淺談關于人造石材的研磨護理

林楊高

（廣東原創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，石材行業在我國有著悠久發展歷史。但天然石材屬于不可再生資源、開采過程對環境的破環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。而近十幾年來國內房地產行業高速發展，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技術的發展，越來越多的新型黏合劑的開發應用、生產設備的創新提高了生產工藝，人造石材在性能、外觀、價格上都有超越天然石材的優勢，所以人造石材是未來的發展方向。

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劑材料粘結合成，經過澆筑、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，產品的光澤度在40～50度，而有些石材精磨后達不到上面的光澤度，如山西黑、黑金砂、集寧黑等，此類產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、粘結劑進行攪拌、壓制成型。在攪拌、下料、壓制過程混進了空氣，所以在生產過程必須進行脫氣，脫氣后在人造石材上遺留下部分毛細孔。同時在后期人造石材進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，石材會出現泛堿、白華、發霉、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行研磨護理尤為重要，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，按照所用粘結劑不同，可分為有機人造石材和無機人造石材兩類。

2.1 有機人造石材

有機人造石材選用有機樹脂類為粘結劑，目前用來制作有機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：

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

2.2 無機人造石材

無機人造石材選用的是一種無機粘結劑-硅酸鹽、硫鋁酸鹽和磷酸鹽等無機粘結劑，其具有有機樹脂的特點，又同時具有無機材料無毒、耐熱等性質。

理化特點：

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石差；③容易被強酸腐蝕，對有機溶劑不敏感。

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

3 研磨護理

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微突起狀，平整表面。另一方面現代科技的發展將表面硬度高亮的無機物氧化硅納米化，納米氧化硅顆粒在較低溫度下可以方便進入石材毛細孔，起到填充石材毛細孔作用，并在石材表面結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100度或以上。

3.2 防污液

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

（1）甲基硅酸鹽只能是水性、無色透明強堿性溶液。其作用原理是與空氣中的二氧化碳反應生成憎水性硅酸凝膠，反應快見效快，用于石材防護1～2h便有明顯防護效果，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、交聯性，但從環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，其正常環境下有效期為15～30年。并具有極佳的對油性物質的防護性，但其防污水表觀效果往往不如甲基硅酸鹽環形強。

無機人造石材普遍是弱堿性，所以溶質為氟硅烷的防污液最適合用于無機人造石材的護理。

3.3 研磨設備

研磨護理分人造石材出廠前研磨護理，以及施工現場施工安裝后研磨護理兩種。

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

圖2 全自動多頭連續研磨機

拋光液、防污液都是通過借助研磨設備運動施加于人造石材表面后才能取得相應效果，所以采用高性能的研磨設備可取得事半功倍的效果。經過研磨后石材板面光澤度的高低與拋光液的供給量、研磨設備行進線速度、磨頭壓力、磨頭轉速等有關。當拋光液的供給量在一定值時，光澤度與行進線速度達到最佳配置，之后若繼續增加供給量，拋光液在一個時間點內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。適當增加研磨設備磨頭的壓力時，可以增加研磨后的光澤度，但當壓力過大后，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，容易產生熱量聚集而引起人造石材接觸面溫度升高，當溫度高于拋光液的固化點時，拋光液納米分子過早固化，形成朦朦膿膿霧狀現象，不利于通透光澤面的形成，當溫度過高時，人造石材為熱的不良導體，容易引起冷、熱不均，從而造成人造石材開裂。當磨頭轉速太快、行進線速度過大時，拋光液、防污液將會被甩出。王秀娥[4]系統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速，其轉速過大，將導致磨料的飛濺，降低加工效率。

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

4 結論

人造石材作為一種符合國家可持續發展戰略的新型健康環保產品，在市場上得到越來越多人們的認可、喜愛，應用廣泛。但由于人造石材的先天缺陷特征，決定了它經過常規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、日用化學品、藥品污染，飲食污染等，從而降低了其品質。所以對人造石材進行研磨護理是必需的，經過研磨護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及美感。