浅谈关于人造石材的研磨护理

林杨高

（广东原创新材料科技有限公司，广东 广州 510000）

1 研究背景

石材具有超强的耐用性和持久性，自古以来就是重要的建筑和装饰材料，世界上保存较好的古建筑大多为石材建筑，石材行业在我国有着悠久发展历史。但天然石材属于不可再生资源、开采过程对环境的破环以及成品可使用率低等因素，造成天然石材的供给量越来越少，价格越来越高。而近十几年来国内房地产行业高速发展，石材社会需求量不断增加，供需矛盾越来越明显。

而人造石材近年来随着科学技术的发展，越来越多的新型黏合剂的开发应用、生产设备的创新提高了生产工艺，人造石材在性能、外观、价格上都有超越天然石材的优势，所以人造石材是未来的发展方向。

人造石材是采用天然石材：金刚砂、石英石或小块天然石等和粘结剂材料粘结合成，经过浇筑、振动、压缩等方法成型固化制成，所以人造石材也存在某些先天性的问题：

（1）一般而言，人造石材精磨后，产品的光泽度在40～50度，而有些石材精磨后达不到上面的光泽度，如山西黑、黑金砂、集宁黑等，此类产品精磨后的光泽度只有20～30度之间[1]，光泽度不理想，影响装饰效果。

（2）人造石材其原理都是通过不同颗粒骨料、粉料、粘结剂进行搅拌、压制成型。在搅拌、下料、压制过程混进了空气，所以在生产过程必须进行脱气，脱气后在人造石材上遗留下部分毛细孔。同时在后期人造石材进行磨抛加工后石材表面除了一些小凹坑外，还存在裂纹、晶界、晶粒脱落等缺陷（见图1）[2]。

图1 表面缺陷

当积水、有色颜料在石材表面停留时间过长，石材会吸附部分水分、颜色。如果不能及时干透，石材会出现泛碱、白华、发霉、颜色受污染等问题，一旦石材被侵蚀，治理起来会很困难。所以对人造石材表面进行研磨护理尤为重要，可以提高其光泽度及抗污能力。

2 人造石材的发展分类

人造石材是一种人工合成的装饰材料，按照所用粘结剂不同，可分为有机人造石材和无机人造石材两类。

2.1 有机人造石材

有机人造石材选用有机树脂类为粘结剂，目前用来制作有机人造石材的树脂通常有邻苯型、间苯型、新戊二醇型、间苯/新戊二醇型、乙烯基酯型、丙烯酸型等[3]。

理化特点：

有机人造石材中含有约5%～15%有机成分，决定了有机石具有有机特点：①具有机材料的韧性，但容易变形；②具有机材料的防水防污性；③表面硬度较无机石低；④酸对其中的无机成分敏感，碱容易老化其中有机成分；⑤有机溶剂容易溶解其中有机粘结剂。

2.2 无机人造石材

无机人造石材选用的是一种无机粘结剂-硅酸盐、硫铝酸盐和磷酸盐等无机粘结剂，其具有有机树脂的特点，又同时具有无机材料无毒、耐热等性质。

理化特点：

①具有较高硬度，不易变形；②具有透气性好和较高的吸水性，但防水防污性比有机石差；③容易被强酸腐蚀，对有机溶剂不敏感。

研磨护理对于人造石材表面处理是一种精细再加工技术，主要提高石材表面的光泽度以及防污能力。影响石材研磨护理结果的因素很多，既有研磨工艺过程中工艺条件和参数方面的问题，也有研磨设备、介质溶剂的问题，重点在于采用何种的抛光液、防污液、研磨设备的问题。

3 研磨护理

3.1 抛光液

市面上抛光液种类繁多，含氧化硅溶液是目前应用效果最好、性价比最高的一种抛光液。一方面由于氧化硅硬度较高，能有效削磨人造石材表面细微突起状，平整表面。另一方面现代科技的发展将表面硬度高亮的无机物氧化硅纳米化，纳米氧化硅颗粒在较低温度下可以方便进入石材毛细孔，起到填充石材毛细孔作用，并在石材表面结合成有较高硬度同时光泽透彻性好的氧化硅晶膜，晶面光泽度可高达100度或以上。

3.2 防污液

防污液特点取决于其溶质，溶剂也影响着其功能。常见石材防污液按照溶质分类为：甲基硅酸盐、硅烷（硅氧烷）、氟硅烷。

（1）甲基硅酸盐只能是水性、无色透明强碱性溶液。其作用原理是与空气中的二氧化碳反应生成憎水性硅酸凝胶，反应快见效快，用于石材防护1～2h便有明显防护效果，耐候性特别是耐碱性能力差。

（2）硅烷（硅氧烷）：多以溶剂油性为主，少量水性乳化液存在。若以效果而论油性比乳化液更具有良好的渗透性、交联性，但从环保安全角度乳化液更具市场前景。此类防污剂有良好的防水性和耐碱性，正常环境下耐候性3～5年，但不具有防油性。

（3）氟硅烷：此类防污剂同样存在油泩和水性。具有良好的耐碱性和耐候性，其正常环境下有效期为15～30年。并具有极佳的对油性物质的防护性，但其防污水表观效果往往不如甲基硅酸盐环形强。

无机人造石材普遍是弱碱性，所以溶质为氟硅烷的防污液最适合用于无机人造石材的护理。

3.3 研磨设备

研磨护理分人造石材出厂前研磨护理，以及施工现场施工安装后研磨护理两种。

（1）出厂前研磨护理，一般采用全自动多头研磨机，当前市面上有很多设备厂家生产提供：8头、10头、12头等全自动连续研磨机，具体采用多少头的研磨机主要跟需加工的人造石材表面特性有关。多头全自动连续研磨机（见图2全自动连续研磨机）是石材、瓷砖后期精细加工最理想的设备，其生产效率高，研磨过后石材表面质量好。

图2 全自动多头连续研磨机

抛光液、防污液都是通过借助研磨设备运动施加于人造石材表面后才能取得相应效果，所以采用高性能的研磨设备可取得事半功倍的效果。经过研磨后石材板面光泽度的高低与抛光液的供给量、研磨设备行进线速度、磨头压力、磨头转速等有关。当抛光液的供给量在一定值时，光泽度与行进线速度达到最佳配置，之后若继续增加供给量，抛光液在一个时间点内分布到固定的面积上就越多，没磨耗完全，造成表面起朦，光泽度反而降低。适当增加研磨设备磨头的压力时，可以增加研磨后的光泽度，但当压力过大后，磨头上磨料与人造石材表面摩擦力增大，而磨料一般是羊毛或纤维，容易产生热量聚集而引起人造石材接触面温度升高，当温度高于抛光液的固化点时，抛光液纳米分子过早固化，形成朦朦脓脓雾状现象，不利于通透光泽面的形成，当温度过高时，人造石材为热的不良导体，容易引起冷、热不均，从而造成人造石材开裂。当磨头转速太快、行进线速度过大时，抛光液、防污液将会被甩出。王秀娥[4]系统地分析了石材抛光过程的各类影响因素，并指出抛光加工速度取决于抛光盘的转速，其转速过大，将导致磨料的飞溅，降低加工效率。

（2）施工现场研磨护理，主要差别在于采用不同的研磨护理设备，施工现场主要受施工空间、地面压力限制，不可能使用大型设备，只能采用小型研磨机，而作业过程抛光液、防污液的应用原理与全自动多头研磨机相同。

4 结论

人造石材作为一种符合国家可持续发展战略的新型健康环保产品，在市场上得到越来越多人们的认可、喜爱，应用广泛。但由于人造石材的先天缺陷特征，决定了它经过常规的精抛后光泽度并不高并且极易吸收、吸附并沉积污染物。因易吸收污染物，如水性污染、油性污染、日用化学品、药品污染，饮食污染等，从而降低了其品质。所以对人造石材进行研磨护理是必需的，经过研磨护理后人造石材光泽度高、防污、耐磨、耐踩，不易刮花，延长了人造石材的寿命，并长期保持光亮如新，避免日后不必要的治理，并提升人造石材的品质及美感。