永不褪色彩釉石英砂装饰涂料

可行性论证报告

一、引言

石英砂与各种不同金属氧化物等配合，经复杂的高温显色反应，在石英砂表面形成一层均匀的彩色釉，成为彩釉石英砂；彩釉石英砂与特种粘合剂、多种助剂配合，成为彩釉石英砂装饰涂料（又名真石漆）。彩釉石英砂装饰涂料是由高温熔融反应后形成的彩釉显色，所以颜色鲜艳、光亮，色彩丰富、多样、耐久，且具有无毒、无溶剂无污染，快干、不燃、耐强光、不褪色、耐洗刷等优异性能。

我校有关教授和研究人员根据国内涂料市场发展需要，经过多年时间的分析、研究和扩大生产试验，******在国内研制出了这种新型环保涂料——彩釉石英砂装饰涂料。且完成了由四川省建委、西南建筑设计院、省科委、省教委、省市建筑工程质量检测站及成都市环境监测中心站等单位有关专家参与的技术及生产鉴定，可大批量投入生产；同时，由于我国是世界上石英砂矿储量最丰富的国家（四川省内的西昌、都江堰、攀枝花等地区及海南、山西、河北、陕西、等诸多省份均有大量的优质石英砂矿产资源），所以生产原料易得；我校已有成功建厂的实践经验，使其产品价格远远低于国外同类产品（例如，成都市中区银河王朝大酒店和省建行大厦采用的进口石英砂外墙涂料成本约180—200元/m²），而采用我校的石英砂涂料成本可降低三分之二以上，且装饰效果和质量甚至超过进口产品。该产品生产工艺先进，技术完全成熟，产品性能稳定、优异，基本色彩多达五十余种，装饰性强、适应性广，是今后国家建设工程中可大力推广的涂料新品种。生产该产品全部原材料和设备国内均可购得。投资可大可小，建厂周期短，特别适合有丰富石英砂矿产的地区投产。

二、广阔的市场

彩釉石英砂漆的出现始于欧美，随后在日本、港、澳、台及东南亚地区推广，大受欢迎，国内80年代末90年代初开始使用，北京长城饭店是******使用此涂料产品的建筑之一。在西方发达国家，彩釉石英砂装饰涂料作为一种高层建筑、高档住宅楼、别墅、度假村、机场的外墙涂料，应用十分广泛。各种色彩的彩釉石英砂涂料装饰的外墙能给人一种类似天然石材的质感，或显得庄重、严肃，或显得活泼、艳丽，呈现出各种不同风格的艺术气质。因此，世界上有许多著名建筑设计都采用了彩釉石英砂涂料装饰外墙。例如美国——拉斯维加斯的一些五星级酒店均是选用色彩丰富的彩釉石英砂涂料作外墙装饰，成为一种亮丽风景点。国内的高层、高档建筑也正愈来愈多地选用进口彩釉石英砂涂料（彩釉石英漆）进行外、内墙装饰。

在中国，尽管拥有全世界******储量的石英砂矿产资源，但由于石英砂涂料生产技术、工艺复杂，技术开发难度大，因此一直未能充分利用这一矿产宝库。而从国外进口的彩釉石英砂涂料价格昂贵，平均使用价格在180—250元/m²，大大增加了装饰成本，从而限制了这种涂料的广泛使用。所以，长期以来国内外墙装饰材料仍不得不采用花岗石、玻璃幕墙、釉面砖、水泥砂浆、马赛克、油漆涂料、乳胶漆等。但花岗石、玻璃幕墙价格昂贵、施工麻烦，除一些商用和公用设施外，大量民用建筑难于采用。而且，由于各种因素的影响，花岗石块、玻璃幕墙以及外墙釉面砖易脱落，不易修补，若是从高层建筑的外墙上脱落，还易导致伤人事故，因此，在国外属严格控制使用的外墙装饰材料，国家建设部近年亦将此类材料划为限制使用的建材范围，市场前景极为暗淡。马赛克和水泥砂浆涂料正逐渐被市场所淘汰。油漆涂料和乳胶漆用量虽大，但因易褪色、易脱落、不易清洗、使用寿命短等缺点所限，将难以成为下个世纪高层建筑的外墙装饰材料的主流产品。因此，随着建筑业，特别是基础建设和房地产业的飞速发展，开发新型环保外墙装饰材料迫在眉睫。彩釉石英砂装饰涂料的研制成功正好适应和满足了我国当前社会经济发展的需要。

针对目前困扰国内、外墙涂料的几大难题，即耐洗刷性、耐候性、耐沾污性、保色性、无毒性而言，由四川大学教授专家们研制出的彩釉石英砂装饰涂料均显示出突出的优点：

1．高耐候性是外墙涂料，尤其是高层建筑外墙涂料最基本的要求。一般而言，大楼的装修每隔8—10年需进行一次，显然外墙涂料耐候性应在8—10年以上。而目前国内市场上大量使用的一般外墙涂料难以满足上述要求，彩釉石英砂涂料的耐候性远远高于现有的各种外墙涂料，时间可长达数十年。

2．高耐沾污性是外墙涂料的又一突出性能要求。我国大气污染较严重，人均绿化面积较小，空气中粉尘污染较重，使涂层表面容易积存尘埃，严重时甚至出现“拖鼻涕“现象。国内许多写字楼、别墅、高档住宅小区在投入使用两三年后，外墙表面就给人以脏、旧的感觉，清洗工程量大，且清洗效果很不理想。如果采用彩釉石英砂外墙涂料辅以表面罩光工艺，外墙粘灰情况不明显。同时，清洗时可采用高压水枪冲刷，短时间内便能使外墙焕然一新，并且操作简便，清洗工作量小。

3．高保色性就是长期保持其色泽的装饰效果。目前国内使用的外墙涂料保色期普遍较短，使用2—3年后，就有不同程度的褪色破损现象，并且不易修复，使建筑外墙出现“花脸”。而彩釉石英砂涂料装饰的外墙具有极好的耐日照、耐雨淋、耐洗刷、耐冷热变化及永不褪色的特点，是目前世界上保色效果******的外墙涂料之一。

4．随着环保时代的来临，保护环境和人民身体健康是涂料业必须面临的考验。尽管外墙涂料在户外施工，但大面积使用时所产生的有毒挥发性气体同样会污染周围环境，直接影响人们的身体健康。彩釉石英砂涂料是一种新型绿色环保涂料，具有无毒、无挥发性溶剂的优良特性，属于国家建设部门大力推广的环保型装饰材料。

5．色彩品种多样性。根据我们提供的特殊烧结工艺，可以生产出50余种基本色调的彩釉石英砂涂料，若不同颜色合理搭配，则可形成几百个系列产品，以满足不同造型，不同建筑风格的建筑装饰，呈现出千姿百态的建筑风景，对于大面积的居民小区、别墅区、移民搬迁城市的建设尤其适用。同时，若选用的骨料石英砂细度达到120目标准，可以生产出非常细腻的内墙涂料，但质感和色彩超过乳胶漆，又具有乳胶漆难以达到的耐洗刷，高硬度，长时间不褪色，不易破损的突出优点。

6．生产及使用成本低。我校研究的此生产工艺采取与国外厂家不同的生产工艺，使石英砂上色、上釉一次性完成，从而大大降低了生产成本，平均生产成本约4000—4500元/吨，若以天然气为能源，生产成本可减少500元/吨，外墙平均装饰用量为粗砂涂料3—4.0kg/m²，细砂涂料1.5—2.5kg/m²，若按8000—12000元/吨价格销售，加上施工过程中基层处理再辅以底漆、罩光等工序，施工总成本费用约20—60元/m²不等，与大理石、花岗石、玻璃幕墙，中高档釉面砖相比均有较突出的价格优势，而装饰效果不逊于同类进口产品。目前，国内进口彩釉石英砂涂料售价约30000～40000元/吨，加上40—60元/m²的高额施工费用，外墙装饰成本达到160—200元/m²，因此国产石英砂涂料具有非常大的价格优势和价格空间，即使我国入关以后，亦能抵挡住进口产品的冲击。

7．施工方便，费用低廉。彩釉石英砂涂料的使用可以采取抹涂或喷涂两种施工方式，特别是采取高压喷枪喷涂施工，不仅可以增加建筑墙面的质感和硬度，效率亦远远高于釉面砖、花岗石、玻璃幕墙、彩色塑钢墙体的施工，2—3个熟练工每天可喷涂500m²以上的墙面，从而大大降低工程造价。

8．适于不同建筑物的表面造型装饰。由于彩釉石英砂涂料属于可塑性建筑材料，不同于釉面砖、花岗石、大理石、玻璃幕墙、彩色塑钢等钢性建筑材料，因此对于不同设计风格，不同外形的建筑使用更为方便。特别是对于不规则的建筑例如大型雕塑、佛像、墙柱、走廊、门面装饰、天花板吊顶以及弧其它形建筑等大小场合，均可通过各种施工技巧，使其表面平滑或粗犷，色彩多样，质感逼真。并且这种涂料在灯光下具有一定的反光效果，使建筑物在夜晚呈现出光彩华丽的姿态，极具艺术性和欣赏性。

9．生产原材料丰富、易于组织。生产彩釉石英砂涂料的骨料为高纯度（含SiO₂达到95%）的石英砂，国内大多省份均有此品质的石英砂矿，储量居于全世界首位，特别是福建、海南、广东、广西、河北、湖南、湖北、四川、陕西、甘肃、贵州等省份均有大量石英砂矿；生产辅料以各种无机化合物，有机及高分子化合物为主，国内均可购置，勿需进口。

10．生产设备易购。生产彩釉石英砂涂料的设备主要有大型电炉或工业窑炉（天然气、燃油）、振筛机、球磨机、搅拌机、调浆机、不锈钢容器等为主，国内均可定购，勿需进口。同时对生产厂房无特殊要求，且不排除污水、废渣因此可以大大降低生产设备投资。

同时，彩釉石英砂装饰涂料亦可广泛应用于各种公共建筑的内墙装饰壁画、工艺画、广告画的制作，以及水泥、木、竹、塑料、玻璃、金属等多种物质的表面装饰。经彩釉石英砂涂料装饰的表面，富丽堂皇，色彩鲜艳夺目，装饰效果******，给人以梦幻般的享受。

目前国内市场上已有大量意大利、英国、日本、德国等欧洲国家的同类产品，越来越多的建筑设计单位、房地产开发商已逐渐接受这种优质建筑材料彩釉石英漆，但进口产品售价昂贵，使用范围极为有限。因此，在国内生产优质低价位的产品，国际国内的市场前景极为广阔。

三、技术可行性论证

1．原材料

（1）石英砂

我国石英砂储量丰富，品位优良，是生产彩釉石英砂的优质原料。制造彩釉石英砂以采用质地洁净、坚硬的石英砂******，SiO₂含量一般应大于95%，萤白度在80以上，按不同要求，石英砂粒度可在20—120目范围。要避免使用风化石英砂。

（2）各种无机化合物

根据颜色的不同，需用如铁、锰、镍、铬等十余种金属氧化物或盐。

（3）有机及高分子化合物

如纤维素衍生物，以及特殊高分子粘合剂等。

2．生产工艺

彩釉石英砂装饰涂料的生产工艺主要由彩釉石英砂的烧制和涂料的配制两部分组成。

（1）彩釉石英砂的烧制

参照陶瓷的着色原理，以SiO₂含量大于95%、萤白度在80以上、具有一定硬度的优质石英砂为骨料，将无机显色化合物色料用粘合剂包裹在砂粒外表面，在不同区域的高温下烧结，无机化合物在高温下“发色”并与石英砂表面熔成一体，形成一层牢固、具有光泽的彩色层。

其工艺流程如下：

彩釉石英砂可根据不同的需要制成不同粒径（目数），如可制成小于20目、20—40目、40—60目、60—80目、80—120目等不同粒度的彩釉石英砂。

将几种无机显色材料进行合理配方，是保证煅烧出理想的不同颜色彩釉石英砂的关键环节。准确地控制煅烧条件也是十分重要的，因为不同的无机化合物都有其相应的高温显色温度范围，只有在一定的温度区内煅烧，才能变成所要求的颜色。助熔剂的选用及加入量对彩釉石英砂的颜色及光泽也都有较大的影响，所以应根据不同的颜色选用不同的助熔剂以及用量。在煅烧前，干燥工艺也十分重要。

（2）涂料的配制

为了充分体现彩釉石英砂色泽鲜艳的装饰效果，应选用合理的成膜剂。本装饰涂料选用的特殊高分子粘合剂，它具有透明性好、粘结力强、耐老化、耐水、耐酸碱等优良特性。涂料在配制过程中，应严格按工艺配方及程序操作，否则会直接影响涂料以及涂层的性能指标，从而会影响涂料的装饰效果。

其工艺流程如下：

3．涂料及涂层性能

根据国家标准GB9153-88“合成树脂乳液砂壁状建筑涂料”的技术指标要求，国家权威质检部门分别对我们研制生产的彩釉石英砂本涂料和涂层进行了全面测试，各项技术指标均达到或超过国家标准。

试验类别	项    目		技  术  指  标
涂料试验	在容器中的状态		经搅拌后呈均匀状态，无结块
	骨料沉降性		＜10
	贮存稳定  性	低温贮存稳定性	3次试验后，无硬块、发霉、凝聚及组成物的变化
		热贮存稳定性	1个月试验后，无硬块、发霉、凝聚及组成物的变化
涂层试验	干燥时间（表干）h		≤2
	颜色及外观		颜色及外观与样本相比，无明显差别
	耐  水  性		240h试验后，涂层无裂纹、起泡、剥落、软化物的析出，与未浸泡部分相比，颜色、光泽允许有轻微变化
	耐  碱  性		240h试验后，涂层无裂纹、起泡、剥落、软化物的析出，与未浸泡部分相比，颜色、光泽允许有轻微变化
	耐 洗 刷 性		1000次洗刷试验后，涂层无变化
	耐沾污率%		5次沾污试验后，沾污率在45以下
	耐冻融循环性		10次冻融循环试验后，涂层无裂纹、起泡、剥落、软化物的析出，与未浸泡部分相比，颜色、光泽允许有轻微变化
	粘结强度Mpa		≥0.69
	人工加速耐候性		500h试验后，涂层无裂纹、起泡、剥落、粉化、变色＜2级

四、成果技术的经济效益分析

1．投资概算

该成果技术所提供的一种高科技新产品，目前国内尚无同类生产厂家可供参考，所以这项成果技术中含有厂房设计、设备选型和按生产工艺要求设计的生产流程等。经试生产证明，整个设计方案是合理的，科学的。

针对使用不同的能源可以设计不同的工艺流水线，全自动化生产，电力充足的地方可考虑用大型电炉烧结彩釉石英砂，中西部可以考虑以天然气作为能源的工业窑炉，东部沿海地区可以设计成燃油或煤作为能源的窑炉。特别是现有窑炉的釉面砖厂，陶瓷厂，釉料生产厂更适合上此项目，只需对现有窑炉进行适当改进，添置部分设备即可上马，投入不会很大。

现以电为能源举例：

①若设计新建一个年产2000吨彩釉石英砂装饰涂料的生产厂，需要：生产厂房约1200平方米（砖混结构，部分水磨石地面）、原材料及成品库房750平方米（砖混结构，水泥地面）、生产管理及产品检验房200平方米（砖混结构，水泥地面）。以上估计造价约在90万元左右。

②主要生产设备投资如下表（参考价格、以电为能源）：

名  称	规  格	数  量	金额（万元）
台车式电阻炉	65KW	4台	28-32
箱式电阻炉	14KW	3台	约6.0
三层振筛机		2台	约2.0
细粒连续振筛机		2台	约2.0
八滚筒球磨机	8×2L	2台	约3.0
砂浆搅拌机	4.0KW	2台	2.0-3.0
调浆桶	1.5KW	3台	约1.5
轴流式屋顶风机	2.0KW	10台	约5
变压器	1000KW	1台	约40.0
不锈钢容器	自制	400只	40.00
计量器具	全套		约4.0

③流动资金约200万元

总投资额430万元

2．效益分析

根据年产2000吨的生产规模，按******销售价9000元/吨计算，可创造工业产值1800万元，税利872万元。若按外墙型和内墙型各1000吨产量计算，外墙型可装饰约42万平方米，与同面积的釉面砖装饰相比可节约装饰费用近三分之一；内墙型可装饰105万平方米，与同面积的幻彩涂料和高档乳胶漆相比可节约装饰费用近四分之一。

经济效益分析如下表（按参考价格，生产一吨彩釉石英砂装饰涂料计算）：

注：若按进口产品价格三分之一计算，利税率可达到100%以上。