改性石英粉對人造石英石板材指標的影響

裴業虎，陳 翔

(廣東省佛山地質局，廣東 佛山 528000)

1 前言

人造石材是當今社會重要的建筑裝飾材料之一，可替代天然石材、高檔陶瓷、木材、金屬類裝飾材料，屬綠色環保型建材[1]。其中石英石是人造石材的重要品種，因為石英是一種物理和化學性質均十分穩定的礦產資源[2-5]。我國擁有豐富的普通石英資源[6]，且資源開發力度較大，僅安徽鳳陽年產各種型號石英砂500萬t，占國內總產量的28%[7]。石英石由93%～95%石英和7%左右的不飽和聚酯樹脂粘合劑、色料、固化引發劑及其他輔助試劑，經固化成型所制得的一種復合材料[8]，它質地堅硬、結構致密、色澤豐富、耐磨、耐壓、耐高溫、抗腐蝕、防滲透，在市場上得到廣泛應用[9-10]，是人造石材中發展最快的品種。人造石英石作為復合材料，使用改性石英粉提升板材質量，降低生產成本一直是人造石生產廠家的追求。本文主要探討改性石英粉和非改性石英粉在人造石生產上對石材技術指標的影響。

2 試驗部分

2.1 石英粉物理化學指標

非改性石英粉是石英砂經過球磨機分級機聯合生產線生產的石英粉。改性石英粉是在非改性石英粉基礎上，在改性機械專用設備中添加人造石英石專用石英粉改性偶聯劑二次改性后的石英粉。兩種石英粉的物理指標測試結果見表1，化學成分分析測試結果見表2。

表1 石英粉物理測試結果

表2 石英粉化學成分分析測試結果 (單位：%)

2.2 人造石英石生產工藝

人造石英石是由石英砂和石英粉配上樹脂、色料、偶聯劑、固化劑等經高溫固化而成。原料由自動配料系統進入混料系統，把石英砂、石英粉、樹脂等助劑混合后進入模具框內布料，然后在真空條件下進行震動壓實，再把壓制好的混合料送入固化爐加熱固化，固化好的料成為毛坯板，再經過拋光(圖1)。對拋光后板材進行一系列的檢驗，去除瑕疵的次品。

圖1 人造石英石生產流程圖

2.3 人造石英石生產試驗配方

使用非改性與改性兩種石英粉，其他原料和生產工藝都在相同的條件下，分別生產5組人造石英石板材(表3)，生產完成后測試人造石英石板材的理化指標。

表3 試驗配方

2.4 人造石英石板材成品測試結果

人造石英石測試方法和標準采用SN/T0308-93《出口人造石檢驗方法》[11]。通過測試干態抗壓強度、壓縮強度、磨損度、光澤度、吸水率這幾個指標來評價非改性與改性石英粉對石英石板材這些指標的影響(表 4)。

對表4中的數據進行處理，首先把兩組數據中的每個測試項目結果求平均值，然后把平均值與SN/T0308-93 R型細骨料中每個標準值對比，求取比值。分析結果見圖2。

3 結果與討論

從表4中可以看出，兩種石英粉做出來的石英石板材都滿足SN/T0308-93 R型細骨料中干態抗壓強度、壓縮強度、磨損度、光澤度、吸水率這幾個指標的標準值。從圖2中可以看出，改性石英粉做出來的人造石英石板材干態抗折強度和壓縮強度明顯比非改性石英粉做出的人造石英石板材指標高；從光澤度指標來看，改性石英粉也比非改性石英粉的高；從磨損率和吸水率指標看，改性石英粉比非改性石英粉指標稍低。

表4 10組人造石英石成品測試結果

圖2 兩種石英粉人造石測試指標分析對比圖

從以上的分析結果可以看出，改性石英粉比非改性石英粉用于生產人造石英石板材指標好。人造石英石屬于有機和無機復合材料，非改性石英粉的無機界面與有機界面性質差異較大，結合力弱，石英粉經過改性工藝處理后，在表面包覆了一層偶聯劑，偶聯劑在石英粉和粘結劑之間起到了橋梁作用，使得膠黏劑與粉體之間結合更加牢固。

4 結論

(1) 改性石英粉與非改性石英粉都可以生產出滿足SN/T0308-93 R型細骨料指標要求的人造石英石產品。

(2) 改性石英粉生產的人造石英石板材明顯比非改性石英粉生產的人造石英石板材指標好，特別是板材的物理強度提升比較明顯。