林楊高

（廣東原創(chuàng)新材料科技有限公司，廣東 廣州 510000）

1 研究背景

石材具有超強(qiáng)的耐用性和持久性，自古以來就是重要的建筑和裝飾材料，世界上保存較好的古建筑大多為石材建筑，石材行業(yè)在我國有著悠久發(fā)展歷史。但天然石材屬于不可再生資源、開采過程對環(huán)境的破環(huán)以及成品可使用率低等因素，造成天然石材的供給量越來越少，價格越來越高。而近十幾年來國內(nèi)房地產(chǎn)行業(yè)高速發(fā)展，石材社會需求量不斷增加，供需矛盾越來越明顯。

而人造石材近年來隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的新型黏合劑的開發(fā)應(yīng)用、生產(chǎn)設(shè)備的創(chuàng)新提高了生產(chǎn)工藝，人造石材在性能、外觀、價格上都有超越天然石材的優(yōu)勢，所以人造石材是未來的發(fā)展方向。

人造石材是采用天然石材：金剛砂、石英石或小塊天然石等和粘結(jié)劑材料粘結(jié)合成，經(jīng)過澆筑、振動、壓縮等方法成型固化制成，所以人造石材也存在某些先天性的問題：

（1）一般而言，人造石材精磨后，產(chǎn)品的光澤度在40～50度，而有些石材精磨后達(dá)不到上面的光澤度，如山西黑、黑金砂、集寧黑等，此類產(chǎn)品精磨后的光澤度只有20～30度之間[1]，光澤度不理想，影響裝飾效果。

（2）人造石材其原理都是通過不同顆粒骨料、粉料、粘結(jié)劑進(jìn)行攪拌、壓制成型。在攪拌、下料、壓制過程混進(jìn)了空氣，所以在生產(chǎn)過程必須進(jìn)行脫氣，脫氣后在人造石材上遺留下部分毛細(xì)孔。同時在后期人造石材進(jìn)行磨拋加工后石材表面除了一些小凹坑外，還存在裂紋、晶界、晶粒脫落等缺陷（見圖1）[2]。

圖1 表面缺陷

當(dāng)積水、有色顏料在石材表面停留時間過長，石材會吸附部分水分、顏色。如果不能及時干透，石材會出現(xiàn)泛堿、白華、發(fā)霉、顏色受污染等問題，一旦石材被侵蝕，治理起來會很困難。所以對人造石材表面進(jìn)行研磨護(hù)理尤為重要，可以提高其光澤度及抗污能力。

2 人造石材的發(fā)展分類

人造石材是一種人工合成的裝飾材料，按照所用粘結(jié)劑不同，可分為有機(jī)人造石材和無機(jī)人造石材兩類。

2.1 有機(jī)人造石材

有機(jī)人造石材選用有機(jī)樹脂類為粘結(jié)劑，目前用來制作有機(jī)人造石材的樹脂通常有鄰苯型、間苯型、新戊二醇型、間苯/新戊二醇型、乙烯基酯型、丙烯酸型等[3]。

理化特點(diǎn)：

有機(jī)人造石材中含有約5%～15%有機(jī)成分，決定了有機(jī)石具有有機(jī)特點(diǎn)：①具有機(jī)材料的韌性，但容易變形；②具有機(jī)材料的防水防污性；③表面硬度較無機(jī)石低；④酸對其中的無機(jī)成分敏感，堿容易老化其中有機(jī)成分；⑤有機(jī)溶劑容易溶解其中有機(jī)粘結(jié)劑。

2.2 無機(jī)人造石材

無機(jī)人造石材選用的是一種無機(jī)粘結(jié)劑-硅酸鹽、硫鋁酸鹽和磷酸鹽等無機(jī)粘結(jié)劑，其具有有機(jī)樹脂的特點(diǎn)，又同時具有無機(jī)材料無毒、耐熱等性質(zhì)。

理化特點(diǎn)：

①具有較高硬度，不易變形；②具有透氣性好和較高的吸水性，但防水防污性比有機(jī)石差；③容易被強(qiáng)酸腐蝕，對有機(jī)溶劑不敏感。

研磨護(hù)理對于人造石材表面處理是一種精細(xì)再加工技術(shù)，主要提高石材表面的光澤度以及防污能力。影響石材研磨護(hù)理結(jié)果的因素很多，既有研磨工藝過程中工藝條件和參數(shù)方面的問題，也有研磨設(shè)備、介質(zhì)溶劑的問題，重點(diǎn)在于采用何種的拋光液、防污液、研磨設(shè)備的問題。

3 研磨護(hù)理

3.1 拋光液

市面上拋光液種類繁多，含氧化硅溶液是目前應(yīng)用效果最好、性價比最高的一種拋光液。一方面由于氧化硅硬度較高，能有效削磨人造石材表面細(xì)微突起狀，平整表面。另一方面現(xiàn)代科技的發(fā)展將表面硬度高亮的無機(jī)物氧化硅納米化，納米氧化硅顆粒在較低溫度下可以方便進(jìn)入石材毛細(xì)孔，起到填充石材毛細(xì)孔作用，并在石材表面結(jié)合成有較高硬度同時光澤透徹性好的氧化硅晶膜，晶面光澤度可高達(dá)100度或以上。

3.2 防污液

防污液特點(diǎn)取決于其溶質(zhì)，溶劑也影響著其功能。常見石材防污液按照溶質(zhì)分類為：甲基硅酸鹽、硅烷（硅氧烷）、氟硅烷。

（1）甲基硅酸鹽只能是水性、無色透明強(qiáng)堿性溶液。其作用原理是與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成憎水性硅酸凝膠，反應(yīng)快見效快，用于石材防護(hù)1～2h便有明顯防護(hù)效果，耐候性特別是耐堿性能力差。

（2）硅烷（硅氧烷）：多以溶劑油性為主，少量水性乳化液存在。若以效果而論油性比乳化液更具有良好的滲透性、交聯(lián)性，但從環(huán)保安全角度乳化液更具市場前景。此類防污劑有良好的防水性和耐堿性，正常環(huán)境下耐候性3～5年，但不具有防油性。

（3）氟硅烷：此類防污劑同樣存在油泩和水性。具有良好的耐堿性和耐候性，其正常環(huán)境下有效期為15～30年。并具有極佳的對油性物質(zhì)的防護(hù)性，但其防污水表觀效果往往不如甲基硅酸鹽環(huán)形強(qiáng)。

無機(jī)人造石材普遍是弱堿性，所以溶質(zhì)為氟硅烷的防污液最適合用于無機(jī)人造石材的護(hù)理。

3.3 研磨設(shè)備

研磨護(hù)理分人造石材出廠前研磨護(hù)理，以及施工現(xiàn)場施工安裝后研磨護(hù)理兩種。

（1）出廠前研磨護(hù)理，一般采用全自動多頭研磨機(jī)，當(dāng)前市面上有很多設(shè)備廠家生產(chǎn)提供：8頭、10頭、12頭等全自動連續(xù)研磨機(jī)，具體采用多少頭的研磨機(jī)主要跟需加工的人造石材表面特性有關(guān)。多頭全自動連續(xù)研磨機(jī)（見圖2全自動連續(xù)研磨機(jī)）是石材、瓷磚后期精細(xì)加工最理想的設(shè)備，其生產(chǎn)效率高，研磨過后石材表面質(zhì)量好。

圖2 全自動多頭連續(xù)研磨機(jī)

拋光液、防污液都是通過借助研磨設(shè)備運(yùn)動施加于人造石材表面后才能取得相應(yīng)效果，所以采用高性能的研磨設(shè)備可取得事半功倍的效果。經(jīng)過研磨后石材板面光澤度的高低與拋光液的供給量、研磨設(shè)備行進(jìn)線速度、磨頭壓力、磨頭轉(zhuǎn)速等有關(guān)。當(dāng)拋光液的供給量在一定值時，光澤度與行進(jìn)線速度達(dá)到最佳配置，之后若繼續(xù)增加供給量，拋光液在一個時間點(diǎn)內(nèi)分布到固定的面積上就越多，沒磨耗完全，造成表面起朦，光澤度反而降低。適當(dāng)增加研磨設(shè)備磨頭的壓力時，可以增加研磨后的光澤度，但當(dāng)壓力過大后，磨頭上磨料與人造石材表面摩擦力增大，而磨料一般是羊毛或纖維，容易產(chǎn)生熱量聚集而引起人造石材接觸面溫度升高，當(dāng)溫度高于拋光液的固化點(diǎn)時，拋光液納米分子過早固化，形成朦朦膿膿霧狀現(xiàn)象，不利于通透光澤面的形成，當(dāng)溫度過高時，人造石材為熱的不良導(dǎo)體，容易引起冷、熱不均，從而造成人造石材開裂。當(dāng)磨頭轉(zhuǎn)速太快、行進(jìn)線速度過大時，拋光液、防污液將會被甩出。王秀娥[4]系統(tǒng)地分析了石材拋光過程的各類影響因素，并指出拋光加工速度取決于拋光盤的轉(zhuǎn)速，其轉(zhuǎn)速過大，將導(dǎo)致磨料的飛濺，降低加工效率。

（2）施工現(xiàn)場研磨護(hù)理，主要差別在于采用不同的研磨護(hù)理設(shè)備，施工現(xiàn)場主要受施工空間、地面壓力限制，不可能使用大型設(shè)備，只能采用小型研磨機(jī)，而作業(yè)過程拋光液、防污液的應(yīng)用原理與全自動多頭研磨機(jī)相同。

4 結(jié)論

人造石材作為一種符合國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的新型健康環(huán)保產(chǎn)品，在市場上得到越來越多人們的認(rèn)可、喜愛，應(yīng)用廣泛。但由于人造石材的先天缺陷特征，決定了它經(jīng)過常規(guī)的精拋后光澤度并不高并且極易吸收、吸附并沉積污染物。因易吸收污染物，如水性污染、油性污染、日用化學(xué)品、藥品污染，飲食污染等，從而降低了其品質(zhì)。所以對人造石材進(jìn)行研磨護(hù)理是必需的，經(jīng)過研磨護(hù)理后人造石材光澤度高、防污、耐磨、耐踩，不易刮花，延長了人造石材的壽命，并長期保持光亮如新，避免日后不必要的治理，并提升人造石材的品質(zhì)及美感。