一种防滑釉面的研制

王彦君 石棋 王永强 陈志川 肖惠银

摘 要：本实验采取熔块干粒法，得到釉面手感和防滑性能良好的釉面配方。通过调整后续抛光阶段磨头的组合，在防滑的基础上改善釉面效果和质感。最后比较了防滑釉面与目前市场上主流产品的性能（包括抗热震性、硬度、耐化学腐蚀性等），综合各方面性能考虑，防滑釉面能够满足生产和市场要求。

关键词：防滑釉面；干粒；抛光；性能

1 前言

近几年来，各种高档抛光砖、全抛釉、釉下彩饰微晶玻璃等产品纷纷推出，市面上的产品琳琅满目。然而在美化环境的同时，随之而来的地面抗滑安全问题却日渐突出，国内公共场所地面过于光滑导致意外滑倒而致伤致残等事件不断上升，地面防滑已经成了公共安全的新问题。国外对公共行走地面和工作场所地面防滑问题非常重视，都相应制定了严格的安全要求和严厉的处罚标准。

国内建筑陶瓷地砖防滑研究起步较晚，技术文献和相关专利报道以制备工艺技术题材为多：如公开号CN102491789A[1]、CN201011090[2]、CN101445393[3]、CN102731164A[4]发明专利均涉及一种防滑印刷釉及其制造方法和应用，CN202658086U[5]、CN201011090[2]、CN1974471[6]发明专利涉及了制备工艺和其它方面的内容。毛瑞和梁柏清等[7]采用倾斜平台法对目前市场普遍使用的各种地砖品类进行测试发现，只有广场砖、耐磨砖和部分仿古砖防滑级别可以达到R10～R11，绝大多数陶瓷地砖产品湿防滑性能都较差，存在较大的安全隐患。目前防滑瓷砖主要是通过喷洒或涂抹防滑剂、腐蚀剂，选用特殊材料、凹凸模具[8]、高温印花釉等方式将砖体表面制成具有宏观或微观的凹凸起伏不平的结构[9]，利用这种结构和鞋底在压力下产生的机械咬合作用以及真空吸附作用达到防滑效果。在上述方法中，采用凹凸模具设计提升防滑级别是最常用方法，其缺点是一旦达到R10和R11，防污能力明显变差；喷洒或涂抹防滑剂、腐蚀剂和使用防滑印花釉的方法存在使用一定时间容易失效的问题，并且大多数表面效果简单，人工刻画痕迹很重，无法实现天然石材的细腻纹理、丰富层次和通透感。本实验采取熔块干粒法，通过将具有不同熔融温度、高温粘度和折射率的透明干粒混合，在克服传统防滑方法缺点的同时成功制备出不同手感和装饰效果的防滑釉面。

2 实验部分

2.1 样品的制备

防滑釉面是通过在化妆土的表面布一层熔块干粒来实现的。此熔块干粒由多种熔块混合，各个熔块之间烧成温度、高温粘度、折射率都有一定的差异，正是这些特性，才能使得制备的釉面在具备防滑耐磨特性的同时也具有晶润光亮的特点，所以熔块干粒的配比至关重要。防滑釉面的制备流程如图1所示。干粒防滑的原理：一是能够增大釉面摩擦系数；二是增大了物体与釉表面的接触面积，如图2所示。

2.2 表征方法

本实验采用可变倾斜角摩擦试验机（如图3所示）测试釉面的防滑性能。该设备既可以用于湿态试验也可以用于干态试验，其是利用斜向推力原理，使压力大小为172±10 kPa的气压驱动装置产生一快速增大至恒定大小的斜向推力模拟人正常行走时鞋跟的受力变化过程，通过不断改变框架臂的倾斜角度，从而改变推力中水平分量和竖直分量的相对大小关系，直至由圆盘状鞋底材料制成的直径32 mm的摩擦测试垫与待测地面发生滑动，通过倾斜角度换算得到其静摩擦系数。

3 实验结果与讨论

3.1 原料对釉面性能的影响

本文所述透明熔块干粒是由几种不同熔融温度的干粒按一定配比组成，满足调整干粒层与坯的膨胀系数和熔融温度的需要，熔融温度为1100～1200 ℃，平均粒径为0.1～0.25 mm。熔块干粒的配方根据实际窑炉温度和釉面效果进行调整，范围为（wt%）：纳米刚玉：0～8，硅酸盐熔剂原料：70～88，粘土类物质：10～22。制备流程如下：（1）按上述配方将配料入球磨机加水球磨，将料浆喷雾干燥制成粉料粒子，粒径在0.12～0.40 mm之间；（2）将粉料装在特定装置容器中在火焰中煅烧，烧成温度为950～1100 ℃，烧成周期为120 min；（3）将烧后粉料过筛并取0.13～

0.35 mm粒径的颗粒备用。

为提高釉面的防滑性能，经过初步的试烧实验基本确定以下3种熔块干粒为优选对象。表1和表2分别为熔块干粒的颗粒级配和化学组成。

以干粒A、B、C作3因素3水平实验，将釉面的各项性能按百分比（防滑级别50%、磨耗15%、手感15%、表观效果20%）计分作为主要判别依据。正交试验结果如表3所示。

根据表3中最佳结果A1B3C3与正交试验得出的最优组合A2B2C3再作一组实验比较，结果如表4所示。

通过表4得出A2B2C3为此组正交试验的最佳方案，此方案中干粒效果与普通配方相比已经有明显改善。初步确定该配方，后续通过抛光磨块的调整达到抛光釉面要求。

图4是釉表层熔融的干粒效果。每颗干粒形成一个小突起，从而保证釉面的防滑性能。此外，经过高温烧成后，干粒表面的棱角被熔融，所以在保证表面防滑的同时也能保持良好的手感。

3.2 抛光磨头对釉面的影响

根据产品实际需求，有些防滑釉面需要采用特殊抛光处理。通过借鉴全抛釉的抛光参数，初步实验采用以下磨头组数（见表5）。

采用表5方案抛光的切削量不够，局部出现漏抛现象，需要添加目数更高的磨头，为此调整为如表6所示的实验方案。

采用表6的磨头方案抛光时，由于砖型的波动有时会出现白边、露底的现象，同时砖面的抛光切削量偏大。调整磨头组合，减少800目磨头的组数，增加1000目磨头的数量，调整实验方案如表7所示。

采用表7方案的磨头配合抛光，切削量合适，不出现露底、白边的问题，同时也不会出现漏抛问题，此磨头组合允许砖形有一定的波动，光泽度和抛后整体效果都较合适。

3.3 防滑釉面的性能

普通天然砂岩石材通体存在大量的暗裂纹和气孔，抗折强度一般小于20 MPa，有的吸水率较大因而容易渗污和滋长霉菌，有些耐腐蚀性能和抗风化能力较差。防滑系列产品表面防污性能和耐磨度好，耐酸耐碱、不风化，底层坯体吸水率小于0.1%，抗折强度高。表8列出了防滑釉面与目前市面上主要产品的性能对比。从表8可以看出，防滑釉面的各项性能均有不俗的表现，可以为市场和消费者提供更多的选择。

4 结论

本实验通过将三种不同性质的熔块干粒混合，成功制备出防滑性能和手感均良好的釉面。根据产品的实际要求，对比了不同抛光磨头对釉面的影响，通过调整磨头的目数和组数，能够满足抛光需要而不会产生抛光缺陷。最后比较了防滑釉面和市场上主流产品的不同性能，通过对比得知：防滑釉面综合表现较佳。

参考文献

[1] 蔡国桢，杜文男.防滑印刷釉及其制造方法和应用：中国，CN102491789A[P/OL]. 2012-06-13.

[2] 毛海燕.一种防滑陶瓷抛光砖：中国，CN201011090[P/OL].2008-01-23.

[3] 荣继华.一种陶瓷釉面砖表面防滑剂及其制备方法：中国，CN101445393[P/OL]. 2009-06-03.

[4] 赵白弟.一种用于地砖的防滑釉：中国，CN102731164A[P/OL].2012-10-17.

[5] 符日明.一种耐磨防滑地砖：中国，CN202658086U[P/OL].2013-01-09.

[6] 罗杰华，骆建民，霍建强，等.表面具有部分抛光和凹凸堆积纹理的陶瓷砖制造工艺：中国，CN1974471[P/OL].2007-06-06.

[7] 毛瑞，梁柏清，肖景红，等.陶瓷地砖防滑性能测试研究[J].中国陶瓷，2009，（04）： 49～51.

[8] 麦焕斌.防滑砖的制造方法[P].中国专利：CN1410239，2003-04-16.

[9] 黎奕钊.防滑地砖[P].中国专利：CN2531021，2003-01-15.