黃惠寧 柯善軍
摘 要:我國建筑陶瓷行業(yè)的迅速發(fā)展,在國民經(jīng)濟中所發(fā)揮的作用明顯提升。陶瓷磚產(chǎn)量已連續(xù)多年穩(wěn)居世界第一,但同時也存在著發(fā)展與資源、能源、廢棄物排放之間的矛盾。陶瓷磚薄型化是建筑陶瓷行業(yè)實現(xiàn)資源節(jié)約、節(jié)能減排的重要途徑之一。本文主要對陶瓷薄板的生產(chǎn)技術現(xiàn)狀進行了綜述,包括原料、配方組成、制備工藝、生產(chǎn)企業(yè)等,并展望了陶瓷薄板的市場前景。
關鍵詞:陶瓷薄板;技術;生產(chǎn);市場;前景
2.5 國內生產(chǎn)企業(yè)概況
據(jù)報道,早在10年前,山東就有企業(yè)開始生產(chǎn)薄板,但因為技術、市場、應用等問題未獲成功。2005年10月,廣東蒙娜麗莎陶瓷有限公司開始組建研發(fā)團隊,正式啟動大規(guī)格建筑陶瓷薄板項目。2007年,蒙娜麗莎陶瓷正式開始批量生產(chǎn),并于2008年正式推向市場。隨后,BOBO、亞細亞、新中源等也宣布推出薄板產(chǎn)品。根據(jù)2012年佛陶瓷學會組織的行業(yè)熱點技術沙龍系列活動提供的陶瓷薄板資料顯示,目前,國內大約已有16家企業(yè)在上薄板生產(chǎn)線,總共生產(chǎn)線24條,日產(chǎn)量達14萬m2,主要集中在廣東、浙江、江蘇等地。其中,蒙娜麗莎陶瓷最早開始生產(chǎn)薄板;樓蘭于2011年底投產(chǎn),并從2012年3月把現(xiàn)有暢銷的傳統(tǒng)產(chǎn)品全部改??;湖北金海達、馬可波羅、金意陶三家均是2012年初投產(chǎn)。同時,新中源薄板生產(chǎn)線達6條,是所有企業(yè)當中上線最多的企業(yè),并于今年初全部投產(chǎn)。常規(guī)產(chǎn)品中厚度最薄的為湖北金海達生產(chǎn)的薄板,僅有3mm,除箭牌、城東兩家產(chǎn)品厚度為6mm外,其余企業(yè)產(chǎn)品厚度均低于5.5mm,詳情如表12所示。
此外,我國預測并承諾到2020年的碳排放量比2005年要降低40%~45%。由此可預言到2020年前,國內普通陶瓷產(chǎn)品將減少一半以上,未來將更多地為新型綠色環(huán)保建材所替代,陶瓷薄板的市場發(fā)展前景較好。因此,陶瓷薄板的投入將會繼續(xù)增加。據(jù)悉,福建申鷺達集團計劃投資10億元,建12條陶瓷薄板生產(chǎn)線,首條薄板生產(chǎn)線在2012年底前建成,2013年春節(jié)后點火正式投入生產(chǎn)。計劃在2014年底前,將有12條生產(chǎn)線全部建好,主要用于衛(wèi)生間配套和工程。同時,BOBO陶瓷相關負責人透露,將投資8.5億元在廣西北流建設陶瓷薄板生產(chǎn)基地,預計6條生產(chǎn)線,年產(chǎn)量為2250萬m2,主推產(chǎn)品規(guī)格為1000mm×3000mm×3mm和1200mm×1200mm×3mm。但是,目前國內薄板企業(yè)在裝飾和成品率方面還存在問題,而且市場培育方面不足,在市場終端仍屬概念性產(chǎn)品。因此,目前國內各家企業(yè)的薄板生產(chǎn)線多為一條。
2.6 國外生產(chǎn)企業(yè)概況
最早提出陶瓷薄板概念的是20世紀80年代初的日本。2002年,由意大利的System公司首創(chuàng)薄板技術,開始實現(xiàn)陶瓷薄板的工業(yè)化生產(chǎn)。2006年,西班牙也成功開發(fā)陶瓷薄板相關的技術。隨后,歐美其他國家,如:墨西哥、印尼等地區(qū)相繼推出陶瓷薄板。截止到2007年,歐洲70%以上的陶瓷品牌都有陶瓷薄板產(chǎn)品問世,目前陶瓷薄板在歐洲占據(jù)了很大的市場比例,陶瓷薄板與噴墨一起成為國際陶瓷展的兩大熱點。
意大利是第一個發(fā)明陶瓷薄板技術的國家,在原材料的處理、成形技術等方面更成熟。因此,在陶瓷薄板技術上具有明顯的優(yōu)勢。據(jù)行業(yè)媒體介紹,目前意大利至少有4個集團公司擁有陶瓷薄板生產(chǎn)線,并推出了相應的薄板產(chǎn)品;其次是西班牙和土耳其等國家。表13為意大利System公司在全球建廠狀況。對比國外的陶瓷薄板企業(yè),國內的實際產(chǎn)能已經(jīng)超過了意大利和西班牙等國家。國內外陶瓷薄板產(chǎn)品比較如表14所示。
3 市場與前景分析
陶瓷薄板是一種優(yōu)質綠色建材,但目前市場接受程度依然不高。中國建筑衛(wèi)生陶瓷協(xié)會副秘書長尹虹表示,陶瓷薄板肯定是未來瓷磚的發(fā)展趨勢,但要與傳統(tǒng)厚磚抗衡仍需3~5年的時間,目前仍處于市場培育期。從陶瓷薄板市場來看,一般咨詢的較多,購買的較少,其主要原因在于價格。與同尺寸規(guī)格的普通陶瓷磚相比,陶瓷薄板的售價高達400~2000元/m2,是普通瓷磚的2~10倍。既然陶瓷薄板在生產(chǎn)過程中比傳統(tǒng)陶瓷磚更省原材料和能耗,其價格高出普通磚數(shù)倍以上令人難以接受。此外,陶瓷薄板的鋪貼成本較高、難度高。同時,部分消費者認為“減薄就是偷工減料”,擔心減薄后產(chǎn)品的實用性,這種心理也阻礙了薄板市場的推廣。影響陶瓷薄板的市場推廣的因素如圖6所示。
在陶瓷薄板的應用推廣方面,目前工程渠道是主流。陶瓷薄板在終端更多地是運用在需要大規(guī)模裝飾的場所,如:高級寫字樓、商業(yè)地產(chǎn)、工業(yè)廠房的外墻;會所、茶館、衛(wèi)浴、臥室、俱樂部、背景墻、個性專賣店的內墻;高級會議場所、大廳地面、公共圖書館、高級酒店、辦公室的地面等。如:佛山市南海區(qū)海八路金融隧道工程項目,路線全長2.08km,整個隧道側墻和中墻均采用干掛陶瓷薄板(1800mm×900mm×5.5mm)進行裝飾,環(huán)保性能和裝飾效果獲得普遍認可。陶瓷薄板的主要應用領域如圖7所示。
行業(yè)預測,在陶瓷薄板尺寸規(guī)格方面,今后最流行的應該是600mm×1200mm以下的規(guī)格。因為這個規(guī)格和傳統(tǒng)厚磚規(guī)格差不多,轉產(chǎn)最容易,只需在配方上稍作調整即可實施,且噴墨印花技術在這個規(guī)格上更容易操作。
在陶瓷薄板成形方面,被使用最多的是模具成形。因為這種成形方式更快、產(chǎn)量更大,且與傳統(tǒng)厚磚成形方式差不多,獲取原料便捷、轉產(chǎn)容易。
陶瓷薄板傳統(tǒng)的接觸式印花裝飾成品率較低。而非接觸式陶瓷噴墨裝飾技術的廣泛應用,為薄板持續(xù)減薄和提升成品率提供技術支撐,使得陶瓷薄板的裝飾逐漸多樣化。但與傳統(tǒng)瓷磚產(chǎn)品不同的是,陶瓷薄板并非花色越多越好,而是需要根據(jù)市場需求有針對性地推廣。與瓷磚仿石材產(chǎn)品風靡的情況不同,陶瓷薄板純色系的產(chǎn)品更受歡迎,使得其更具整體裝飾效果。
在陶瓷薄板鋪貼方面,主要有干掛和濕法鋪貼兩種。其中濕法鋪貼的成本僅為干掛的1/4,但濕法鋪貼難度較大。國外對于薄板濕法鋪貼采用在薄板下面鋪一層玻璃纖維,一方面,增強其粘接性;另一方面,增加了薄板本身的耐沖擊性。此外,還能使薄板即使剝落在地上也不會散開一地碎屑。意大利System公司在Lamina薄板生產(chǎn)后期已加上了該工藝和設備。
在薄板的標準方面,現(xiàn)行的標準并不適合整個行業(yè)的發(fā)展。隨著陶瓷企業(yè)不斷地加入薄板行列,以及薄板推廣自身的需求,現(xiàn)行的薄板標準必須作全面的修訂。
總之,隨著原材料成本的提高,加上國家對高耗能、高污染行業(yè)(尤其是建陶行業(yè))的諸多限制,迫使國內建陶行業(yè)積極轉型,越來越多的陶瓷企業(yè)將會投入到陶瓷薄板生產(chǎn)中。在國家政策性的引導下,越來越多的工程建設的低碳環(huán)保意識會逐漸增強,對建材產(chǎn)品節(jié)能標準的要求也越來越嚴格,在一定程度上會刺激陶瓷薄板的需求,陶瓷薄板也將成為未來工程裝飾的主流建材產(chǎn)品。
4 討論與結論
(1) 隨著陶瓷資源過度消耗、能源緊缺、環(huán)境污染等問題越來越嚴重,建陶企業(yè)的生產(chǎn)成本和環(huán)保壓力日益增大,開發(fā)環(huán)境友好型的陶瓷產(chǎn)品,已成為陶瓷產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。陶瓷薄型化、減量化生產(chǎn)是建筑陶瓷行業(yè)實現(xiàn)節(jié)約資源、節(jié)能減排的重要途徑,也是建筑陶瓷產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的方向。
(2) 陶瓷磚的薄型化生產(chǎn)必須在原料選擇和配方設計時考慮瓷磚的增強和增韌技術。對于提高生坯強度,可選用可塑性好、干燥強度高、品質穩(wěn)定的粘土;其次,可利用非全瘠性原料(如:瓷石)代替瘠性長石原料,增加坯料的可塑性;此外,應用合理的高性能坯體增強劑。配方設計時,應盡量減少坯料的燒失量,一般控制在4 %以內。
(3) 對于陶瓷薄板瓷坯強度的提高,可采用以下措施:第一,增加瓷坯的晶相含量,減少玻璃相和氣孔;第二,在瓷坯中形成高強度的晶相,如:針狀莫來石、剛玉相等。
(4) 陶瓷薄板組成與普通瓷磚有一定的差異。對于傳統(tǒng)粘土-石英-長石體系的陶瓷薄板,主要通過增加組成中Al2O3含量,從而增加制品中莫來石的含量,以達到提高產(chǎn)品的彈性和斷裂模數(shù)的目的。同時,采用熱膨脹系數(shù)低的含Li2O類原料部分代替含K2O/Na2O的長石類原料,降低燒成溫度和瓷坯的熱膨脹系數(shù)。
(5) 日用瓷中的鎂質瓷、高石英質瓷、骨質瓷等體系可被應用于建筑陶瓷薄板行業(yè),通過優(yōu)化配方,使其適應建筑陶瓷薄板生產(chǎn)工藝,可制備出一系列兼具特殊功能的高性能陶瓷薄板。目前,國內陶瓷薄板生產(chǎn)線一般仍用SiO2-Al2O3-Na2O-K2O四元系統(tǒng)。意大利Lamina坯料也采用SiO2-Al2O3-Na2O-K2O方案,但組成中的Na2O含量較高。
(6) 陶瓷薄板的生產(chǎn)主要有干法和濕法兩種工藝,主要體現(xiàn)在成形工藝方面。干法成形效率高、產(chǎn)量大,但干壓法受壓機噸位、模腔和壓制工作臺尺寸等限制,使得成形的最大尺寸受到限制;濕法工藝過程沒有粉塵污染,生產(chǎn)更清潔。
(7) 流延法是一種制備大面積、薄平陶瓷材料的重要成形方法。可做小于1mm厚度的陶瓷薄板,可作室內裝修,即“陶瓷墻紙”。因此,該技術對傳統(tǒng)建筑陶瓷行業(yè)是一個新的革新技術,其發(fā)展前景較好。
(8) 廣東科達機電股份有限公司能提供大規(guī)格干粉成形陶瓷薄板整線裝備與技術,產(chǎn)品規(guī)格為900×1800mm,厚度為3.5~5.5mm。廣東摩德娜科技股份有限公司成功研制出擠出法一次燒大規(guī)格陶瓷薄板的全套工藝技術和成套裝備,該套設備所制備的陶瓷薄板厚度僅3~5mm,規(guī)格為1200mm×1800mm,生產(chǎn)過程粉塵少,且比同樣厚度的干壓陶瓷板密度高。意大利Lamina陶瓷薄板尺寸有1000mm×3000mm×3~6mm、1200mm×3600mm×3~6mm和1200mm×4800mm×3~6mm等,國外產(chǎn)品規(guī)格比國內的大。
(9) 根據(jù)計算結果表明:陶瓷磚厚度在原有的基礎上減少3mm,每年可節(jié)約大量的資源和能源。其中,燃料消耗量平均減少約1.49kgce/m2,同比減少29%;耗電量平均減少約1.52kW·h/m2,同比減少28%。由此可見,陶瓷磚薄型化節(jié)能潛力很大。
(10) 根據(jù)相關資料,目前國內大約已有16家企業(yè)在上薄板生產(chǎn)線,共有生產(chǎn)線24條,日設計產(chǎn)能達14萬m2,但實際達不到,只有幾個工廠在真正生產(chǎn),而且產(chǎn)大于銷,不平衡,其主要集中在廣東、浙江、江蘇等地。其中,蒙娜麗莎陶瓷最早開始生產(chǎn)薄板;新中源是所有企業(yè)當中上線最多的達6條;湖北金海達生產(chǎn)的薄板厚度最薄,僅3mm。但國內薄板企業(yè)在裝飾和成品率方面還存在問題,且市場培育方面不足,在市場終端仍屬概念性產(chǎn)品。因此,目前國內各家企業(yè)的薄板生產(chǎn)線多為一條。
(11) 目前,全球有6個企業(yè)擁有10條Lamina陶瓷薄板生產(chǎn)線并推出了相應的薄板產(chǎn)品,其規(guī)格尺寸比國內的大,年設計產(chǎn)能約950~1000萬m2。對比國外的陶瓷薄板企業(yè),國內的實際產(chǎn)能已經(jīng)超過了意大利和西班牙等國家。
(12) 從陶瓷薄板市場來看,目前市場接受程度依然不高。其主要原因在于價格高,是普通瓷磚的2~10倍,陶瓷薄板的營銷渠道還沒有成熟,且陶瓷薄板的鋪貼成本較高、難度高。同時,消費者擔心減薄后產(chǎn)品的實用性。另外,陶瓷薄板并沒有給消費者帶來明顯的增值,多種因素阻礙了薄板市場的推廣。
(13) 在陶瓷薄板的應用推廣方面,目前工程渠道是主流,陶瓷薄板在終端更多地是運用在需要大規(guī)模裝飾的場所。在陶瓷薄板尺寸規(guī)格方面,行業(yè)預測今后最流行的應該是600mm×1200mm以下的規(guī)格。在陶瓷薄板鋪貼方面,主要有干掛和濕法鋪貼,其中,濕法鋪貼的成本僅為干掛的1/4,但濕法鋪貼難度較大,可借鑒國外鋪貼模式。
(14) 在薄板的標準方面,現(xiàn)行的標準并不適合整個行業(yè)的發(fā)展。隨著更多的陶瓷企業(yè)加入到薄板行列,以及薄板推廣自身的需求,現(xiàn)行薄板標準必須作全面的修訂。
(15) 瓷磚的厚度取決于建筑使用的要求,有些地方要薄;有些地方要適中;有些地方需加厚,因環(huán)境而異。推廣減薄磚/超薄磚(板)是一個大的方向,但不能要求所有的工廠都生產(chǎn)一種厚度的磚,企業(yè)可以根據(jù)市場需求生產(chǎn)多種厚度的陶瓷磚。
(16) 隨著原料成本的提高,國家對高耗能、高污染行業(yè)有諸多的限制,越來越多的陶瓷企業(yè)將會投入到了陶瓷薄板生產(chǎn)中。同時,在國家政策性的引導下,在一定程度上會刺激陶瓷薄板的需求。因此,陶瓷薄板的未來市場前景是樂觀的。
參考文獻
[1] 李轉.陶瓷磚薄型化是建筑陶瓷行業(yè)實現(xiàn)節(jié)約資源節(jié)能減排的重要途徑[J]. 陶瓷,2008,7: 13-14.
[2] 段先湖, 劉幼紅, 王博等. 陶瓷磚薄型減量化生產(chǎn)符合科學發(fā)展觀的要求[J]. 陶瓷, 2009, 9: 15-19.
[3] 溫偉明, 劉幼紅, 王博等. 薄型陶瓷板性能測試及分析[J]. 陶瓷, 2009, 8: 46-49.
[4] 劉一軍, 潘利敏, 汪慶剛等. 新型高分子增強劑在瓷質磚中的應用[J]. 佛山陶瓷, 2009, 5: 1-3.
[5] 周健兒, 馬玉琦, 張小珍等. 添加劑對大規(guī)格超薄陶瓷磚生坯強度的影響[J]. 陶瓷, 2008, 3: 54-57.
[6] 劉一軍, 王秀峰, 黃劍鋒. 大規(guī)格強化陶瓷板的研制[J]. 佛山陶瓷, 2010, 5: 11-14.
[7] 劉一軍, 王秀峰, 曹麗云. 高強度莫來石陶瓷微晶薄板的研究[J]. 人工晶體學報, 2010, 39: 156-159.
[8] 江宏, 劉培功, 李叢生. 一次燒成大規(guī)格超薄瓷質磚的生產(chǎn)工藝及其市場應用[J]. 佛山陶瓷, 2007, 4: 16-19.
[9] 江宏, 李叢生, 劉培功等. 一次燒成大規(guī)格超薄瓷質磚的配方研制[J]. 陶瓷學報, 2007, 28(4): 303-307.
[10] 武秀蘭, 任強. 熟鋁礬土在超薄瓷質磚中的應用研究[J]. 中國陶瓷, 2006, 42(10): 13-15.
[11] 周健兒, 馬玉琦, 王娟等. 提高大規(guī)格超薄建筑陶瓷磚瓷坯性能的研究[J]. 陶瓷學報, 2006, 27(3): 243-249.
[12] 王曉蘭. 針狀硅灰石在大規(guī)格薄型瓷質磚中的應用[J]. 陶瓷, 2009, 2: 35-38.
[13] 謝志軍, 趙勇, 劉一軍等. 大規(guī)格高石英透光陶瓷板材的研究[J]. 中國陶瓷, 2012, 48(4): 55-58.
[14] 劉一軍, 潘利敏,汪慶剛等. 半透光性陶瓷材料、陶瓷薄板及其制備方法[P]. 專利號: 201010122770.5, 2010,3,2.
[15] 劉一軍, 潘利敏,汪慶剛等. 半透明陶瓷材料、仿玉質陶瓷薄板及其制備方法[P]. 專利號: 201010122751.2, 2010,3,2.
[16] 楊君之. 無釉瓷質仿古磚的研制[J]. 中國陶瓷工業(yè), 2002, 9(4): 40-43.
[17] 李冬云, 喬冠軍, 金志浩. 流延法制備陶瓷薄片的研究進展[J].硅酸鹽通報, 2004, 2: 44-47.
[18] 魯雅文, 劉西民. 陶瓷磚薄型化對陶瓷工業(yè)節(jié)能的促進作用[J]. 陶瓷, 2008, 9: 43-44.
[19] 黃惠寧, 戴永剛, 萬小亮, 張國濤, 黃辛辰. 環(huán)境友好型瓷磚發(fā)展分析及綜述[J]. 佛山陶瓷, 2011, 7: 1-6.
[20] 黃惠寧, 戴永剛, 萬小亮, 張國濤, 黃辛辰. 環(huán)境友好型瓷磚發(fā)展分析及綜述(續(xù))[J]. 佛山陶瓷, 2011, 8: 1-5.