黄惠宁 柯善军
摘 要:我国建筑陶瓷行业的迅速发展,在国民经济中所发挥的作用明显提升。陶瓷砖产量已连续多年稳居世界第一,但同时也存在着发展与资源、能源、废弃物排放之间的矛盾。陶瓷砖薄型化是建筑陶瓷行业实现资源节约、节能减排的重要途径之一。本文主要对陶瓷薄板的生产技术现状进行了综述,包括原料、配方组成、制备工艺、生产企业等,并展望了陶瓷薄板的市场前景。
关键词:陶瓷薄板;技术;生产;市场;前景
2.5 国内生产企业概况
据报道,早在10年前,山东就有企业开始生产薄板,但因为技术、市场、应用等问题未获成功。2005年10月,广东蒙娜丽莎陶瓷有限公司开始组建研发团队,正式启动大规格建筑陶瓷薄板项目。2007年,蒙娜丽莎陶瓷正式开始批量生产,并于2008年正式推向市场。随后,BOBO、亚细亚、新中源等也宣布推出薄板产品。根据2012年佛陶瓷学会组织的行业热点技术沙龙系列活动提供的陶瓷薄板资料显示,目前,国内大约已有16家企业在上薄板生产线,总共生产线24条,日产量达14万m2,主要集中在广东、浙江、江苏等地。其中,蒙娜丽莎陶瓷最早开始生产薄板;楼兰于2011年底投产,并从2012年3月把现有畅销的传统产品全部改薄;湖北金海达、马可波罗、金意陶三家均是2012年初投产。同时,新中源薄板生产线达6条,是所有企业当中上线最多的企业,并于今年初全部投产。常规产品中厚度最薄的为湖北金海达生产的薄板,仅有3mm,除箭牌、城东两家产品厚度为6mm外,其余企业产品厚度均低于5.5mm,详情如表12所示。
此外,我国预测并承诺到2020年的碳排放量比2005年要降低40%~45%。由此可预言到2020年前,国内普通陶瓷产品将减少一半以上,未来将更多地为新型绿色环保建材所替代,陶瓷薄板的市场发展前景较好。因此,陶瓷薄板的投入将会继续增加。据悉,福建申鹭达集团计划投资10亿元,建12条陶瓷薄板生产线,首条薄板生产线在2012年底前建成,2013年春节后点火正式投入生产。计划在2014年底前,将有12条生产线全部建好,主要用于卫生间配套和工程。同时,BOBO陶瓷相关负责人透露,将投资8.5亿元在广西北流建设陶瓷薄板生产基地,预计6条生产线,年产量为2250万m2,主推产品规格为1000mm×3000mm×3mm和1200mm×1200mm×3mm。但是,目前国内薄板企业在装饰和成品率方面还存在问题,而且市场培育方面不足,在市场终端仍属概念性产品。因此,目前国内各家企业的薄板生产线多为一条。
2.6 国外生产企业概况
最早提出陶瓷薄板概念的是20世纪80年代初的日本。2002年,由意大利的System公司首创薄板技术,开始实现陶瓷薄板的工业化生产。2006年,西班牙也成功开发陶瓷薄板相关的技术。随后,欧美其他国家,如:墨西哥、印尼等地区相继推出陶瓷薄板。截止到2007年,欧洲70%以上的陶瓷品牌都有陶瓷薄板产品问世,目前陶瓷薄板在欧洲占据了很大的市场比例,陶瓷薄板与喷墨一起成为国际陶瓷展的两大热点。
意大利是第一个发明陶瓷薄板技术的国家,在原材料的处理、成形技术等方面更成熟。因此,在陶瓷薄板技术上具有明显的优势。据行业媒体介绍,目前意大利至少有4个集团公司拥有陶瓷薄板生产线,并推出了相应的薄板产品;其次是西班牙和土耳其等国家。表13为意大利System公司在全球建厂状况。对比国外的陶瓷薄板企业,国内的实际产能已经超过了意大利和西班牙等国家。国内外陶瓷薄板产品比较如表14所示。
3 市场与前景分析
陶瓷薄板是一种优质绿色建材,但目前市场接受程度依然不高。中国建筑卫生陶瓷协会副秘书长尹虹表示,陶瓷薄板肯定是未来瓷砖的发展趋势,但要与传统厚砖抗衡仍需3~5年的时间,目前仍处于市场培育期。从陶瓷薄板市场来看,一般咨询的较多,购买的较少,其主要原因在于价格。与同尺寸规格的普通陶瓷砖相比,陶瓷薄板的售价高达400~2000元/m2,是普通瓷砖的2~10倍。既然陶瓷薄板在生产过程中比传统陶瓷砖更省原材料和能耗,其价格高出普通砖数倍以上令人难以接受。此外,陶瓷薄板的铺贴成本较高、难度高。同时,部分消费者认为“减薄就是偷工减料”,担心减薄后产品的实用性,这种心理也阻碍了薄板市场的推广。影响陶瓷薄板的市场推广的因素如图6所示。
在陶瓷薄板的应用推广方面,目前工程渠道是主流。陶瓷薄板在终端更多地是运用在需要大規模装饰的场所,如:高级写字楼、商业地产、工业厂房的外墙;会所、茶馆、卫浴、卧室、俱乐部、背景墙、个性专卖店的内墙;高级会议场所、大厅地面、公共图书馆、高级酒店、办公室的地面等。如:佛山市南海区海八路金融隧道工程项目,路线全长2.08km,整个隧道侧墙和中墙均采用干挂陶瓷薄板(1800mm×900mm×5.5mm)进行装饰,环保性能和装饰效果获得普遍认可。陶瓷薄板的主要应用领域如图7所示。
行业预测,在陶瓷薄板尺寸规格方面,今后最流行的应该是600mm×1200mm以下的规格。因为这个规格和传统厚砖规格差不多,转产最容易,只需在配方上稍作调整即可实施,且喷墨印花技术在这个规格上更容易操作。
在陶瓷薄板成形方面,被使用最多的是模具成形。因为这种成形方式更快、产量更大,且与传统厚砖成形方式差不多,获取原料便捷、转产容易。
陶瓷薄板传统的接触式印花装饰成品率较低。而非接触式陶瓷喷墨装饰技术的广泛应用,为薄板持续减薄和提升成品率提供技术支撑,使得陶瓷薄板的装饰逐渐多样化。但与传统瓷砖产品不同的是,陶瓷薄板并非花色越多越好,而是需要根据市场需求有针对性地推广。与瓷砖仿石材产品风靡的情况不同,陶瓷薄板纯色系的产品更受欢迎,使得其更具整体装饰效果。
在陶瓷薄板铺贴方面,主要有干挂和湿法铺贴两种。其中湿法铺贴的成本仅为干挂的1/4,但湿法铺贴难度较大。国外对于薄板湿法铺贴采用在薄板下面铺一层玻璃纤维,一方面,增强其粘接性;另一方面,增加了薄板本身的耐冲击性。此外,还能使薄板即使剥落在地上也不会散开一地碎屑。意大利System公司在Lamina薄板生产后期已加上了该工艺和设备。
在薄板的标准方面,现行的标准并不适合整个行业的发展。随着陶瓷企业不断地加入薄板行列,以及薄板推广自身的需求,现行的薄板标准必须作全面的修订。
总之,随着原材料成本的提高,加上国家对高耗能、高污染行业(尤其是建陶行业)的诸多限制,迫使国内建陶行业积极转型,越来越多的陶瓷企业将会投入到陶瓷薄板生产中。在国家政策性的引导下,越来越多的工程建设的低碳环保意识会逐渐增强,对建材产品节能标准的要求也越来越严格,在一定程度上会刺激陶瓷薄板的需求,陶瓷薄板也将成为未来工程装饰的主流建材产品。
4 讨论与结论
(1) 随着陶瓷资源过度消耗、能源紧缺、环境污染等问题越来越严重,建陶企业的生产成本和环保压力日益增大,开发环境友好型的陶瓷产品,已成为陶瓷产业可持续发展的必然选择。陶瓷薄型化、减量化生产是建筑陶瓷行业实现节约资源、节能减排的重要途径,也是建筑陶瓷产业未来发展的方向。
(2) 陶瓷砖的薄型化生产必须在原料选择和配方设计时考虑瓷砖的增强和增韧技术。对于提高生坯强度,可选用可塑性好、干燥强度高、品质稳定的粘土;其次,可利用非全瘠性原料(如:瓷石)代替瘠性长石原料,增加坯料的可塑性;此外,应用合理的高性能坯体增强剂。配方设计时,应尽量减少坯料的烧失量,一般控制在4 %以内。
(3) 对于陶瓷薄板瓷坯强度的提高,可采用以下措施:第一,增加瓷坯的晶相含量,减少玻璃相和气孔;第二,在瓷坯中形成高强度的晶相,如:针状莫来石、刚玉相等。
(4) 陶瓷薄板组成与普通瓷砖有一定的差异。对于传统粘土-石英-长石体系的陶瓷薄板,主要通过增加组成中Al2O3含量,从而增加制品中莫来石的含量,以达到提高产品的弹性和断裂模数的目的。同时,采用热膨胀系数低的含Li2O类原料部分代替含K2O/Na2O的长石类原料,降低烧成温度和瓷坯的热膨胀系数。
(5) 日用瓷中的镁质瓷、高石英质瓷、骨质瓷等体系可被应用于建筑陶瓷薄板行业,通过优化配方,使其适应建筑陶瓷薄板生产工艺,可制备出一系列兼具特殊功能的高性能陶瓷薄板。目前,国内陶瓷薄板生产线一般仍用SiO2-Al2O3-Na2O-K2O四元系统。意大利Lamina坯料也采用SiO2-Al2O3-Na2O-K2O方案,但组成中的Na2O含量较高。
(6) 陶瓷薄板的生产主要有干法和湿法两种工艺,主要体现在成形工艺方面。干法成形效率高、产量大,但干压法受压机吨位、模腔和压制工作台尺寸等限制,使得成形的最大尺寸受到限制;湿法工艺过程没有粉尘污染,生产更清洁。
(7) 流延法是一种制备大面积、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,可作室内装修,即“陶瓷墙纸”。因此,该技术对传统建筑陶瓷行业是一个新的革新技术,其发展前景较好。
(8) 广东科达机电股份有限公司能提供大规格干粉成形陶瓷薄板整线装备与技术,产品规格为900×1800mm,厚度为3.5~5.5mm。广东摩德娜科技股份有限公司成功研制出挤出法一次烧大规格陶瓷薄板的全套工艺技术和成套装备,该套设备所制备的陶瓷薄板厚度仅3~5mm,规格为1200mm×1800mm,生产过程粉尘少,且比同样厚度的干压陶瓷板密度高。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,国外产品规格比国内的大。
(9) 根据计算结果表明:陶瓷砖厚度在原有的基础上减少3mm,每年可节约大量的资源和能源。其中,燃料消耗量平均减少约1.49kgce/m2,同比减少29%;耗电量平均减少约1.52kW·h/m2,同比减少28%。由此可见,陶瓷砖薄型化节能潜力很大。
(10) 根据相关资料,目前国内大约已有16家企业在上薄板生产线,共有生产线24条,日设计产能达14万m2,但实际达不到,只有几个工厂在真正生产,而且产大于销,不平衡,其主要集中在广东、浙江、江苏等地。其中,蒙娜丽莎陶瓷最早开始生产薄板;新中源是所有企业当中上线最多的达6条;湖北金海达生产的薄板厚度最薄,仅3mm。但国内薄板企业在装饰和成品率方面还存在问题,且市场培育方面不足,在市场终端仍属概念性产品。因此,目前国内各家企业的薄板生产线多为一条。
(11) 目前,全球有6个企业拥有10条Lamina陶瓷薄板生产线并推出了相应的薄板产品,其规格尺寸比国内的大,年设计产能约950~1000万m2。对比国外的陶瓷薄板企业,国内的实际产能已经超过了意大利和西班牙等国家。
(12) 从陶瓷薄板市场来看,目前市场接受程度依然不高。其主要原因在于价格高,是普通瓷砖的2~10倍,陶瓷薄板的营销渠道还没有成熟,且陶瓷薄板的铺贴成本较高、难度高。同时,消费者担心减薄后产品的实用性。另外,陶瓷薄板并没有给消费者带来明显的增值,多种因素阻碍了薄板市场的推广。
(13) 在陶瓷薄板的应用推广方面,目前工程渠道是主流,陶瓷薄板在终端更多地是运用在需要大规模装饰的场所。在陶瓷薄板尺寸规格方面,行业预测今后最流行的应该是600mm×1200mm以下的规格。在陶瓷薄板铺贴方面,主要有干挂和湿法铺贴,其中,湿法铺贴的成本仅为干挂的1/4,但湿法铺贴难度较大,可借鉴国外铺贴模式。
(14) 在薄板的标准方面,现行的标准并不适合整个行业的发展。随着更多的陶瓷企业加入到薄板行列,以及薄板推广自身的需求,现行薄板标准必须作全面的修订。
(15) 瓷砖的厚度取决于建筑使用的要求,有些地方要薄;有些地方要适中;有些地方需加厚,因环境而异。推广减薄砖/超薄砖(板)是一个大的方向,但不能要求所有的工厂都生产一种厚度的砖,企业可以根据市场需求生产多种厚度的陶瓷砖。
(16) 随着原料成本的提高,国家对高耗能、高污染行业有诸多的限制,越来越多的陶瓷企业将会投入到了陶瓷薄板生产中。同时,在国家政策性的引导下,在一定程度上会刺激陶瓷薄板的需求。因此,陶瓷薄板的未来市场前景是乐观的。
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