陶瓷色釉料行业发展简况

2015-02-11马小鹏

陶瓷 2015年10期

关键词：色料釉料喷墨

陶瓷色釉料行业发展简况

马小鹏

(咸阳陶瓷研究设计院陕西咸阳712000)

摘要色釉料——原辅材料是陶瓷产业的基础。笔者介绍了我国色釉料企业的分布情况，给出了色料、熔块年用量，比较详细介绍了卫生洁具、各类陶瓷砖的釉料使用量，对传统色釉料和陶瓷墨水的发展特点及动向进行了论述。

关键词色釉料陶瓷墨水发展简况

作者简介：*马小鹏(1959-)硕士，教授级高级工程师，副总工程师；长期从事陶瓷工艺技术及色釉料方面的开发研究。

中图分类号：TQ174.4+5文献标识码：B

1目前色釉料行业概况

1.1色釉料企业的分布

国内色釉料产品的生产制造企业分布基本在各大传统瓷区，华东地区有宜兴的江苏拜富集团、福禄(Ferro)苏州新型材料有限公司等；华南地区主要集中在广东省的佛山和潮州两地区，有广东三水大鸿制釉有限公司、佛山市大宇新型材料有限公司、佛山市正大制釉有限公司、广东万兴无机颜料有限公司、中山市华山陶瓷原料公司和潮州市的三原实业有限公司、广东省潮州市丰业实业有限公司、潮州市化工一厂等；东南地区有福建省泉州市力科陶瓷材料有限公司以及晋江色釉料公司等。中南地区有景德镇大千陶瓷色釉料有限公司、醴陵科兴实业有限公司等。北方地区主要集中在山东淄博，这里分布着规模不同的熔块企业至少在30家以上，淄博地区年产熔块量可达到全国产量的40%～50%，是我国陶瓷用熔块的最大产地之一，另外还有淄博福禄新型材料有限公司、山东炳坤腾泰陶瓷科技有限责任公司、淄博裕鼎陶瓷有限公司、淄博福星陶瓷色釉料有限公司等企业。中原地区有河南科海陶瓷科技有限公司。

国外著名色釉料企业有西班牙的陶丽西(TORRECID)、爱斯玛格拉斯、庄兴-万丰、卡罗罗比，美国的福禄(Ferro)、卡罗比亚等。陶瓷墨水主要集中在西班牙，目前有8～9个公司可供陶瓷墨水，意大利约有4个公司，总体上看西班牙陶瓷墨水研发与生产处于领先水平，意大利紧跟其后。

我国拥有色釉料及原辅材料企业2000多家，行业中较有独立开发能力、规模较大、在国内外有一定影响力的知名企业有50多家，其产品质量大致达到国际市场上同行业产品的相当水平。

1.2色釉料年产量

我国是陶瓷生产大国，建筑卫生陶瓷和日用瓷产量占世界总量的60%以上，2014年陶瓷砖产量约100亿m2，卫生洁具产量约2亿件，日用陶瓷在300亿件左右。巨大的产出需要更多的色釉料和原辅材料，根据调研数据显示，我国建筑卫生陶瓷用熔块年用量约为200万t，色料4万～5万t，2015年国内陶瓷喷墨打印机将达到2500～3000台，陶瓷墨水的用量很快会达到3万t。陶瓷喷墨打印机的广泛使用，将使传统釉用色料用量减少。

1.3当前的釉料种类、用量等简况

卫生洁具均为施釉产品，墙地砖中除传统抛光砖、劈开砖不施釉外，内外墙砖、有釉地砖、抛釉砖、超平釉砖、微晶砖等均使用釉料，特别是熔块用量巨大。

通过对有代表性卫生陶瓷生产企业的调研，我国卫生洁具绝大多数(约90%)使用乳白釉，透明釉约占10%。色釉很少，国内销售的产品不会超过产量的0.3%，外销时略多占2.5%左右。釉料基本是生料釉，但大多数配方添加3%～7%的熔块以调节温度。施釉量(干釉)因品种差异而不同，如连体坐便器施釉量为3.0～3.5kg、分体坐便器为2.5kg左右、水箱约为1.0kg、洗面器为1.6～2.0kg、立柱为0.8～1.0kg、水槽为1.9kg左右、蹲便器为1.2kg左右、小便器为2.0～2.5kg。施釉厚度约为0.8mm。烧后釉面缺陷主要表现为釉脏、波纹、针孔、缺釉、斑点(含色斑、铁斑、窑斑等)、釉薄和流釉。白釉成本为2500～3400元/t。

陶瓷砖产量大，花色品种繁多，是釉料、熔块、色料、陶瓷墨水的主要使用对象。各类砖每平米釉料用量(干釉)情况为：内墙砖底釉约为0.5kg、面釉约为1kg；外墙砖一般而言底釉约为0.25kg、面釉约为0.5kg；有釉地砖中全抛釉砖底釉约为0.25kg、面釉约为0.25kg；超平釉砖底釉约为0.25kg、面釉约为0.75kg；抛晶釉砖底釉约为0.25kg、面釉约为2kg。目前有釉地砖上使用的釉料成分85%以上为生料，很少加入熔块。超平釉砖、抛光釉砖、微晶釉砖中只有微晶釉砖使用熔块。抛光砖这几年渐渐被全抛釉砖、抛晶釉砖替代了，仅保有15%左右，但当前已出现增量趋势。较大规格砖的图案基本是由喷墨打印完成的，每平米砖墨水用量为50～80g，依主色深浅使用量有别。国产墨水售价为5.8～6.5万元/t、进口售价均为8万元/t，锆白熔块售价为4800～5500元/t,钛白熔块约为2600元/t,透明熔块为3800～4500元/t，底釉为2500～3200元/t。

2当前色釉料和陶瓷墨水发展的特点

2.1釉料方面

开发绿色环保色釉料产品。日用陶瓷用高光泽度无铅釉和无铅熔块釉、骨质瓷用高耐酸耐碱性无铅熔块釉、适用于二次烧成用的无铅无锌透明熔块釉、无铅琉璃釉、无铅无镉陶瓷釉上颜料等都是按照绿色环保要求研究开发的。

釉料品种更加齐全。除传统的透明釉、乳白釉外，仿天然石材纹样釉、各种干粒熔块、木纹釉、超平釉、防滑釉、彩色变色玲珑釉、绿彩金星釉、金属釉、全抛釉等不断被开发出来。

功能性釉料受市场欢迎。如智洁釉、超平滑釉、防静电釉、抗菌釉、非放射性环保蓄能发光釉等。

资源循环利用、采用尾矿矿渣生产色釉料。用铁、钛含量高的矿泥制作黑色料、用天然矿石替代原来的化工原料制作色料、用含钛炉渣制作陶瓷釉、利用黄金尾矿生产陶瓷色釉。长沙理工大学承担多项利用含有Cr+6的矿渣研制色料，取得了较好的结果和经济效益。这些成果不仅利于环保还可降低生产成本，有利于陶瓷行业健康、全面、可持续的发展。

理论指导试验科学配比是技术工作者应掌握的好方法。由设定的釉料物化性能指标计算各原料之配比，该方法由已知各原料物化参数来推导出配方，再进行试验调整，是一种比较科学的试验方法。要熟练应用这种技术，首先应知道对釉料的基本因素要求，如坯釉的适应性；釉水的粘度适当，易于生产操作；釉料比坯体有较低的热膨胀系数，一般控制在低于20%左右；满足耐酸碱性基准的要求；没有易产生气泡、针孔的因素；日用陶瓷釉料与印花纸的适应性好；熔融时有适当的高温粘度；热震稳定性好；良好的釉面；机械强度高；Pb,Cd溶出符合要求；成本低等。

其次了解各原料的基本作用，如SiO2是瓷釉中的主要成分。组成中增加 SiO2的含量，熔融温度增高，热膨胀性和高温流动性降低，硬度和强度增加，耐酸碱性也是增强的。但是，用量超过一定的范围，就会造成烧成不足，釉面失光。B2O3与SiO2按一定比例共同形成的硼硅酸盐瓷釉，有良好的化学稳定性。碱金属氧化物能降低釉的弹性模数，提高釉的弹性。ZrO2和Al2O3可形成玻璃网络的中间体，能有效地提高化学稳定性、熔融温度、高温粘度和硬度，降低釉的热膨胀系数，有效地防止龟裂等。同样B2O3对提高釉的弹性非常有利。碱金属氧化物对瓷釉的耐酸性能影响最大，且K2O>Na2O>Li2O，所以用Li2O来代替部分K2O和Na2O则会改善瓷釉耐酸性能。一般四价氧化物如 SiO2、TiO2等能提高瓷釉的化学稳定性，增强瓷釉的耐腐蚀性。二价金属氧化物中，BaO对瓷釉的耐碱性能破坏最强烈，MgO和CaO次之，当然，Al2O3、碱金属和碱土金属等对釉面的外观也有非常大的影响。

2.2色料方面

用新合成方法开发色料。传统的氧化物混合装钵煅烧合成虽然是主要生产工艺，然而化学法合成、水热合成法合成能够得到更理想的颜色和颗粒分布。

传统色料生产企业为墨水制造商提供纳米级色料。当前一些色料生产企业选择几个品种，经超细加工后为陶瓷墨水企业提供色料。

干混色料用量逐渐增加。对色料表面进行改性，提高其分散性和流动性，直接干混即可使用。色料使用领域会更加宽阔。除陶瓷行业外，在塑料、涂料、油漆等传统领域开始使用，发挥无机颜料耐腐蚀、耐光照、持久不变色等特有性能。

2.3陶瓷墨水方面

我国的陶瓷喷墨打印是2009年 5月首次于杭州诺贝尔陶瓷公司的一次烧成墙砖上应用成功的，喷墨打印技术与陶瓷墨水技术的结合，是陶瓷装饰技术的一次革命，对陶瓷砖的设计、生产、应用等整个价值链将产生巨大影响。近两年，国产陶瓷墨水和设备的研制都取得了长足的进步和骄人的成绩，陶瓷喷墨打印技术在我国市场全面铺开。据不完全统计，目前我国在线运行的喷墨机已超过2000台以上，未来会成为使用最多的国家。

陶瓷墨水由陶瓷色料粉体、溶剂、分散剂、结合剂、表面活性剂、其他辅料组成。制造方法分为3种：

1)溶胶法。溶胶凝胶法是制备超细粉体和纳米材料的一种湿化学方法，已经获得广泛应用，工艺技术也已经成熟；

2)分散法。分散法是最常用的方法，一般是将陶瓷粉末与分散介质球磨混合后再超声分散，获得稳定的悬浮液；

3)反相微乳液法。利用反相胶束微反应器的特殊尺寸及反应空间来制备纳米粒子，利用反相微乳液制备的陶瓷墨水粒径一般在几纳米到几十纳米之间，分散性极好，并且可以长期稳定保存，很好地满足了喷射打印对颗粒度、分散性、稳定性的要求。

当前，欧洲厂商已将颜色通道扩展到12色，西斯特姆等公司的装备分别应用于喷墨、喷釉和喷干粉。我国的设备商也推出了8色数字喷墨喷釉一体机，实现喷墨和喷釉功能。新型陶瓷墨水的发展趋势是：

1)开发特殊装饰效果的陶瓷墨水(功能墨水)。该墨水能使瓷砖达到如经传统施釉一般的釉面装饰效果，如可达到：闪光釉、哑光釉、下陷釉、金属釉、亮光釉、白花釉等。通过陶瓷喷墨打印喷头将功能墨水直接通过喷头喷射到瓷砖表面，呈现出特殊的装饰效果，可省去施釉线繁杂的工序与设备。

2)大力开发水性陶瓷墨水。目前陶瓷墨水都是油性的，随着环保的要求，水性陶瓷墨水必将是未来的发展主流趋势。主要开发水性陶瓷颜料墨水和水性釉料墨水。

3对色釉料产品的质量及技术指标要求

色釉料产品是陶瓷产品制造过程中的原辅材料而非终端制品，质量监督检验部门不进行抽样检查，在质量控制方面可参考《陶瓷用熔块》GB/T29758-2013国家标准、《建筑卫生陶瓷用釉料》JC/T1046.1-2007和《建筑卫生陶瓷用色料》JC/T1046.2-2007行业标准。

《陶瓷用熔块》国家标准中对产品的技术要求有杂质、粒度和厚度、含水率、试烧表面质量、色差、体膨胀系数、软化点、高温流动性、可溶性铅镉含量、放射性核素限量；《建筑卫生陶瓷用釉料》行业标准中产品质量的要求有外观、含水率、筛余量、色差、体膨胀系数、放射性核素限量、铅镉含量、净含量；《建筑卫生陶瓷用色料》行业标准中产品质量的要求有外观、含水率、筛余量、色差、颗粒分布、PH值、放射性核素限量、铅镉含量、净含量。

4结语

陶瓷用色釉料是生产过程不可或缺的原辅材料。向陶瓷制造企业提供性能稳定、使用方便、价格合理的产品是色釉料企业的使命。及时了解本行业发展动态、掌握用户要求，不断创新，才能在激烈的市场竞争中取得份额，使企业稳定持续发展。

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