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對石材的污染表現和原因

1 膠粘劑對石材污染的表現

用于石材的膠黏劑的污染，分為結構性、非結構性膠黏劑污染和密封膠黏劑污染。結構性膠黏劑污染主要為環氧膠黏劑及改性環氧膠黏劑污染，表現為膠體浸染石材，胺類過多少板（變黃），稀釋劑遷移、膠斑、變色、老化；

而密封膠的污染主要是硅酮密封膠中的液體遷移、沾染污垢、膠體斑痕（跡）、石材泛白褪色、膠體劣化粉化。

非結構性膠黏劑的污染主要有膠斑（痕）、褪色及稀釋劑遷移等。

2 膠黏劑對石材污染的原因

1、石材結構性膠黏劑污染原因

使用環氧類膠黏劑時，拌和的固化劑通常為胺類，如果拌和得不充分或固化劑過多，粘結石材后，胺類游離物滲出石材黏結處，遇空氣逐漸氧化變黃，這在淺色、白色石材裝修上最容易出現，尤其是傳統石材名品－－卡拉拉白、漢白玉的加工、填補、裝飾時最為明顯。

2、石材密封膠的污染原因

石材密封膠的污染及劣化，一般表現在室外石材干掛立面時，石材與石材之間的密封膠；石材與金屬幕墻之間的密封膠；石材與建筑物主體結構如混凝土之間的密封膠對石材的污染。室內則表現石材與石材，石材與陶瓷，石材與木材，石材與混凝土之間的密封膠污染和劣化。

與石材裝修密切相關的密封膠現在使用最多的是硫化硅酮密封膠。這種膠的污染表現為密封粘接時未做好防護石材裝飾面，而將密封膠粘在石材裝飾面上。

再就是密封膠的劣化，硅酮密封膠劣化的概率一般很小，主要是它比較耐候，而其他膠就相對差一些，經風吹、日曬、雨淋、高溫等，原本密封得很好的膠，出現粘手，軟化，風蝕……失去密封作用，這些失效的膠還會在外力的幫助下，擴散玷污石材，并且依靠黏性粘住塵土、植物，在石材墻面上形成污染。

如下圖是山東博興縣文物管理所將單位名稱掛牌上移后原粘貼處，膠粘劑污染污垢污染石材后的結果。

有些密封膠中含有少量、不能硬化的低分子量物質也會滲入石材縫隙兩邊，形成污染帶，寬可達幾公分。

石材密封膠污染石材具體表現為如下此方面。

（1）液體遷移

是指液體（增塑劑，未反應或不反應的聚合物，抗氧化劑或其他液體成分的添加劑）由密封條擴散到多孔或微孔的石材中，環繞密封接口形成－ 條暗的帶狀條紋（看起來像濕的帶狀條紋）。浸潤有液體的帶狀條紋會由接口向外延伸幾個皇米個月個厘米。任何液體的遷移不論其性質如何都會在干燥的石材上形成濕的帶狀條紋，而增水性液體則會在潮濕或濕潤的條件下使石材具有看起來像干的帶狀條紋。已經浸濕潤了液體的多孔性石材，如花崗巖、大理石，除非液體擴散得過多而在表面形成了一層滿 膜，或遷移的液體是水性的且分子量較大時一般不會吸引和留住污物（如灰塵）。

液體遷移的范圍和速度主要取決于密封膠的成分，其次取決于其固化的化學原理，一般看法相反，密封膠聚合物的化學性質對液體遷移的程度影響較小或沒有影響，因多各種密封膠都會觀察到液體遷移：油性－－樹脂性油灰、丁基橡膠、丙烯酸、聚硫化物、聚氨酯、聚醚改性硅膠和硅膠等。在大理石上低模量單組分聚酯密封膠會產生嚴重液體移。液體遷移的范圍和速度與密封膠分泌出的材料黏度有關，遷徙的液體黏度較低，液化遷移的范圍和速度就較高，例如低黏度增塑劑就比高分子量的增塑劑在石材中遷移的快遠。

高分子量的增塑劑有兩個缺點：

①一旦高分子量的增塑劑遷移到多孔石材中，就會因在浸潤有液體的石材上沾染污垢而造成很不好看的污斑；

②高分子量液體的遷移速度常營會因密封膠內有低分子量的物質作為“載體”而加快。石材的空隙率和顏色也是液體遷移范圍和可見度的重要因素?？紫对叫∫后w遷移的速度和范圍越大。淺色的石材，如大理石、石灰石和花崗巖很容易因液體而褪色。非天然石材也會發生液體遷移現象。

（2）沾染污垢

是指懸浮顆粒在密封膠表面的聚積。在固化了的密封膠表面沾染污垢大致有3種機理，即殘留黏性、液體擴散和物理吸附。

第一，如固化的密封膠殘留黏性大，灰塵顆粒將以和壓力粘接同樣的機理粘在密封膠上?；覊m的聚集和風化最終使密封膠表面變成不粘的表面。同在固化時沾染污垢的情況一樣，因殘留黏性而使灰塵粘在密封膠上時不能用清潔表面的辦法去除。表面的殘留黏性可能是由未反應或不反應的聚合物造成的，它們會因不充分固化而造成從雙組分密封膠攪拌不均勻或某些過了有效期限的單組分密封膠所觀察到那樣。

第二，顯示液體遷移人多孔性石材的密封膠一般也有一層滯留松散灰塵的表面薄膜，中等/低模量的烷氧基固化的硅膠污垢沾染嚴重，這層灰塵薄膜易刮掉。在這種情況下提出的灰塵吸附和滯留機理為灰塵顆花流積在液體薄膜上并逐漸完全被液體蓋上，由于大多數增塑劑和其他遷移的液體性質是憎水的，所以侵入的灰塵不能被雨水沖掉，因而逐步形成一層厚的油膜。一般這種表面污染可在表面清潔時去除，要用一種柔性的洗潔劑或溶劑。

第三，物理吸附沾染污垢的機理是被了解最少的，一般為同表面靜電荷有關。最近發現在被表面活性劑或導電添加劑污染的密封膠上，表面靜電荷起的作用不大。物理吸附可能同密封膠聚合物網絡有關，密封膠的表面硬度越低，沾染污垢的可能性越大。

雖然沾染污垢的機理大多數同聚合物的種類無關，但污垢的滯留同密封膠的風化有關。不耐久的密封膠表面會逐漸損壞，這種損壞也會除去污垢。還有在密封膠表面微生物的滋長也會大大促使污垢的沾染，如帶有霉菌斑密封膠。

（3）、體斑紋

是指懸浮顆粒聚積在液體中由密封膠遷移到石材的區域上并在墻面上形成分散的條狀斑痕。乍看起來，液體斑紋同一般的灰塵（或殘留物）流淌的斑痕從外觀上看十分相似，并常常彼此混淆，但當用物理方法清潔后，液體斑紋通常比－般灰塵（或殘留物）流淌的斑痕重新出現得快，這是因為在石材上殘留的液體通常不能用普通的清潔技術去除的緣故。

產生液體斑紋的持續時間取決于密封膠的成分和液體的水溶性及風化性。密封膠成分中自由液體越多，這種現象發生得越快且維持時間越久。大多數由密封膠分泌出來的自由液體是增水性的和煙溶于水的，但有些有機液體風化性能差，并且能分解成低分子量的成分而能溶解在水中或在水中乳化，隨后被雨水沖走。盡管如此，雨水能作為一般物理作用力使液體分散，在分解前就使液體斑紋就變得很容易看出來。有些有機增塑劑，例如二辛基酯二甲酸當暴露在紫外線和潮氣中是會很快分解，而一些有機增塑劑，例如氯化烷在環境中是十分穩定的。含有能風化的液體會顯示出有周期性的液體斑印，在夏天擴散會增加，有一些石材的有機液體因環境的原因會比其他液體補充得快。

（4）、泛白

泛白是指有些有機密封膠表面隨著風化而變白，這是由于有機聚合物分解或變質使密封膠表面變粗糙或空隙率增加而引起的。有些密封膠成分風化得很厲害，有些有機材料能都從表面析出而只留下無機材料的填料，一般是碳化鈣，所以就使原來是黑色或棕色的密封膠變成了不均勻的淡灰色或米色。雖然聚乙烯或硅酮密封膠不會發生泛白，但聚氨酯密封膠常會泛白。

有些聚氯酯密封膠容易發生一種因為雨水沖去泛白表面造成的淌白現象。在聚硫化物密封膠，特別是棕色或青銅色的硫化物密封膠上較少觀察到泛白現象。不僅是因為這種顏色上易于檢測出泛白的現象，而且看起來還因為有一些顏料起了光敏材料的作用。

通常在大多數有機密封膠中含有的抗氧化劑和紫外線吸收劑能延緩表面的破壞，在仔細配料和使用了耐久性的有機聚合物如改性聚醚硅酮密封膠時，泛白也都能發生，也會不同程度污染石材。

原創作者：侯建華 胡云林主編 《石材清洗，防護粘接與深加工》，化學工業出版社