王玉梅+江夏

摘 要：人造石英石是一種高檔時尚的建筑裝飾材料，在真空條件下將石英晶體、樹脂和微量顏料等材料通過異構(gòu)聚合技術(shù)制成大規(guī)格板材，其高達(dá)94%的石英結(jié)晶體為主體結(jié)構(gòu)，使其質(zhì)地更加堅硬、緊密，具有其他裝飾材料無法比擬的耐磨、耐壓、耐高溫、抗腐蝕等性能，廣泛應(yīng)用于建材市場，前景廣闊。本文主要闡述了人造石英石的性能特點、應(yīng)用領(lǐng)域、原材料、生產(chǎn)工藝。同時，針對人造石英石生產(chǎn)工藝熱點問題提出改善意見。

關(guān)鍵詞：人造石英石；應(yīng)用；原材料；生產(chǎn)技術(shù)

1 前言

以天然石英石（砂、粉）、硅砂、尾礦渣等無機材料（其主要成份為二氧化硅）為主要原材料，添加一定量的粘合材料制成的人造石，簡稱石英石或人造石英石。它是一種在真空條件下振動壓制，板材結(jié)構(gòu)致密無孔、表里如一、硬度及其它性能指標(biāo)均優(yōu)于天然的花崗巖及大理石的復(fù)合建材。人造石英石在國際上已經(jīng)成為一種新興的臺面材料，它以其天然的質(zhì)地、超髙的硬度和超強的耐磨性逐漸成為深受廣大消費者喜愛的綠色環(huán)保建材裝飾產(chǎn)品之一，在歐美越來越多進(jìn)入消費者家庭。特別是2006年在米蘭國際櫥柜展上，世界各國名牌櫥柜推出的新品上，可以明顯感覺到這種趨勢，尤其是櫥柜板行業(yè)已開始全面使用，需求量大增，為石英石板材生產(chǎn)發(fā)展提供很大的空間。

2 人造石英石的特點及應(yīng)用領(lǐng)域

石英石，其品質(zhì)華而實，色彩絢麗且又不乏樸實天成。由于它的裝飾效果與天然石材和瓷磚不同，在國外深受公眾工程及家裝設(shè)計者的青睞。石英石是臺面材料中的嬌子，也是墻地面裝飾材料中的新秀，石英石的裝飾熱潮已經(jīng)到來。

人造石英石特點與天然石相比具有以下幾個方面的優(yōu)點。

（1）韌性比天然石好；

（2）氣孔率比天然石低，板材抗污性強；

（3）無輻射；

（4）強度比天然大理石高一倍以上，純石英石板強度甚至高過花崗巖；

（5）人造石英石的原料經(jīng)過挑選及預(yù)混，能做到大面積鋪貼無色差，適合大規(guī)模工程使用。

人造石英石與陶瓷相比具有以下幾個方面的優(yōu)點。

（1）人造石英石板相對陶瓷而言，規(guī)格大，目前最大尺寸可達(dá)1.6 m×3.2 m，厚度為8～40 mm，適合各種場合的加工及裝飾；

（2）人造石英石板在真空狀態(tài)、高壓高振動下成型，吸水率低，抗污性比陶瓷強；

（3）人造石英石板韌性比陶瓷好，更容易加工，表面硬度與拋光磚接近；

（4）人造石英石綠色環(huán)保，無輻射；

（5）人造石英石裝飾效果好，色彩豐富，這是任何陶瓷墻地磚不及的；

（6）人造石英石板材表面效果光澤柔和，適合各種高檔場所鋪貼使用；

（7）人造石英石的原料中可以加入特殊效果的原材料，可以達(dá)到客戶要求的樸實或者豪華的效果。

石英石有特殊的裝飾效果，其紋理自然高貴、色彩明亮舒適，有著不變形、不退色、無輻射、無微孔、密度大、硬度高、抗老化等特點，已經(jīng)成為新一代綠色環(huán)保材料，所以其應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)從家裝擴大到大規(guī)模工程。人造石英石板具有廣泛的領(lǐng)域，例如：

1）大型商場墻面、地面、電梯門套、衛(wèi)生間臺面等；

2）高檔寫字樓墻面、地面、衛(wèi)生間、外墻等（北京奧運村，國貿(mào)大廈等）；

3）醫(yī)院內(nèi)墻、外墻、地面、衛(wèi)生間地面、洗手盆臺面等；

4）車站、地鐵站、機場等墻面、地面、外墻等（如：深圳地鐵站，香港機場，印度孟買機場，歐洲眾多國家的機場等）；

5）用于高檔住宅家裝的墻面地面鋪設(shè)、廚房臺面等；

6）星級酒店墻面、地面鋪設(shè)、酒吧臺面等。

3 人造石英石的生產(chǎn)工藝

人造石英石的生產(chǎn)工藝如圖1所示。

（1） 生產(chǎn)原料的選擇

原料的質(zhì)量直接影響到石英石的質(zhì)量，所以要從源頭把好關(guān)，選擇原料至關(guān)重要。

石英粉的選擇：1）細(xì)度要求：325目或400目；2）白度要求：95或95以上；3）SiO2的含量：98%以上。

石英砂的選擇：一般只要硬度足夠、任何顏色、外觀及粒度的板材都可使用（粒度不超過板材厚度的1/2）。高純度的石英可生產(chǎn)出純色板，如：純黑板、純白板等。普通石英砂：白色風(fēng)化顆粒要少，黑色、棕色顆粒盡量少。精選石英砂：把砂攤開在一個平面上，黑色或其他有色顆?！?個（可通過人工挑選達(dá)到此要求）。

樹脂：不飽和聚酯樹脂，聚合物固含量：65%左右，外觀：無色、淡綠、淺黃透明均可，最好是用于人造石的樹脂，這類樹脂收縮小，板材平整度好，不會變形或者開裂；另外盡量選擇黏度低的樹脂，這種樹脂用量相對較低。

色料：在人造石英石原料選擇過程中，為了保證材料的耐候性，盡量選用無機色料。但耐候性穩(wěn)定的碳黑、大紅等有機原料也可使用。石英石生產(chǎn)中常用色料有R902白、4920黃、酞青綠、酞青藍(lán)、永固紫、大紅粉、永固紅、4330黑、碳黑、BK03特黑等。人造石英石生產(chǎn)中，色料添加方式有兩種：一種為添加樹脂中，制備成色糊，然后再使用；一種是直接加入到砂粉料中，混合后使用。后種加入法要保證顏料的均勻性，對設(shè)備要求比較髙。

固化劑：石英石生產(chǎn)所必不可少的助劑，一般人造石英石均是采用高溫固化成型。固化劑是增進(jìn)或控制樹脂固化反應(yīng)的物質(zhì)或混合物。樹脂固化是經(jīng)過縮合、閉環(huán)、加成或催化等化學(xué)反應(yīng)，使熱固性樹脂發(fā)生不可逆的變化過程，固化是通過添加固化（交聯(lián)）劑來完成的。一般采用過氧化二乙基已酸叔丁酯固化劑，固化劑一般用樹脂含量的0.8%～1.2%。

偶聯(lián)劑：能改善填料在樹脂中的分散性及粘合力，改善工藝性能和提高機械、電學(xué)和耐氣候等性能。常用的硅烷偶聯(lián)劑為KH-570，對于質(zhì)量要求高的板材建議使用KH560。

（2） 色漿著色

色漿的攪拌時間、樹脂和色料的比值這些都會直接影響到板材的顏色。

（3） 混料與攪拌

在人造石英石板材的生產(chǎn)過程中，單一原料按照生產(chǎn)訂單或者批次經(jīng)過預(yù)混后再使用，以減少色差；攪拌時，采用行星式高速攪拌機，保證原料充分混合。

（4） 布料

在布料裝置中進(jìn)行布料，達(dá)到生產(chǎn)要求。

（5） 壓機壓制

人造石英石板材在真空狀態(tài)下加高壓及強大的振動力作用下成型，所生產(chǎn)出來的人造石英石板材致密度高，吸水率低。加壓時間因配方、板材厚度的不同而有所不同，一般為2～4 min，人造石英石板材壓好以后，揭開紙，須保證各個部分與紙/膜粘結(jié)程度一致，不能出現(xiàn)局部鼓包，用手指觸摸時，整個板面須柔軟度一致。

（6） 固化

壓制好的石英石板材再送入爐中熱固化，其中固化爐的固化線設(shè)置尤其重要，由于固化線的溫度與固化石英石板的變形有著直接關(guān)系：若固化線溫度過低，則導(dǎo)致板材后期變形大；若固化線上下溫度不均勻，則導(dǎo)致板材表面及局部存在應(yīng)力，后期進(jìn)行拋光程序時，因應(yīng)力釋放而導(dǎo)致板材變形。石英石板從固化線出來以后，用壁厚小于3 mm的鐵質(zhì)管輕輕敲擊板材的各個部位，如聲音清脆，則說明固化效果良好；如聲音沉悶，則表明固化效果不好。

（7） 固化后半成品的放置

對于待半成品板材放置，如果樹脂的收縮小，則可將板材底部對底部豎放于A字架上；若是樹脂的收縮較大，建議將板材底部對底部平放，且板材表面須清理非常干凈，以保證板材后期的平整度。固化好以后的板材須置放24 h，待板材完全冷卻以后才能進(jìn)行拋光程序。

（8） 拋光

顆粒度越小的板材，光澤度就越低，拋光后的光澤度一般在40°左右。顆粒度越大，特別是含有大顆粒玻璃的板材，光澤度就越高，拋光后的光澤度一般在60°左右。拋光面的選擇：一般都選用與模板接觸的面作為拋光面，因為這一面的平整度比較好，平滑度也好，布料過程中這一面雜料少，固化過程中，這一面致密度高。所以選用這一面作為拋光面是最理想的。磨塊的選擇：選用質(zhì)量好的花崗巖石材磨塊及合理的目數(shù)搭配。拋光速度：拋光速度因原料配方、板材顏色不同而有所不同。如：對于小顆粒、純色板，拋光過程中線速度應(yīng)減慢；而大顆粒及玻璃顆粒的板材及淺色板，線速度可相對稍快。

4 人造石英石板材生產(chǎn)過程中常見問題及解決辦法

石英石生產(chǎn)過程中，因操作控制不當(dāng)，會產(chǎn)生各種缺陷，如變形、開裂、褪色、變色、粉團(tuán)、水印、針孔、氣孔、雜質(zhì)等。如何避免這些缺陷的產(chǎn)生，減少成本的浪費，總結(jié)出以下經(jīng)驗：

變形：主要是配方組成，固化方式，固化是否充分，半成品/成品存放方式是否適當(dāng)有關(guān)。解決的方法如下：1）制定合理配方結(jié)構(gòu)，采用合理固化方式及準(zhǔn)確的固化方法如二次固化技術(shù)，讓板材運動中上下加熱，充分受熱。2）根據(jù)樹脂質(zhì)量優(yōu)劣而選擇合理的存放方式。

變色：變色主要與樹脂的性能、色料、固化劑有關(guān)。解決的方法如下：1）采用穩(wěn)定性好的樹脂。2）采用熱固化劑，以便保證在加熱過程中固化劑能充分反應(yīng)無殘留。3）采用無機色料，耐候性好。

氣孔：氣孔分兩大類，一是小針孔，通常是因為真空度達(dá)不到-0.1MPa，以及配方里樹脂含量過高造成的；二是大的無規(guī)則的孔洞，通常是因為配方結(jié)構(gòu)不合理，布料不均勻，壓機壓制時不致密，布料受力不均勻造成的。防止的方法是：一要采用好的抽真空設(shè)備，采用專用的真空泵油以及做到好的維護(hù)保養(yǎng)；二是壓機以及管道的密封要好，壓機的真空室要??；三是要制定好的配方結(jié)構(gòu)；四是要有好的成型設(shè)備和成熟的生產(chǎn)工藝以及操作規(guī)程。

水?。核〉某霈F(xiàn)是板材在壓制過程中，局部加壓和運動不均勻而導(dǎo)致板材內(nèi)部所用的色劑分布不均勻所造成的。但壓力和振動強大的壓機，在成熟的生產(chǎn)工藝控制下，可以很好地預(yù)防這個問題。

磨痕：磨痕是最常見的問題，特別會出現(xiàn)在深色板，純色板上。采用特制磨塊，可以減少或者消除這種暗痕，根據(jù)板材的顏色和顆粒的不同選擇合理的拋光速度。

5 結(jié)論

石英石的市場空間不容置疑，人造石英石板替代部分天然石和陶瓷產(chǎn)品成為發(fā)展趨勢。目前還存在著一些質(zhì)量問題或產(chǎn)品缺陷，生產(chǎn)技術(shù)有待進(jìn)一步改善，但人造石英板具有優(yōu)良的物理性能和裝飾性。近年來，其在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家得到迅速普及。另外，由于人造石英石環(huán)保，在強調(diào)低碳環(huán)保的今天，很多空間設(shè)計師都偏愛人造石，而不主張?zhí)烊皇?。所以石英板的消費習(xí)慣必然會向全世界擴展。