楊君之 許林峰 皮小萌 吳世斌 張文澤 高凌雨

(廣東簡(jiǎn)一(集團(tuán))陶瓷有限公司 廣東 佛山 528000)

前言

陶瓷磚具有堅(jiān)固耐用、易清潔、維護(hù)簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，一直是最常用的建筑裝飾材料。大理石瓷磚因其具有天然大理石自然、奢華、大氣的美學(xué)特性，在紋理、色澤和質(zhì)感上具有無(wú)可比擬的裝飾效果，將瓷磚的裝飾性能提升到一個(gè)新的高度。近年來(lái)，大理石瓷磚以其綜合性能上的優(yōu)越性，已經(jīng)替代天然大理石被廣泛應(yīng)用于高端會(huì)所、高級(jí)酒店、豪宅別墅、大型商場(chǎng)、辦公大樓等高檔場(chǎng)所。

然而市場(chǎng)上的拋光類瓷磚產(chǎn)品，表面都非常光滑。光滑的表面雖然可以使瓷磚具有亮麗的光澤，但是遇水的時(shí)候踩在磚面上也易于滑倒。尤其是在公共場(chǎng)合，老人和小孩活動(dòng)較多的地方，帶來(lái)的安全隱患更大。據(jù)報(bào)道，在日常生活中，滑倒意外事故每年造成的傷亡人數(shù)僅次于車禍。因此，地面防滑已經(jīng)成為公眾關(guān)心的重大安全問(wèn)題。

目前，實(shí)現(xiàn)瓷磚防滑的工藝有很多：例如，通過(guò)噴灑或涂抹防滑劑對(duì)磚面進(jìn)行腐蝕，使瓷磚具有粗糙的表面結(jié)構(gòu)；采用凹凸模具，使瓷磚表面凹凸不平，從而實(shí)現(xiàn)防滑；在瓷磚表面開(kāi)槽，使瓷磚具有防滑性能；采用高溫止滑釉，高溫粒子在瓷磚燒成后保留下來(lái)，使釉面粗糙，實(shí)現(xiàn)防滑等。這些方法都是通過(guò)簡(jiǎn)單改變瓷磚的表面結(jié)構(gòu)來(lái)提高瓷磚的止滑性能，從而實(shí)現(xiàn)防滑。

這類生產(chǎn)工藝要么會(huì)影響瓷磚的表面裝飾效果，要么只能用于提高一些低光產(chǎn)品的防滑性能，比如仿古磚。采用這些方法來(lái)生產(chǎn)大理石瓷磚是不可行的，或者存在嚴(yán)重的不足，會(huì)嚴(yán)重影響大理石瓷磚的質(zhì)感、光澤和防污效果，并且磚面視覺(jué)效果差。

因此，目前為止，拋光類瓷磚產(chǎn)品的防滑技術(shù)還是比較稀缺的。大理石瓷磚由于對(duì)磚面效果要求極高，所以對(duì)防滑技術(shù)的要求也非常高。

當(dāng)前關(guān)于大理石瓷磚防滑技術(shù)的研究較多，通常采用的方法是材料防滑：即在瓷磚表面涂抹一層摩擦系數(shù)較大的材料，從而實(shí)現(xiàn)防滑。這種方法可以在不犧牲磚面效果和防污性能的前提下實(shí)現(xiàn)防滑，但是防滑性能的耐久性不好。當(dāng)磚面的防滑材料磨損掉之后，防滑性能也隨之消失。

還有一種方法是結(jié)構(gòu)防滑：即先用防滑劑對(duì)瓷磚表面進(jìn)行腐蝕，然后再采用防污技術(shù)對(duì)磚面進(jìn)行防污處理。這種方法可使瓷磚表面具有一定的粗糙結(jié)構(gòu)，提高防滑的耐久性，進(jìn)行后續(xù)防污處理又能改善其防污性能。從理論上講這種方法是可行的。但是，防滑需要表面粗糙，而防污又需要表面光潔。所以，防滑和防污是矛盾的2個(gè)方面，在技術(shù)上很難兼顧。同時(shí)，表面粗糙還會(huì)嚴(yán)重影響磚面的裝飾效果，尤其會(huì)影響磚面的質(zhì)感。由于存在這個(gè)技術(shù)難點(diǎn)，所以很少有企業(yè)采用這種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)防滑。極少數(shù)采用這種技術(shù)方案的企業(yè)，也一直未能取得技術(shù)上的突破。

針對(duì)以上存在的問(wèn)題，本項(xiàng)目研發(fā)出新材料和工藝技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)防滑。同時(shí)，兼顧材料防滑技術(shù)的使用，使大理石瓷磚既具有材料防滑功能，又具有結(jié)構(gòu)防滑功能。該技術(shù)思路包括以下幾個(gè)步驟：

1)使瓷磚呈現(xiàn)出細(xì)微的凹凸表面結(jié)構(gòu)。采用多重絲網(wǎng)印刷技術(shù)，將高溫釉料印刷到瓷磚表面，釉料在瓷磚表面呈點(diǎn)狀分布。瓷磚經(jīng)高溫?zé)珊?，由于釉料的高溫粘度大，不能完全流平，所以仍可保持點(diǎn)狀分布。采用智能柔拋技術(shù)，對(duì)瓷磚表面進(jìn)行微拋光，而且只拋光，不磨平，保留微凹凸的釉面結(jié)構(gòu)。

2)采用自主研發(fā)的水性刻蝕劑對(duì)瓷磚的拋光表面進(jìn)行均勻的刻蝕，使瓷磚形成顯微結(jié)構(gòu)上的粗糙表面。

3)采用自主研發(fā)的新型環(huán)保防污、疏水、防滑蠟水，在經(jīng)粗糙化處理后的瓷磚表面覆蓋一層致密的納米無(wú)機(jī)涂層。該納米無(wú)機(jī)涂層既具有高摩擦系數(shù)，又具有優(yōu)異的防污性能。同時(shí)，該涂層還具有優(yōu)異的通透性和耐磨性。

1 技術(shù)原理

本項(xiàng)目需要解決的核心問(wèn)題是使拋光大理石陶瓷產(chǎn)品同時(shí)具備防滑及防污兩大功能。同時(shí)，所有的工藝環(huán)節(jié)都不能影響瓷磚原有的性能(吸水率、強(qiáng)度、硬度、耐磨性、通透性、光澤度、質(zhì)感等)。具體的技術(shù)路線包含以下幾個(gè)工藝環(huán)節(jié)：

1)采用多重絲網(wǎng)印刷技術(shù)使釉料在瓷磚表面呈點(diǎn)狀分布，高溫?zé)珊笮纬晌纪沟谋砻娼Y(jié)構(gòu)。

2)采用智能柔拋技術(shù)對(duì)瓷磚表面進(jìn)行拋光，既能增加表面光潔度，又能保留表面的微凹凸結(jié)構(gòu)。

3)在經(jīng)拋光處理后的瓷磚表面涂抹一層新型刻蝕液，對(duì)瓷磚表面進(jìn)行輕微的刻蝕處理，使瓷磚形成顯微結(jié)構(gòu)上的粗糙表面。

4)采用多組高壓打蠟機(jī)，將新型防污-防滑蠟打入瓷磚表面，蠟水在溶劑揮發(fā)過(guò)程中，經(jīng)交聯(lián)、縮聚、固化后在瓷磚表面形成一層致密的無(wú)機(jī)納米涂層。該涂層通過(guò)機(jī)械咬合和化學(xué)鍵與瓷磚表面形成緊密的結(jié)合，與瓷磚融為一體。使大理石瓷磚在具備防滑功能的同時(shí)，還具有更優(yōu)異的防污性能和耐磨性能。

各技術(shù)環(huán)節(jié)的原理示意圖見(jiàn)圖1。

圖1 各技術(shù)環(huán)節(jié)的原理示意圖

2 主要研究?jī)?nèi)容

本項(xiàng)目是一項(xiàng)行業(yè)共性技術(shù)研究，其技術(shù)研究?jī)?nèi)容涉及多個(gè)方面，包括機(jī)理研究、工藝流程設(shè)計(jì)、裝置設(shè)計(jì)、防滑處理工藝設(shè)計(jì)、防污處理工藝設(shè)計(jì)、操作規(guī)范設(shè)計(jì)、多重絲網(wǎng)印刷技術(shù)、智能柔拋技術(shù)、定點(diǎn)刻蝕技術(shù)、材料配方研制等多項(xiàng)工作內(nèi)容，重點(diǎn)突出以下幾個(gè)方面的工作。

2.1 多重絲網(wǎng)印刷技術(shù)

采用多重絲網(wǎng)印刷技術(shù)將釉料印刷到磚面上，在磚面上形成密密麻麻的釉點(diǎn)。經(jīng)高溫?zé)珊?，釉點(diǎn)沒(méi)有完全流平，所以這種點(diǎn)狀釉面結(jié)構(gòu)可以保留下來(lái)，形成細(xì)微的凹凸釉面。這種凹凸釉面經(jīng)拋光后不會(huì)改變磚面的整體光潔度，也不會(huì)對(duì)觸感有顯著的影響。

2.2 智能柔拋技術(shù)

采用柔性磨塊對(duì)磚面進(jìn)行拋光，這種磨塊可以根據(jù)釉面的凹凸情況自動(dòng)調(diào)整壓力。從而既可以提高釉面的光潔度，又不會(huì)將凹凸釉面拋平。

2.3 定點(diǎn)刻蝕技術(shù)

為了能夠提高磚面的摩擦系數(shù)，又不對(duì)防污性能造成無(wú)法彌補(bǔ)的損害，本項(xiàng)目采用特制的有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合溶膠先對(duì)釉面缺陷進(jìn)行填充，對(duì)缺陷起到保護(hù)的作用，然后再進(jìn)行刻蝕處理。

刻蝕處理時(shí)，在溶膠填充的缺陷位置，刻蝕的作用十分微弱，不會(huì)引起缺陷的惡化。而在光潔完整的釉面位置，刻蝕程度根據(jù)釉面的化學(xué)成分和玻璃結(jié)構(gòu)會(huì)有所不同。但是總體上差異不會(huì)很大，基本上是均勻的刻蝕。不會(huì)在有的地方形成很深的刻蝕坑，導(dǎo)致不能進(jìn)行后續(xù)有效的防污處理；也不會(huì)出現(xiàn)有的地方刻蝕太淺，導(dǎo)致不能有效提高防滑性能。

2.4 刻蝕液研制

研制出一種新型的刻蝕液使瓷磚達(dá)到良好的防滑效果，包括2項(xiàng)重點(diǎn)工作：①對(duì)防滑機(jī)理進(jìn)行研究，制定可行的技術(shù)路線，確定能有效實(shí)現(xiàn)防滑的技術(shù)方案；②防滑技術(shù)方案確定后，對(duì)各種相關(guān)影響因素進(jìn)行不斷試驗(yàn)及優(yōu)化，確定最佳的刻蝕液配方。

2.5 防污蠟研制

經(jīng)防滑處理后的大理石瓷磚會(huì)形成粗糙的表面結(jié)構(gòu)，大大提高其防滑性能。但也會(huì)顯著降低防污性能，同時(shí)會(huì)嚴(yán)重影響光澤度，使瓷磚失去亮麗的表面光澤。因此需要采用新型的防污技術(shù)，既能改善防污性能，又能顯著提高光澤度。所以研制出一種新型的防污蠟，可以依照磚面的粗糙結(jié)構(gòu)均勻地覆蓋在經(jīng)防滑處理的瓷磚表面，改善磚面的防污性能，是這項(xiàng)技術(shù)取得成功的關(guān)鍵。并且還要能提高磚面的光澤度，使大理石瓷磚具有拋光類產(chǎn)品所具有的亮麗光感。同時(shí)，該防污蠟還必須具有優(yōu)異的通透性，不會(huì)影響磚面的透感和質(zhì)感。

2.6 刻蝕液涂布裝置的設(shè)計(jì)

為了將刻蝕液均勻地涂在瓷磚表面，本項(xiàng)目對(duì)刻蝕液涂布裝置進(jìn)行了專門設(shè)計(jì)。

圖2為刻蝕液涂布裝置示意圖。該裝置為一個(gè)長(zhǎng)條形的漏斗，主要用于盛放刻蝕液。漏斗的底部開(kāi)口小于0.5 mm，刻蝕液可以形成薄薄的水幕。當(dāng)大理石瓷磚經(jīng)過(guò)漏斗底部時(shí)，在瓷磚表面形成一層均勻的水膜，它可以確保瓷磚表面得到均勻的刻蝕，不會(huì)產(chǎn)生局部的刻蝕斑塊，影響磚面效果。

圖2 刻蝕液涂布裝置示意圖

2.7 防滑處理工藝參數(shù)的確定

刻蝕液配方及涂布裝置確定后，需要對(duì)影響防滑效果的各個(gè)因素進(jìn)行具體的研究。尤其需要對(duì)刻蝕液的用量和處理時(shí)間進(jìn)行細(xì)致深入的研究。通過(guò)不斷優(yōu)化試驗(yàn)，結(jié)合現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝，將刻蝕液的用量和處理時(shí)間限定在一個(gè)較小的范圍內(nèi)。保證瓷磚既能達(dá)到所需的防滑性能，又不會(huì)對(duì)磚面效果造成無(wú)法修復(fù)的損傷。

2.8 拋光磨料選擇

根據(jù)打蠟工藝中拋光磨料(又稱拋光輪)材質(zhì)的不同，可分為海綿、羊毛、纖維尼龍等。根據(jù)拋光輪的質(zhì)地不同又分為硬拋光輪和軟拋光輪。拋光輪的材質(zhì)和質(zhì)地都會(huì)影響瓷磚表面的通透感及防污性能。因此，打蠟工序中拋光輪的選擇是影響瓷磚磚面效果的一個(gè)關(guān)鍵因素。根據(jù)產(chǎn)品的不同，通過(guò)試驗(yàn)選擇合適的拋光磨料。

2.9 防污打蠟工藝參數(shù)的確定

打蠟工藝的研究主要包括以下4方面內(nèi)容：

1)拋光磨頭壓力的控制。既要使瓷磚表面效果達(dá)到要求，又要使防污蠟?zāi)芫鶆虻貪B透到磚面毛孔之中，達(dá)到防污標(biāo)準(zhǔn)。

2)控制好磚面的溫度。既要使防污蠟?zāi)芫鶆虺赡?，又要避免快速固化，出現(xiàn)燒蠟的現(xiàn)象。

3)防污蠟用量的控制。用量太多，成本高，用量太少，影響防污效果。

4)打蠟?zāi)ヮ^數(shù)量的控制。磨頭數(shù)量太少，無(wú)法將磚面的磨印拋光；磨頭數(shù)量太多，容易將磚面的防污蠟打磨掉。

2.10 性能檢測(cè)

瓷磚經(jīng)過(guò)防滑處理和防污處理工序后，進(jìn)入本項(xiàng)目最后的性能檢測(cè)步驟，如：防滑性能、防污性能、耐磨度、通透性、硬度等一系列性能指標(biāo)的檢測(cè)。

3 技術(shù)關(guān)鍵

3.1 防滑技術(shù)方面的創(chuàng)新

本項(xiàng)目研制的防滑技術(shù)包括結(jié)構(gòu)和材料防滑技術(shù)。結(jié)構(gòu)防滑通過(guò)采用多重絲網(wǎng)印刷技術(shù)和定點(diǎn)刻蝕技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

材料防滑技術(shù)的原理是在瓷磚表面防污蠟中添加摩擦系數(shù)高的材料組份，且材料中的油性成分在固化過(guò)程中能夠全部揮發(fā)，從而提高瓷磚表面防滑性能。

3.1.1 多重絲網(wǎng)印刷技術(shù)的研發(fā)

采用多組絲網(wǎng)反復(fù)印刷，最后在大理石磚坯表面形成密密麻麻的釉點(diǎn)。這項(xiàng)技術(shù)的工藝關(guān)鍵在于各個(gè)絲網(wǎng)的精準(zhǔn)定位，采用高精度的定位裝置對(duì)絲網(wǎng)進(jìn)行定位，控制偏差小于0.1 mm，既保證了紋理的清晰，又保證了釉點(diǎn)的均勻分布。

另一個(gè)技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)在于對(duì)釉料的化學(xué)成分、礦物成分、熔塊生料配比進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，調(diào)整釉料的熔融性能，保證最后釉面的通透性和鋪展性。高溫?zé)蓵r(shí)，釉點(diǎn)熔融成玻璃，在磚坯上鋪展連成片，形成連續(xù)的透明玻璃膜。但是，通過(guò)控制釉料的高溫熔融粘度，使釉點(diǎn)不能完全鋪展，可以保留凹凸不平的釉面結(jié)構(gòu)。圖3為采用噴墨打印的普通瓷磚(拋釉磚)和采用多重絲網(wǎng)印刷技術(shù)制造的大理石瓷磚的光學(xué)照片。

圖3 采用噴墨打印的普通瓷磚和采用多重絲網(wǎng)印刷技術(shù)制造的大理石瓷磚的光學(xué)照片

從圖3可以看出，普通瓷磚的表面是平滑光潔的；而采用多重絲網(wǎng)印刷技術(shù)制造的大理石瓷磚表面則布滿了密密麻麻的凹坑，但是表面同樣光潔。

3.1.2 刻蝕液的研制

刻蝕液的用途主要是對(duì)瓷磚表面進(jìn)行輕微的刻蝕，形成粗糙的釉面結(jié)構(gòu)。粗糙的表面結(jié)構(gòu)既可以提高瓷磚的表面防滑性能，又有利于防污蠟水在瓷磚表面的滲透。

本項(xiàng)目研發(fā)的一種新型水性刻蝕液，該刻蝕液可以對(duì)大理石瓷磚表面進(jìn)行輕微的刻蝕，提高表面顯微粗糙度?？涛g液刻蝕的只是瓷磚表面的保護(hù)釉層，并不會(huì)影響保護(hù)釉層下面的印花。因此，瓷磚經(jīng)刻蝕處理后，裝飾面的色彩、紋理和質(zhì)感不會(huì)有任何的變化。

圖4為瓷磚刻蝕前和刻蝕后的光學(xué)顯微照片。該照片采用圖5所示的奧林巴斯WH300C-D光學(xué)顯微鏡拍攝。

圖4 大理石瓷磚刻蝕前和刻蝕后的光學(xué)顯微照片

從圖4中可以看出，未經(jīng)刻蝕處理的大理石瓷磚表面只存在少量的釉坑，大部分表面是平整光滑的。而經(jīng)過(guò)刻蝕處理的表面布滿密密麻麻的釉坑，可以大大提高表面摩擦系數(shù)。

3.1.3 材料防滑技術(shù)

當(dāng)前行業(yè)采用的材料防滑技術(shù)是在經(jīng)拋光處理的瓷磚表面涂一層薄薄的摩擦系數(shù)高的材料，從而達(dá)到防滑的目的。但是由于材料較薄，耐磨性差，在客戶使用過(guò)程中，容易產(chǎn)生磨損而失去防滑性能?？紤]到現(xiàn)有的材料防滑蠟水在性能上存在的不足，本項(xiàng)目從工藝和材料上綜合考慮，將防滑材料和防污材料結(jié)合使用。具體技術(shù)在下面的防污技術(shù)中詳細(xì)討論。

3.2 防污技術(shù)方面的創(chuàng)新

目前陶瓷行業(yè)采用的防污技術(shù)是先用硅溶膠對(duì)瓷磚表面進(jìn)行填充，然后再打一層硅油成分的超潔亮。這種防污技術(shù)的缺點(diǎn)主要是耐久性差，在人流量大的地方幾個(gè)月就會(huì)失去表面的超潔亮。瓷磚表面的超潔亮被磨損掉之后，下面的硅溶膠被水浸泡后也很容易被磨損掉。最后，瓷磚表面的光度降低到原始拋光后的光度，就完全失去了防污性能。

圖5 光學(xué)顯微鏡實(shí)物圖

而當(dāng)前大理石瓷磚防滑技術(shù)中，采用的防污技術(shù)在材料上并沒(méi)有多大的創(chuàng)新，主要還是采用硅溶膠、超潔亮或其它的非固化材料。這類材料具有一定的防污性能，用于普通的拋光產(chǎn)品可以達(dá)到防污檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。但是用于防滑產(chǎn)品，尤其是采用結(jié)構(gòu)防滑技術(shù)的產(chǎn)品，就很難達(dá)到防污檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。而且這類材料的耐磨性都很差，導(dǎo)致防污的持久性差。最大的問(wèn)題是瓷磚表面的光潔度會(huì)隨著表面防污層的磨損快速下降，導(dǎo)致磚面變亞光，失去拋光產(chǎn)品表面亮麗的優(yōu)點(diǎn)。

針對(duì)傳統(tǒng)防污技術(shù)存在的問(wèn)題，本項(xiàng)目從防污材料和防污工藝上做出了一些創(chuàng)新性的工作。

3.2.1 防污材料

現(xiàn)有的防污材料防污原理很簡(jiǎn)單，通過(guò)多組磨料打磨，將硅油類防污材料壓入瓷磚表面的毛孔中，并在瓷磚表面形成一層致密的膜，從而實(shí)現(xiàn)防污。這類材料由于沒(méi)有物理或化學(xué)的固化-硬化過(guò)程，所以耐磨性較差。

考慮到現(xiàn)有防污材料存在的缺點(diǎn)，本項(xiàng)目自主研發(fā)出一種可低溫操作的蠟水。該蠟水的主要有效成分為高活性有機(jī)硅類材料，并添加少量的反應(yīng)助劑。考慮環(huán)保因素，溶劑全部采用環(huán)保溶劑。這種蠟水在打磨過(guò)程中，溶劑揮發(fā)，經(jīng)滲透、交聯(lián)、縮聚、固化后可以在大理石瓷磚表面形成一層致密透明的無(wú)機(jī)膜。

該無(wú)機(jī)涂層具有較高的摩擦系數(shù)，優(yōu)良的疏水性能，同時(shí)還具有優(yōu)異的防污性能，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于防污檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。

將防污蠟水與材料防滑蠟水復(fù)合使用，完全硬化后形成一層高度致密、透明度高的復(fù)合無(wú)機(jī)涂層。這層無(wú)機(jī)膜與釉面的粗糙表面咬合在一起，并通過(guò)化學(xué)鍵與釉結(jié)合起來(lái)，最后和瓷磚融為一體。固化后的無(wú)機(jī)膜硬度隨時(shí)間而提高，因此具有優(yōu)異的耐磨性。

3.2.2 防污工藝

大理石瓷磚經(jīng)拋光處理后，表面會(huì)產(chǎn)生許多肉眼看不見(jiàn)的針孔和微裂紋，光澤度一般在55°～65°。粗糙的表面導(dǎo)致瓷磚的防污性能大大降低，必須通過(guò)超潔亮工序，在瓷磚表面打一層防污材料，提高其防污性能。這樣防污材料既能不影響瓷磚表面的裝飾效果，又必須能夠持久防污。當(dāng)前采用的防污工藝都是在瓷磚表面先打一層硅溶膠，然后打少量的硅油類防污蠟。雖然具有一定的防污效果，但是無(wú)法實(shí)現(xiàn)持續(xù)防污。

而對(duì)于結(jié)構(gòu)防滑技術(shù)，采用這種防污工藝根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)防污；或者雖然提高了防污性能，但防滑性能又下降，無(wú)法同時(shí)兼顧防滑和防污兩項(xiàng)性能。意大利等國(guó)外企業(yè)采用先做防污處理，再做腐蝕處理的工藝。但是采用這種工藝根本解決不了防污的問(wèn)題，最后只能降低防污標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量。目前國(guó)內(nèi)企業(yè)都是采用材料防滑技術(shù)，這樣防污工藝就比較簡(jiǎn)單。即先將瓷磚拋光到60°左右，然后在瓷磚表面打一層摩擦系數(shù)高的防污蠟，從而實(shí)現(xiàn)防滑和防污。但這種技術(shù)同樣存在持久性差的問(wèn)題，表面磨損后大理石瓷磚會(huì)同時(shí)失去防滑和防污性能。為了解決上述問(wèn)題，本項(xiàng)目創(chuàng)新性地提出了一種獨(dú)特的防污工藝。

本項(xiàng)目采用的防污處理工藝，充分借鑒了現(xiàn)有防污工藝的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合自主研發(fā)的新型防污蠟水優(yōu)勢(shì)，將材料防滑技術(shù)、結(jié)構(gòu)防滑技術(shù)、防污技術(shù)這三者完美地結(jié)合在一起。該工藝路線主要包含3個(gè)重要工序：

1)瓷磚的拋光處理工序，光度達(dá)到60°～70°；

2)磚面刻蝕處理工序，光度降到55°～65°；

3)防污蠟填充處理工序，光度達(dá)到70°～80°。

采用上述的防污處理工藝，優(yōu)勢(shì)是很明顯的：

1)磚面經(jīng)刻蝕處理后，獲得粗糙的表面，該工序主要是提升瓷磚的結(jié)構(gòu)防滑性能?？涛g處理也可以使一些封閉的氣孔暴露出來(lái)，然后經(jīng)過(guò)防污工序時(shí)被防污蠟填充。從而在避免使用過(guò)程中由于磨損而暴露出來(lái)，影響瓷磚的防污性能。刻蝕處理還有利于防污蠟?zāi)軌驖B透到瓷磚釉面里面，提高防污的耐久性。

2)通過(guò)打蠟工藝將新型防污材料壓滲入瓷磚的粗糙表面，防污材料經(jīng)過(guò)固化反應(yīng)后，可以形成一層致密堅(jiān)硬的無(wú)機(jī)涂層。該涂層與粗糙的瓷磚表面相互咬合，并通過(guò)化學(xué)鍵緊密地結(jié)合在一起。這種結(jié)構(gòu)使瓷磚表面發(fā)生磨損時(shí)，蠟面和釉面同時(shí)被磨損。而傳統(tǒng)瓷磚產(chǎn)品是先磨損軟的蠟面，再磨損堅(jiān)硬的釉面。導(dǎo)致瓷磚使用一段時(shí)間后磚面啞光，失去磚面效果和防污、防滑性能。因此，與傳統(tǒng)產(chǎn)品比較，本項(xiàng)目產(chǎn)品具有更優(yōu)異的耐磨性能。

3) 防污蠟對(duì)粗糙的磚面進(jìn)行填充處理，固化-硬化后體積收縮，可以使磚面保留一定的粗糙度，但不會(huì)留下深而尖銳的刻蝕坑。在防污材料中，加入摩擦系數(shù)高的材料和疏水性能好的材料組份，引入材料防滑技術(shù)。

采用這種防污工藝，既保證瓷磚具有優(yōu)異的防滑、防污、耐磨性能，又不影響裝飾效果(透感、質(zhì)感、色澤、紋理等)。同時(shí)，瓷磚的吸水率、強(qiáng)度、抗熱震性等其它性能也不發(fā)生變化。

3.3 防滑瓷磚的表面顯微結(jié)構(gòu)分析

圖6為瓷磚表面的SEM圖，由德國(guó)蔡司公司生產(chǎn)的EVO18型掃描式電子顯微鏡拍攝，圖7為該設(shè)備的實(shí)物圖。圖6(a)為未經(jīng)刻蝕處理的打蠟表面的顯微結(jié)構(gòu)圖。從圖6(a)可以看出，未經(jīng)刻蝕處理的瓷磚表面在微米范圍內(nèi)是平整光滑的，沒(méi)有明顯的坑或孔。說(shuō)明普通的拋光瓷磚經(jīng)過(guò)打蠟處理后，表面的針孔、釉坑、劃痕等缺陷都可以得到有效的填充。圖6(b)為未經(jīng)打蠟處理的刻蝕表面的顯微結(jié)構(gòu)圖。從圖6(b)可以看出，經(jīng)過(guò)刻蝕處理后，瓷磚的表面是粗糙不平的，存在大量的釉坑。這樣的粗糙表面具有較大的摩擦系數(shù)，使瓷磚具備較好的防滑性能，但是防污性能較差。圖6(c)為經(jīng)過(guò)打蠟處理的刻蝕表面的顯微結(jié)構(gòu)圖。從圖中可以看出，刻蝕表面經(jīng)過(guò)打蠟處理后，還是能明顯看到有釉坑存在。但是釉坑的深度明顯變淺了。這樣的表面相比刻蝕表面，防滑性能有所下降，但是防污性能明顯提高。

對(duì)瓷磚表面的顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析表明，刻蝕處理可以在瓷磚表面形成大量的刻蝕坑。而打蠟處理可以將深的刻蝕坑部分填平，使污染物滲入后易于清理。這樣既可以提高瓷磚的防滑性能，又不影響瓷磚的防污性能。

(a)未經(jīng)刻蝕處理的打蠟表面 (b)未經(jīng)打蠟處理的刻蝕表面 (c)經(jīng)過(guò)打蠟處理的刻蝕表面

圖7 掃描式電子顯微鏡實(shí)物圖

4 產(chǎn)品特征

本項(xiàng)目在 “防滑新技術(shù)”和“防污新技術(shù)”兩大技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域方面取得了重大突破。從表1可見(jiàn)，“防滑大理石瓷磚”的防滑性(干態(tài)靜摩擦系數(shù)≥0.8，濕態(tài)阻滑值≥30)、抗污染性(5級(jí))、耐磨性(4級(jí))明顯優(yōu)于其他同類產(chǎn)品。

對(duì)于傳統(tǒng)的普通陶瓷磚，因其存在遇水容易產(chǎn)生濕滑的缺陷，大大限制了其使用范圍。而“防滑大理石瓷磚”采用了特殊的防滑和防污處理工藝，在不影響瓷磚原有的性能(質(zhì)感、吸水率、強(qiáng)度、抗熱震性、抗釉裂性等)的情況下，使瓷磚不但具有美觀的磚面效果，同時(shí)具備了防滑新功能，且瓷磚防污性能更優(yōu)異、表面更耐磨。本項(xiàng)目產(chǎn)品的防滑、防污、耐磨性能，明顯優(yōu)于其他同類產(chǎn)品，可廣泛應(yīng)用于高檔商場(chǎng)、酒店等公共場(chǎng)所和廚房、浴室等特殊地方。

表1 本項(xiàng)目產(chǎn)品與其他產(chǎn)品性能指標(biāo)比較

5 主要技術(shù)參數(shù)

主要技術(shù)參數(shù)參見(jiàn)表2。

6 結(jié)論

本項(xiàng)目在“防滑新技術(shù)”和“防污新技術(shù)”2大技術(shù)創(chuàng)新上取得了突破，攻克了瓷磚防滑和防污難以兼顧的技術(shù)難題。

將材料防滑技術(shù)和結(jié)構(gòu)防滑技術(shù)完美地結(jié)合在一起，既提高了瓷磚的防滑防污性能，又提升了防滑防污的耐久性。

該技術(shù)在大理石瓷磚上的成功應(yīng)用，使大理石瓷磚的品質(zhì)有了一個(gè)質(zhì)的提升，在提高產(chǎn)品防滑性能的同時(shí)，顯著提高了其防污性能和耐磨性能。

項(xiàng)目獲得的技術(shù)成果成功地解決了行業(yè)長(zhǎng)期存在的瓷磚遇水容易產(chǎn)生濕滑的共性問(wèn)題，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

表2 主要技術(shù)參數(shù)