人造石英石是人造石材的一種,是指以不飽和聚酯樹脂(UPR)為粘接劑,以石英砂、石英粉為主要填充材料制成的人造石材。其中,天然石英砂(粉)占比在90%以上,因此石英砂或石英粉的品質在一定程度上決定了人造石英石板材的性能。
可以說只要是石英礦,都可做人造石英石的原料,如脈礦英、石英砂(巖)、風化(粉)石英等,目前市場上以脈石英為主。目前板材用A類普通石英砂價格(二氧化硅含量99.5%以上、白度95以上)在600-800元/噸,B累普通石英砂價格(二氧化硅含量90%以上、白度90以上)約為300-400元/噸。
1、板材用石英砂(粉)加工技術及指標要求
石英石板材中的主要骨料和填料分別是石英砂和石英粉,除少部分高白高透的高端產品以外,一般要求較低,主要是對白度、透度、雜質、顆粒級配有要求。
(1)石英砂骨料加工技術及指標要求
在石英石板材中起到骨料作用的主要是石英砂,其他骨料類原材料還有玻璃、金屬、氧化鋁或其他礦物(如花崗巖)等。
根據石英砂的透明度,可分為透砂、半透砂、普通砂。在一些高端板材上,為追求花色紋理的立體層次感,以盡可能仿真天然石材的高端花色紋理,需要使用透度極高的石英砂。石英砂透度越高,說明雜質越少,純度越高,其價格也越高。
要制得優質的板材,就要用優質石英砂原料,首先要選擇好的礦源,然后對石英礦石進行水洗、揀選和磨皮處理,剔除雜石,然后破碎或球磨、篩分,得到指定目數的顆粒料或粉料。極其優質的石英礦石無需酸洗直接可以破碎制得精砂;但這種品級的優質礦源越來越少,多數石英礦石制砂過程中需要酸洗方可得到優質板材砂:對大的石塊進行酸洗,再破碎成砂,酸殘留少,對后期板材性能影響不大;破碎成細顆粒的砂以后再酸洗,一定要把殘留酸清除干凈,否則石英石板面存在后期黃變的問題。

板材廠家常用石英砂的目數有:4~6目、6~8目、8~16目、16~26目、26~40目、40~70目、70~100目(或70~120目)。
(2)石英粉填料加工技術及指標要求
石英粉分為普通石英粉和改性石英粉(即用表面活性劑處理過的石英粉)。改性石英粉提高了與樹脂的相容性,可以降低樹脂用量。
石英粉表面改性劑主要是硅烷類偶聯劑,表面化學改性的方法主要有干法改性、濕法改性以及化學包覆改性三種:干法改性是加入少量稀釋液與硅烷配成的處理劑,在高速攪拌、分散和一定溫度條件下,將處理劑以噴霧狀加入石英粉中,攪拌處理一定時間后出料。
濕法改性是利用配置好的表面改性劑和助劑混合配成的處理液,在攪拌分散和一定溫度條件對石英砂粉體進行表面改性,之后進行脫水、干燥。
機械粉磨與化學包覆改性是指在機械力作用或細磨、超細磨過程中添加改性劑,隨著石英砂粉體粒度減小的同時,對其顆粒進行表面改性。
當前的石英粉表面改性技術,嚴重滯后于石英石行業的發展。石英石的近親產品——樹脂型人造崗石,其所用的填料——鈣粉,目前的表面改性技術有了長足的進步,吸油率可以做到17%以下,反觀石英粉,改性后的石英粉吸油率長期徘徊在20%左右,導致石英石板材樹脂用量高,成本居高不下,并且對石英石成品的部分性能——膨脹系數、硬度等等,均有不利影響。
白度越高的石英粉,價格越高,生產出來石英石板材白度也高,檔次高,售價高。透度越高的石英粉,價格也越高,生產出來的石英石板材質感好,花色紋理立體感強,能更好的仿真天然石材的紋理質感。

板材廠家常用石英粉目數有:100~200目、325目(或400目)、800目、1250目等。
2、石英砂(粉)原料對石英石板材質量的影響
石英石板材中的主要骨料和填料分別是石英砂和石英粉,除少部分高白高透的高端產品以外,一般要求較低,主要是對白度、透度、雜質、顆粒級配有要求。
(1)石英砂/粉的透度和白度對石英石板材外觀質量的影響
按透度和白度可將石英砂分為透砂、半透砂、瓷白砂。透砂通體晶瑩剔透,純凈無雜質,好似玻璃一般,價格較貴;半透砂顆粒部分透光、部分呈乳濁狀,價格一般。瓷白砂通體完全不透明,完全遮光,其中象牙白和脈白顆粒邊緣部分有一定程度的光線能夠射入,但不能完全透過光線。
黑、灰底色石英石產品需要采用透砂,這樣光線可以完全穿透,使得黑、灰的底色得以呈現;如果有非透明的顆粒,則會遮擋黑、灰底色,而呈現出白色或其他顏色。
高端仿天然石材石英石產品,需要用透砂來體現質感,板面越透,越接近天然石材的質感效果:花紋是從坯體中隱約透出來,并形成逐漸隱去的效果,呈現出一種高端的質感和層次感;而不是浮在表面的低端紋理效果。國際流行的“魚肚白”,用透砂更能呈現出高端質感。
白度主要影響石英石板面的檔次,白度越高,檔次越高。瓷白顆粒完全不透明,在板面上裝飾出水磨石等材料的效果。當透砂和瓷白砂用于同一石英石板面時,呈現出層次更豐富的裝飾效果。
石英粉的白度、透度對石英石板面的裝飾效果同樣有重要影響。越透的石英粉,配合透明石英砂,使石英石板面質感更佳,呈現的紋理效果更加接近天然石材。石英粉的白度對石英石板面的白度有決定性影響,進而影響了石英石板面的檔次。因此,越白、越透的石英粉,價格越高。
(2)不同品級石英砂對板面質量的影響
石英砂中雜點數量以及砂本身的呈色決定了石英砂的品級,雜點多、顏色黃,均會影響制成的石英石板材的質量和檔次。因此,我們將不同品級的石英砂,分為精砂、A砂、普砂、C砂等。
精砂即為“精制而成的石英砂”,精砂要求極高,應完全純凈無雜質,而且顏色很白。精砂大多經過酸洗;少部分非常純凈的原礦可直接破碎成精砂。A砂的雜點稍多于精砂,但雜點也少,顏色白,要求也較高。目前市面上常用的精砂、A砂、普砂、精選石英、B砂、C砂等,均為大部分透明石英+少部分半透、不透的石英伴生而成。
(3)雜點對石英石板面質量的影響
白色、淺色板面不能有明顯的黑點、黃皮等雜點。黑色、灰色板面:不能有明顯的白點。
(4)不同批次原材料波動對板面質量的影響
不同批次之間的石英砂、石英粉如果顏色差別過大,生產出來的石英石板材會存在較大色差,板與板拼接使用時會造成質量問題。
另外,不同批次之間的石英砂顆粒粒徑應盡可能接近,不能波動過大,否則板與板之間顆粒感明顯不同,也是一種色差,如果個別顆粒粒徑偏粗,也會在板面形成缺陷。
(5)石英砂風化的影響
皮紋面的制作過程,是用帶金剛砂的刷子在表面高速旋轉摩擦,形成凹凸不平的效果。如果石英砂中帶有風化砂等硬度低的顆粒,那么這個顆粒就會被金剛砂刷子帶出,形成凹坑,造成質量缺陷。
資料來源:《李勇.石英砂(粉)原料對石英石板材質量的影響[J].石材,2023, 384(02):126+129》和《李勇.人造石英石生產原料、加工、應用及未來展望(一)[J].石材,2022(08):44-48》,由【粉體技術網】編輯整理,轉載請注明出處!

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