一种拥有石材图案的防静电瓷砖_王瑞峰

摘 要 ： 防静电瓷砖相对其他防静电材料具有使用寿命长 、 装饰效果好等优点 ， 但目
前市场上的防静电瓷砖大多只有简单的装饰图案 ， 与常规瓷砖相差甚远 。 实验选用
ATO 导电粉 ， 通 过 工 艺 组 合 和 调 整 化 妆 土 、 防 静 电 釉 的 施 釉 量 和 喷 墨 墨 水 的 墨 量 ，
1.0μm 两个区间 ，整体分布均匀 ，团聚少 。
3 结果与讨论
3.1 防静电釉中导电粉加入比例对导电能力和平 整度的
(a)×40K (b)×10K
影响
防静电釉的施釉量控制在 200g/片 ， 实验防静电釉中 导电粉加入量对样品导电能力和其它性能的影响 ， 结果 见表 1。 A-2 和 A-4 样品的扫面电镜图见图 3，A-4 样品 的 XRD 分析见图 4。
C-4 是综合效果最好的样品 ， 工艺为压坯 → 干燥 →
淋化妆土 → 淋防静电釉 → 烧成 ， 化妆土施釉量为 220 g/ 片 ， 防静电釉施釉量为 180 g/ 片 。
3.4 表面喷墨装饰层中墨水用量对导电能力的影响
现代陶瓷砖主流图案装饰工艺有丝网 、 胶辊 、 喷墨三 种 。 其中丝网和胶辊工艺都需要基础印花釉 ， 表面装饰的 颜色是在基础印花釉中加入色料形成花釉 ， 再通过印刷 不同颜色的花釉得到所需的装饰图案 。 如果基础印花釉 料采用常规釉料 ， 则印花后样品完全不具备导电能力 。 如 果在基础印花釉料中加入与防静电釉中同等比例的导电 粉 ， 虽然导电性能合格 ， 但由于导电粉粉较细使印花釉流 动性明显下降 ， 难以连续生产 ， 并且生产成本急剧上升 。 喷墨工艺是一种凌空转印技术 ， 将墨水直接喷在釉 层表面 ， 通过墨水中的着色因子直接在釉层着色 ， 不需要 基础印花釉 。 因此使用喷墨工艺在满足表面图案装饰的 同时可以最大程度地满足产品的导电性能 。 在 3.1~3.3 中 确定的工艺参数上 ，实验蓝 （c）、棕 （m）、黄 （y）三色墨水在防 静电釉表面的用量对样品导电性能的影响，结果见表 4 - 6。 如表所示 ，D-c1 至 D-c10 是蓝色墨水用量实验 ，D-
3.3 防静电釉施釉量对导电能力和其它性能的影响
虽然工艺上增加化妆土后样品的平整度明显 好转 ， 但还是难以达到公司企标平整度 ≤0.5 的要求 。 考虑到防 静电釉会明显使样品偏拱 ， 将样品中化妆土施釉量控制 在 220 g/ 片 ， 实验减少防静电釉施釉量对样品导电能力 和其它性能的影响 ， 结果见表 3 。 如表 3 所示 ， 随着防静电釉施釉量逐步减少 ， 样品导 电性能 、 耐污染性和抗化学腐蚀性逐渐变弱 ， 表面平整度 逐渐变好 。 防静电釉施釉量在 160g/ 片时样品基本没有导 电能力 ， 且耐污染性 、 抗化学腐蚀性都有明显的下降 。 当 防静电釉施釉量逐渐减少时 ， 化妆土和防静电釉间的中 间层对样品导电能力的影响逐渐变大 ， 部分导电粉与化
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佛山 陶 瓷
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Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ＆ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
生产与应用
一种拥有石材图案的防静电瓷砖
王瑞峰
1，2
，王少华
1，2
，川
1
（1. 东莞市唯美陶瓷工业园有限公司 ， 东莞 523275 ；
2. 江西和美陶瓷有限公司 ， 丰城 331100 ）
图 3 防静电砖扫描电镜图
× 600 mm 规格的防静电地砖 。
砖坯样品厚度 9.5 mm 。 化妆土比重 1.71 ± 0.02， 流 速 22 ± 3 s 。 防静电釉比重 1.82 ± 0.02， 流速 28 ± 3 s 。 烧 成温度 1180 ± 5℃ ， 烧成时间 65 ± 2 min 。
[1~2]
2 实验原料及内容
2.1 导电粉基本性能
导电粉的粒径分布会影响产品的导电性 ， 实验用导 · 电粉采用液相法制备 ： 先将 SnCl4 5H2O 和 SbCl3 溶于强 酸溶液 ， 然后与碱液反应 ， 制得氢氧化锡锑前驱体 ， 再将 沉淀洗涤 、 干燥 、 煅烧即得到纳米 ATO 颗粒 [5~7]。 该方法具 有成本低 、 工艺操作简单 、 颗粒形状和粒径容易 控制 、 合 成周期短 、 适合大规模生产等优点 。 图 1 为导电粉的扫描电镜图 ， 图 2 为导电粉的粒径 分布图 。 从图中可以看出导电粉颗粒非常细小 ， 基本都小
[3~4]
， 通过坯
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于 1μm ， 且 颗 粒 粒 径 主 要 分 布 在 0.2 ~0.4μm 和 0.65 ~
表面平整度 、 耐污染性 、 抗化学腐蚀性等性能作为辅助判 断指标 ， 参考国标标准检测 。 其中表面平整度取砖面最大 值 ， 砖型正数为凸变形 ， 负数为凹变形 。
入量定在 25% 。
3.2 化妆土施釉量对导电能力和其它性能的影响
将样品中防静电釉的施釉量控制在 200g/ 片 ， 配方中 导电粉的质量百分比固定为 25% ， 实验化妆土的施釉量 对样品导电能力和其它性能的影响 ， 结果见表 2 。 如表 2 所示 ， 样品的导电性随着化妆土施釉量的增 加而减弱 ， 表面平整度随着化妆土施釉量的增大而平整 。 防静电釉和化妆土之间在高温时反应产生中间层 ， 会影 响防静电釉的导电能力 ， 当化妆土层逐渐增厚时中间层 的厚度逐渐增加 ， 使防静电釉层逐渐变薄 ， 从而使样品的 导电能力逐渐减弱 。 综合样品导电性能和表面平整度等性能 ， 将化妆土 施釉量固定在 220g/ 片 。
表 4 蓝色墨水用量对样品导电性能的影响 样品编号 墨水用量 (g/m )
2
D-c1 1 10 360
D-c2 2 20 360
D-c3 3 30 350
D-c4 4 40 360
D-c5 5 50 370
D-c6 6 60 360
B-6 230 560 0.6 5 GLA
表 3 防静电釉施釉量对样品性能的影响 样品编号 防静电釉施釉量 （g/ 片 ） 电阻 （MΩ ） 表面平整度 耐污染性 抗化学腐蚀性
C-1 150 >1000 0.2 3 GLC
C-2 160 >1000 0.2 4 GLB
C-3 170 780 0.3 5 GLA
图 1 导电粉的扫描电镜图
图 2 导电粉的粒径分布
2.2 样品制备
以 公 司 亚 光 砖 坯 体 粉 料 为 基 础 压 制 670 mm × 670
mm 规 格 砖 坯 ， 在 砖 坯 上 施 化 妆 土 + 防 静 电 釉 ， 以 喷 墨 打
印的方式做表面装饰 ， 经烧成 、 磨边处理后得到 600 mm
图 5 产品效果图
图 5 是使用上述防静电瓷砖技术开发的一款产 品 ， 表面图案采用天然石材纹理 ， 产品效果和内质均符合国 标和企标要求 。
（ 下转第 22 页 ）
m1 至 D-m10 是棕色墨水用量实验 ，D-y1 至 D-y10 是黄
色墨水用量实验 ， 分别对应喷墨机 10% 至 100% 的墨水用 量 。 不同墨水的导电性能有较大差异 ， 这与墨水中的着色
C-4 180 350 0.4 5 GLA
C-5 190 310 0.6 5 GLA
C-6 200 280 0.6 5 GLA
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妆土反应 ， 从而影响导电能力 。
剂有关 。 其中蓝色墨水的用量与样品导电性能没有明显 联系 ， 随着墨水用量增加样品的导电性能基本不变 ； 棕色 墨水和黄色墨水随着用量增加样品的导电性能明显降 低 ， 棕色墨水在 40% 用量时样品就完全不导电 ， 黄色墨水 在 40% 用量时样品也基本不导电 。 因此生产防静电地砖 必须严格控制棕色和黄色墨水的用量 ， 根据墨水用量来 调整和决定表面图案效果 。
实现拥有仿石图案的防静电瓷砖 。
关健词 ： 防静电瓷砖 ； 导电粉 ； 电阻
1
引言
防静电材料在电子仪器生产车间 、 洁净室 、 集成电路
体 、 化妆土 、 防静电釉 3 层结构来消除防静电面釉中的蓝 色色调 。 再在面釉表面通过喷墨打印来做表面装饰 ， 装饰 图案以天然石材为主 ， 同时确保砖体的防静电效果和其 它理化性能 。
表 2 化妆土施釉量对样品性能的影响 样品编号 化妆土施釉量 （g/ 片 ） 电阻 （MΩ ） 表面平整度 耐污染性 抗化学腐蚀性
B-1 180 230 1.2 5 GLA
B-2 190 230 0.9 5 GLA
B-3 200 250 0.8 5 GLA
B-4 210 270 0.8 5 GLA
B-5 220 280 0.6 5 GLA
表 1 导电粉加入量对样品性能的影响 样品编号 图 4 A-4 样品的 XRD 图谱
A-1 10 >1000 0.8 5 GLA
A-2 15 >1000 1.2 5 GLA
A-3 20 780 1.7 5 GLA
A-4 25 98 2.1 5 GLA
A-5 30 63 2.5 5 GLA
A-6 40 11 3.4 5 GLA
ATO 加入量 （% ）
电阻 （MΩ ） 表面平整度 耐污染性 抗化学腐蚀性
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由表 1 可知 ， 随着导电粉加入量的提升 ， 样品的导电 性能逐步提升 ， 但表面平整度逐渐下降 。 样品的导电性能 在导电粉加入量为 20% 时是一个明显的分界点 ， 加入量 少于 20% 时样品基本没有导电性 ， 加入量大于 20% 时样 品的导电能力随着导电粉加入量增加而增大 ， 在 30% 时 导电能力增大的趋势变缓 。 如图 3 所示 ， 上图是样品 A-2 ， 下图是样品 A-4 。 结 合图 4 的 XRD 分 析 ， 釉面中晶体主要 为 钡 长 石 和 导 电 粉 ， 图中粒径在 1 μm 以内的球形晶体为烧成后的导电 粉 。 样品 A-2 中导电粉没有连成一片且面积偏小 ， 样品 基本没有导电性能 ； 样品 A-4 中导电粉部分连通且面积 较大 ， 因此样品具有较强的导电能力 。 由此推论釉料配方 中要有足够多的导电粉才能使瓷砖在烧成后形成网络状 联通的导电网络 ， 从而使瓷砖表面电阻大幅下降 ， 达到防 静电的效果 。 此轮试验中的样品均明显偏拱 ， 表面平整度全部不 符合国标 ， 并且砖型随着导电粉加入量的增加而持续变 拱 ， 以此釉料配方为基础的瓷砖难以批量生产 。 并且釉面 色调明显偏蓝 ， 使瓷砖表面图案整体偏青蓝调 ， 严重影响 表面装饰效果 。 瓷砖生产中的化妆土可以起到调节砖型和增加产品 白度的作用 ， 因此实验在坯体和防静电釉之间增加一层 化妆土 ， 可以调节样品的平整度 ， 同时削弱防静电釉的蓝 色色调 。 因为导电粉的价格远高于防静电釉中其它原料 ， 因此在保证导电性能的情况下 ， 后续试验将导电粉的加