛采用喷雾干燥工艺制备粉料，这种工艺在造粒的泥浆中通常用到一种重要的化学添加剂——解胶剂。其作用在于减少泥浆含水率的同时更好地改善泥浆的流动性。喷雾干燥能耗在生产总能耗中占相当大的比例，降低能耗以降低生产成本就成为关键。这就需要降低泥浆含水率，提高泥浆浓度。为此，使用合适的高质量的解胶剂可以使后续的干燥过程中的能耗大大降低，从而实现节能降耗的目的。另外，为适应陶瓷砖表面施釉工艺，要求釉浆具有较高的密度和较低的粘度，以及良好的流动性，这就需要向釉浆中加入一定量的解胶剂。

解胶剂是建筑卫生陶瓷行业常用的添加剂之一，其作用在于提高分散系统的粒子的ζ电位，从而使浆料颗粒在分散介质中保持相对稳定的距离，不会造成团聚和沉积，从宏观上讲，就保持了分散系统料浆的稳定性。解胶剂产品种类繁多，按照物质形态可以分为固体颗粒（包括粉状）、液体解胶剂；按照化学组成可分为无机、有机和复合解胶剂；按照用途可以分为釉用和坯用解胶剂。

目前市场上常见的陶瓷砖用解胶剂质量水平差别很大，种类又非常繁多，不同解胶剂对各种陶瓷料浆的适应性各不相同。另外，对于某一特定系统的料浆，其解凝效果也不尽相同。在我国，由于原料标准化的水平较低，不同陶瓷砖生产企业的坯料或釉料的料浆的配方差异很大，所以生产企业应结合自己的料浆组成、工艺特点和产品特性来选择适合的解胶剂。同时，为了使添加的解胶剂在生产中起到既高效又经济的作用，应通过对浆料加入解胶剂前后的流动性、触变性进行测试来确定解胶剂的加入量，而且在使用过程中还要根据进厂原料和工艺条件的波动进行适当的微调。为了更好地对选择的解胶剂的质量进行评价，避免对陶瓷砖生产企业生产过程和产品质量造成不良影响，结合笔者起草的《建筑卫生陶瓷用添加剂解胶剂》行业标准的具体内容，提出一套对陶瓷砖用解胶剂采购验收和确定加入量的试验方法，与广大建筑陶瓷生产企业同仁共同商讨。

2 陶瓷砖用解胶剂的验收方案

2.1 选择解胶剂时应考虑的因素

在陶瓷砖生产企业使用解胶剂的生产实践中，就如何正确选择解胶剂提出如下建议：

1）了解现有商品釉用和坯用解胶剂解凝的种类、性能和使用方法；

2）了解生产陶瓷砖待稀释的坯料或釉料的料浆系统如化学组成、矿物组成、颗粒组成等；

3）在大生产中提取浆料，选择多种解胶剂在实验室进行验证试验，测出解胶剂加入量和料浆粘度的关系曲线，经过反复比较，寻找较佳使用方案，尽量采用复合解胶剂代替单一解胶剂；

4）选择解胶剂时既要考虑稀释效果，也要综合考虑其经济性和适应性。建议采用稀释效果良好、成本较低、适应性较强的解胶剂。

2.2 外观质量的验收

对于陶瓷砖生产企业已经确定的商品解胶剂再次采购时要进行外观质量的验收。首先陶瓷砖企业将确定的该类解胶剂留作标样，即抽取若干数量的商品封存，留作该类解胶剂验收外观检验时的标准对照样品。

外观质量验收时，对于固体解胶剂，分别把样品和标样平铺在白纸上，在自然光下用目视比较外观杂质；对于液体解胶剂，把样品和标样放在同样的透明玻璃容器中，在自然光下用目视比较其颜色、透明度和外观杂质。验收的结果要求再次采购的商品与标样外观目视基本一致，不应有明显可视杂质。

2.3 解胶剂验证试验方法

对于陶瓷砖用解胶剂的加入量而言，每个工厂所用的配方不同，原料产地不同，其料浆固－液分散体系千差万别，各生产企业出于成本的考虑，会提出一个针对本企业的合适用量，并且要求在该用量下使料浆的含水率、流动度、触变性、稳定性符合本企业生产的要求。在陶瓷砖实际生产过程和质量控制的基础上，提出以下用于解胶剂产品验收的试验方法。

在探讨解胶剂验收试验方法之前，首先确定验收试验时所选用的试验仪器设备。陶瓷砖生产企业在其工厂实验室可采用以下仪器设备：

1）试验用快速球磨机。

2）试验用颚式破碎机。

3）烘箱：工作温度为0～300℃，温度调节精度为±5℃。

4）电子天平：精度为0.01g。

5）涂－4粘度计。

6）秒表。

2.3.1 加入解胶剂后的料浆的流动度的测定

使用解胶剂的主要目的是在料浆流动性符合要求的前提下含水率尽可能低，所以在提出流动性限定的同时，必须对含水率做出要求，所以本试验方法提出含水率也必须同时符合使用要求。具体试验步骤如下：

1）配料。解胶剂使用厂家按大生产的干料配方配料至少5kg以上，配料前先取原料试样检测每种原料含水率，再换算成湿料的配方进行配料。每种原料都应在50℃下进行干燥，以确保能通过颚式破碎机破碎。

2）破碎混合。将每种原料用颚式破碎机破碎至全部过8目筛并混合均匀，制成混合料，测出含水率后备用。

3）混合料水分的测定。用电子天平称取制成的混合料200g，放入不锈钢盘中，在110℃烘箱中烘干至恒重，称量后用烘干前后质量损失的百分比作为混合料的含水率。混合料的含水率按照下列公式计算：

式中：T——混合料的含水率，%；

w1——混合料的质量，g；

w2——混合料经烘干后的质量，g。

4）混合料干基的换算。试验中混合料的干重即混合料除去水分的干料的质量；解胶剂配料的百分比例均以混合料换算成的除去水分后干料的质量为计算依据。

5）试验。用测得的混合料的含水率换算200g干料所对应的混合料质量，用电子天平称取该质量的混合料、水、600g刚玉球。用电子天平称取解胶剂，开始先加入0.1%的解胶剂，该比例为相对于干料的质量百分比。

将称好的坯料、水、刚玉球、解胶剂一起放入球磨罐中，放入快速球磨机中球磨至各工艺条件要求的细度为止。一般球磨时间为5～15min，具体时间可根据配方的差异进行调整。

将球磨好的料浆倒入涂－4粘度计中，静置30s后测定料浆流出时间，判断是否达到使用的要求。

如果流动性未达到要求，将解胶剂的加入量增加0.05%。重复以上试验，直至达到使用要求的流动性。

用电子天平在不锈钢盘中称取所确定的料浆100g，在烘箱中烘干至恒重，根据质量损失计算泥浆的含水率。

2.3.2 加入解胶剂后的料浆的触变性的测定

对于喷雾干燥造粒所使用的料浆而言，较大的触变性可能会导致生产线暂停时料浆阻塞管路系统或喷枪；或者，由于釉浆较大的触变性可能造成施釉设施和设备管路管网的阻塞，所以应关注料浆的触变性。

使用流动性测试过程中所确定的料浆的配方和制备过程制备的料浆进行试验。先在烧杯中用搅拌器搅拌5 min后，分别测定在涂－4粘度计中静置30s和静置30 min后料浆的流出时间t1和t2。触变性Ts用以下公式计算：

式中：Ts——料浆的触变性；

t1——料浆静置30s后流出涂－4粘度计所用的时间，s；

t2——料浆静置30min后流出涂－4粘度计所用的时间，s。

2.3.3 加入解胶剂后的料浆的稳定性的测定

浆料在放置几天以后，粘度可能会增大，流动性变小，给后续生产过程带来很大的麻烦。优质解胶剂解胶的稳定性很好，流动性基本不发生变化，给较长时间储存料浆带来便利；然而对于较差的解胶剂可能变化很大，可能影响工艺过程，甚至堵塞管路，处于这种需求，提出该项试验方法。

使用流动性试验方法中所确定的料浆的配方和制备过程所制备的料浆进行试验，把制备好的料浆在室温下密封存放72h，每24h至少搅拌6h，搅拌时应注意容器口的密封。密封的目的是防止水分和解胶剂的挥发。存放72h并搅拌5min后，按照料浆流动性测定方法进行静置30s后流出时间的测定，测得流出时间t3。稳定性Tw用下列公式计算：

式中：Tw——料浆的稳定性；

t1——料浆静置30s后流出涂－4粘度计所用的时间，s；

t3——料浆放置72h并搅拌后流出涂－4粘度计所用的时间，s。