人造石的生产工艺和装置.pdf

一种人造石的生产工艺和装置，由碎石料、不饱和聚酯、引发剂、促进剂、色粉等按配比配料，成型车间包括两个真空室，可对铸模进行振动和挤压。配料在真空下充分搅拌、铸模置于第二真空室，以液压振动系统中高速转动的振动器，带动压头振动，压平铸料，同时用6个气压千斤顶，以0.8～1.2兆帕的压强对压头作前后左右上下的摆动挤压10～15分钟，使树脂与石料充分混和，粘结均匀，排出水份气泡，铸模移出真空室，自然凝固12～24小时，所得制品结构紧密；可少用树脂，不用加热。适用于制造各种人造大理石和花岗岩。

1.  一种人造石的生产工艺和装置，由碎石料，合成树脂原料及助剂，按配比配料，经物料输送带(1)，传送到搅拌机(4)里进行混合，然后注入铸模(6)里，经压铸、凝固、树脂固化而成型，所得人造石荒料，再经含切锯、磨光的后加工工序，制得成品，其特征在于
(1)在压铸过程中，铸模处在真空状态下，用千斤顶对铸料料面进行多点的局部压缩；同时用振动器对料面进行多点振动，经10～15分钟的振动和压缩后，在常温常压下自然凝固12～24小时，脱模得到人造石荒料；
(2)铸模(6)在第一真空室(8)里，从所述的搅拌机(4)往里面注入按配比的物料，再移至第二真空室(9)里，将一个可升降的压头(10)，置于铸模(6)的料面上，由液压马达(15-1、15-2)间接驱动的振动器(11-1、11-2、11-3)，对压头(10)实施振动，以压平铸料；与此同时，由压缩空气所驱动的气压千斤顶(12-1、12-2、12-3、12-4、12-5、12-6)，对振动中的压头(10)的相应区域进行多点摆动挤压，然后铸模移出第二真空室外而自然凝固。

2.  根据权利要求1所述的人造石的生产工艺和装置，其特征在于，所述的原料配比中，碎石料包括至少4种粒度从20日至80目的碎石，和100目至800目的石粉；合成树脂采用不饱和聚酯树脂，助剂包括引发剂、促进剂、钛自粉和色粉，它们各自的重量百分比为：
碎石料∶树脂和助剂＝(90～95.5)∶(4.5～10)，总量100；
树脂∶引发剂∶促进剂∶钛白粉∶色粉＝
(90～95)∶(1.2～3.0)∶(0.2～0.3)∶(3～6)∶(0.3～0.7)；
碎石∶石粉＝(55～80)∶(20～45)总量100；
碎石中，20目，40目，60目和80目的碎石等量配比。

3.  根据权利要求1或2所述的人造石的生产工艺和装置，其特征在于，所述的搅拌机(4)，设置有密封仓盖(31)，可升降的下料口(51)，和两组可正转和反转的螺旋桨(5，5’)，在0.090兆帕～0.095兆帕的负压下搅拌和卸料。

4.  根据权利要求1或2所述的人造石的生产工艺和装置，其特征在于，所述的振动器(11-1、11-2、11-3)的转速等于或大于4500转/分钟；所述的气压千斤顶(12-1、12-2、12-3、12-4、12-5、12-6)，以0.8兆帕至1.2兆帕的压强对压头(10)进行前后摆动挤压各2分钟，左右摆动挤压各2分钟，上下摆动挤压各4分钟。

5.  根据权利要求3所述的人造石的生产工艺和装置，其特征在于，所述的振动器(11-1、11-2、11-3)的转速等于或大于4500转/分钟：所述的气压千斤顶(12-1、12-2、12-3、12-4、12-5、12-6)，以0.8兆帕至1.2兆帕的压强对压头(10)进行前后摆动挤压各2分钟，左右摆动挤压各2分钟，上下摆动挤压各4分钟。

6.  根据权利要求1或2所述的人造石的生产工艺和装置，其特征在于，所述的第一真空室(8)和第二真空室(9)里，分别设置有前密封门(82)、后密封门(92)，和中间密封门(92’)，它们分别由升降油缸(81)和升降油缸(91)来操纵；

7.  根据权利要求3所述的人造石的生产工艺和装置，其特征在于，所述的第一真空室(8)和第二真空室(9)里，分别设置有前密封门(82)、后密封门(92)，和中间密封门(92’)，它们分别由升降油缸(81)和升降油缸(91)来操纵；

8.  根据权利要求5所述的人造石的生产工艺和装置，其特征在于，所述的第一真空室(8)和第二真空室(9)里，分别设置有前密封门(82)、后密封门(92)，和中间密封门(92’)，它们分别由升降油缸(81)和升降油缸(91)来操纵；

9.  根据权利要求1或2所述的人造石的生产工艺和装置，其特征在于，所述的铸模(6)里的铸料，在第二真空室里，在0.090兆帕～0.095兆帕的负压下成型。

10.  根据权利要求8所述的人造石的生产工艺和装置，其特征在于，所述的铸模(6)里的铸料，在第二真空室里，在0.090兆帕～0.095兆帕的负压下成型。

人造石的生产工艺和装置
技术领域
本发明涉及一种人造石的生产工艺和装置，特别是一种使用不饱和聚酯作粘结剂生产人造大理石或人造花岗岩的工艺和装置。
背景技术
人造石是以碎石料、粘结剂和其他助剂为原料，在铸模里经凝固而成型的一种人造建筑装饰材料，由于具有废物利用，加工使用方便，成本低等优点而得到广泛应用。粘结材料可使用无机类的水泥，或有机类的合成树脂，尤其是后者，按配比的各种原料经混合后，在铸模中树脂原料发生化学反应而固化，从而将碎石、石粉等骨料粘结成块，制成一整大块的荒料，再经切锯、磨光等后加工，而获得具有不同花纹或颜色的人造大理石或花岗岩的石材，其质地坚硬，耐腐蚀、外观豪华、色彩丰富、光彩鲜艳、可代替天然石材而成为一种新型建材。因采用的树脂种类和组份的不同，而存在许多不同的配方，人造石的品种和牌号也是各有不同的。在树脂固化过程中，析出水等低分子物，人造石的体积会收缩，表面起皱纹，或成品当中有疏孔，导致整体强度降低，外观不平整；也有的脱模困难。因而，加工工艺和设备的改进，成为人造石生产的重要课题。
中国专利申请98125703.8“一种人造大理石及其制造工艺”，公开了一种工艺，它以石粉，不饱和树脂、促进剂、硬化剂，色粉，及氢氧化铝粉为原料，石粉与树脂的重量比为8∶2，将铸粉灌注于模具中，用Al(OH)₃粉拉花，于60℃～80℃下干燥，脱模后用色粉喷涂于产品表面，最后打磨上腊(公开号CN1256256A)。而申请号93108704.x“制造人造大理石的方法”，所公开的是一种固化树脂组合物，所包括的组分有A.一种可游离基聚合单体，B.可溶于单体(A)的热塑性树脂，C.环氧树脂，D.多官能羰酸化合物，E.无机填料，组分相当复杂，据称是为克服固化中体积收缩的问题(公开号1083797A)。还有制造彩色人造石的，见之于申请号03109409.0“彩色人造石的制造配方及生产工艺”，它是用树脂，彩色石粉、天然石粉，填料、促进剂、助剂等为原料，树脂用量在10％～20％，首先将天然石粒或石粉，经着色处理，然后与树脂、石料等原材料混合，粘结成彩色人造石半成品，再经打磨、抛光制成板材(公开号CN1443722A)。
上述文献仅公开了人造石的配方及简单的工艺方法，对于如何解决铸模过程中要求混合均匀、紧密、无收缩等，没有提及；也没有设计出适当的设备以保证产品结构紧密、防止出现内部结构疏松的现象。
发明内容
本发明的目的在于避免上述现有技术的不足，而提供一种能解决固化成型过程中所致成品结构缺陷的人造石生产的工艺及其设备。
本发明的目的可通过如下的措施来达到：
一种人造石的生产工艺和装置，由碎石料，合成树脂原料及助剂，按配比配料，经物料输送带，传送到搅拌机里进行混合，然后注入铸模里，经压铸、凝固、树脂固化而成型，所得人造石荒料，再经含切锯、磨光的后加工工序，其中
1.在压铸过程中，铸模处在真空状态下，用千斤顶对铸料料面进行前后左右多点的局部压缩；同时用振动器对料面进行多点振动，经10～15分钟的振动和压缩后，在常温常压下自然凝固12～24小时，脱模得到人造石荒料；
2.该铸模在第一真空室里，从所述的搅拌机往里面注入按配比的物料，再移至第二真空室里，将一个可升降的压头置于铸模的料面上，由液压马达驱动系统带动的3台振动器，分别对压头实施多点振动，振动器的转速不少于4500转/分钟，以压平铸料；与此同时，由压缩空气所驱动的气压千斤顶，以0.8兆帕至1.2兆帕的压强对振动中的压头面上相应区域至少6点进行压迫、摆动，经振动和压缩后，铸模移出第二真空室而自然凝固。
在上述原料配比中，碎石料包括至少4种粒度从20目至80目的碎石，和100目至800目的石粉；合成树脂采用不饱和聚酯树脂，助剂包括引发剂、促进剂、钛白粉和色粉，它们各自的重量百分比为：
碎石料∶树脂和助剂＝(90～95.5)∶(4.5～10)，总量100；
树脂∶引发剂∶促进剂∶钛白粉∶色粉＝(90～95)∶(1.2～3.0)∶(0.2～0.3)∶(3～6)∶(0.3～0.7)总量100；
 碎石∶石粉＝(55～80)∶(20～45)    总量100；
 在碎石中，20目，40目，60目和80目的碎石，等量配比。
上述的搅拌机，设置有密封仓盖，可升降的下料口，和两组可正转和反转的螺旋桨；第一真空室、第二真空室、和两室之间均设置有密封门；关上密封仓盖和第一密封室的前密封门和中间密封门，搅拌器在0.090兆帕～0.095兆帕的负压下搅拌和卸料。然后铸模移入第二真空室里，关上第二真空室的后密封门和中间密封门，在0.090兆帕～0.095兆帕的负压下，由振动器经过压头对铸料进行振动，以及由千斤顶经压头前后摆动挤压各2分钟，左右摆动挤压各2分钟，上下摆动挤压各4分钟的挤压，使铸料均匀地混合，移出第二真空室自然凝固12小时～24小时。而各密封门分别由升降油缸来操纵。铸模里的铸料，在第二真空室里，在0.090兆帕～0.095兆帕的负压下成型。
本发明的生产工艺和装置，具有如下的优点：
1.成型过程中边振动边挤压，铸料混合充分，接触紧密，大为提高产品的结构强度、外观平整，质量稳定，天然感高。
2.搅拌机地结构设计，使搅拌均匀，物料混合状态好，利于提高产品质量。
3.在真空下成型，使树脂原料发生反应所生成的水份气泡排走，避免产品内部结构疏松。
4.碎石料与树脂之间的粘合充分均匀，导致节省树脂，其用量由一般的20％降至(4.5～10)％；可自然凝固，不用加热反应。
5.利用废料，成本低廉，减少环境污染，产品美观耐用。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步叙述。
附图说明
图1是本发明装置的主要设备布置示意图，图2是该装置的辅助设备的流程示意图。图中，1是物料输送带、2是料桶，3是密封料斗仓，31是密封仓盖，4是搅拌机，5、5’是搅拌螺旋桨，51是下料口，6是铸模、7-1、7-2是运料车、8是第一真空室、9是第二真空室、81是升降油缸、82是前密封门、90是外箱体、91是升降油缸，92是后密封门、92’是中间密封门，93是密封胶条，10是压头，101是压头升降控制装置、102是橡胶连接器，103是压头提升固定架，11-1、11-2、11-3是振动器，110是减震装置，12-1、12-2、12-3、12-4、12-5、12-6是气压千斤顶，13是压缩空气储气罐，14是空气压缩机，15-1、15-2是液压马达，16-1、16-2、16-3是液压泵的气缸部件，17-1、17-2、17-3是真空机，171是真空控制系统，18、18-1、18-2、18-3为荒料。
具体实施方式
如附图所示，按配比混合的碎石料，经物料输送带输送到搅拌机4之上，树脂置入料桶2。在成型车间设置有相连的第一真空室8和第二真空室9，搅拌机4位于第一真空8的顶面，其上有密封料斗仓3，及其密封仓盖31。用运料车7-1将铸模6运送到第一真空室8内，置于搅拌机的下料口51之下。打开仓盖，碎石料注入搅拌机4，树脂及助剂从料桶2亦注入其中，盖上密封仓盖31，通过升降油缸81关闭前密封门82，和中间密封门92’，启动真空系统，该系统由3台真空机17-1、17-2、17-3和真空控制系统171组成，可对两个真空室抽真空。抽真空至少至0.090兆帕的负压后，启动搅拌机4，其搅拌螺旋桨5、5’，正转工作5～15分钟，再反转8～18分钟，使原料充分混合，下料口51自动打开，将铸料注入铸模6内，并刷平。卸去第一真空室的真空。
打开中间密封门92’，运料车7-1将铸模6及其内的铸料运送到第二真空室9内，停放于固定位置，然后，运料车退回第一真空室8内。关闭中间密封门92’和后密封门92。
压头10置于压头提升固定架103上，可藉千斤顶下降至铸模内以压平铸料。启动液压振动系统和空气压缩系统，前者包括3台液压泵，(图中以泵的部件气缸16-1、16-2、16-3表示)，和两台液压马达15-1、15-2，以及3台振动器11-1、11-2、11-3，由液压泵提供油压力经输油管传到液压马达，使其运转，再由皮带带动振动器振动，振动器转速不小于4500转/分钟，产生振动力，经压头10将碎石料压平。与此同时，包括空气压缩机14，储气罐13和气压千斤顶12-1、12-2、12-3、12-4、12-5、12-6的后者(空气压缩系统)，以0.8兆帕至1.2兆帕压强对压头10进行挤压，由6个气压千斤顶进行前后摆动挤压各2分钟，左右摆动挤压各2分钟，上下摆动挤压各4分钟。经过10～15分钟的振动和挤压后，使铸料成型为一块矩形荒料。然后关闭真空系统，打开后密封门92，用送料车7-2将铸模运出第二真空室9外，自然凝固12～24小时，脱模，吊出人造大理石或人造花岗岩的荒料18。
上述原料配比，包括碎石料、196#不饱和聚酯树脂，和引发剂、促进剂、钛白粉、色粉等助剂，其重量百分比为：
碎石料∶树脂和助剂＝(90-95.5)∶(4.5-10)    总量100；
树脂∶引发剂∶促进剂∶钛白粉∶色粉＝(90-95)∶(1.2-3.0)∶(0.2-0.3)∶(3-6)∶(0.3-0.7)  总量100；
碎石∶石粉＝(55-80)∶(20-45)  总量100；
碎石以20目，40目，60目和80目的碎石等量配比；石粉粒度从100目至800目不等。
以下是几个配比的具体实施例：
例1：人造鹅卵石
碎石  4200Kg
石粉  3600Kg，含20目、40目、60目、80目、100目、325目、800目不等
不饱和聚酯      400Kg
引发剂          5.5Kg
钛白粉          20Kg          制得荒料重约8200Kg
例2：人造白底石
碎石4000Kg、白色、大小由2cm至12cm不等；
石粉            3800Kg
不饱和聚脂      400Kg
引发剂          5Kg
钛白粉          10Kg
例3：人造云石
碎石            6500Kg、大小从1.8cm至12cm不等；
石粉            325目600Kg  0～0.6目250Kg  0.6～1.8目450Kg
不饱和聚酯      340Kg，引发剂5Kg，钛白粉20Kg。