专利名称：纯无机仿天然人造洞石大理石荒料的制造工艺及装置的制作方法
技术领域：
本发明属于化工与新材料领域，具体是涉及一种纯无机仿天然人造洞石大理石荒料的制造工艺及装置。
背景技术：
洞石是一类经济价值很高的天然大理石，其构造特点是含有很多不规则的空洞， 既具有装饰作用，又具有吸声作用，因而常用作高档建筑的内墙装饰。但由于天然资源的限制，大块的天然洞石荒料已接近枯竭。因此，人们开始试图人工制造仿天然洞石的人造洞石大理石。目前，生产与使用的仿洞石人造大理石主要为有机人造洞石。一般以岩石粉和一些无机化工原料为骨料，以合成树脂为胶结材料，经搅拌、铺装、抽真空、凝固、(切割、抛光) 等工序制成。其特点是表面光滑、纹理模拟较逼真、色彩较丰富。但这种人造洞石存在表面硬度低，抗刻划性能弱，耐热性差、耐老化性差等缺点。尤其是当长期使用后，板材容易发生变形、褪色；遇火时板材会燃烧或焦化；当室温较高时，会挥发出对人体有害的化学物质，对室内空气造成污染。
发明内容
为了克服有机人造洞石的不足，本发明的目的在于提供一种制造纯无机仿天然人造洞石大理石荒料的制造工艺及装置。本发明的技术方案是，纯无机仿天然人造洞石大理石荒料的制造工艺，步骤如下
(1)选择与拟仿制品种相近似的岩石，进行破碎、粉磨、筛分，储存于于石粉料仓1；
(2)将白水泥或彩色水泥2干燥储存，备用；
(3)将可溶性铝盐加水溶解，制备成铝盐溶液3；
(4)将固体颜料粉与增粘剂混合，制成调色料4，备用；
(5)将石粉、白水泥或彩色水泥、调色料分别由石粉料仓1、水泥料仓2和调色料斗3加入到搅拌机5中，然后加入铝盐溶液，搅拌保证物料呈小球状；
(6)将搅拌好的物料，经过布料机6，均勻卸入压力模具7中，并加盖活动上承压板8；
(7)将压力模具7移入压力机9，加压使模具内的物料颗粒紧密接触，颗粒之间的空隙发生变形；
(8)泄压后移出压力模具，在5°C 45°C下保持12 36h，打开压力模具，取出坯体10经养护、码放、修整，即得到仿天然无机人造大理石荒料。前面所述的制造工艺，优选的方案是，步骤(4)所述增粘剂为水玻璃、膨润土、凹凸棒石粘土或海泡石粘土。前面所述的制造工艺，优选的方案是，步骤(4)固体颜料粉与增粘剂按10 :Γ1 10 的质量比例混合(优选8 :3 2 5的比例)。
前面所述的制造工艺，优选的方案是，步骤(5)配制主料时，按石粉用量为3(Γ80 份、白水泥或彩色水泥2(Γ70份、调色料0. 0Γ3. 00份(优选石粉用量为5(Γ70份、白水泥或彩色水泥3(Γ50份、调色料0. 05^2. 00份)，铝盐溶液3的质量浓度为0. 5% 5%，(优选的质量浓度为19Γ3%)，铝盐溶液用量占干物料重量的159Γ60% (优选铝盐溶液用量占干物料重量的309Γ40%)，均为重量份，(优选搅拌时间5飞Omin)
前面所述的制造工艺，优选的方案是，拟仿制洞石大理石为带有纹理的洞石大理石品种，这时使用双斗布料机，其中一个料斗铺装主料，另一料斗用于淋撒彩色水泥色浆。前面所述的制造工艺，优选的方案是，彩色水泥色浆的配比为白色水泥占65 75 份，石粉占25 35份，无机颜料占0. 0Γ5份，增粘剂占2飞份(优选白色水泥占68 70份，石粉占28 30份，无机颜料占0. Γ3份，增粘剂占3、份)，用水调和，水占干料总重的309Γ60% (优选40% 50%)，均为重量份。前面所述的制造工艺，优选的方案是，步骤(7)所述加压为在2mirT5min内加压至 0. 15MPa 1. OMPa (优选在 3mirT4min 内加压至 0. 25MPa 0. 5MPa)。前面所述的制造工艺，优选的方案是，步骤(8)所述的养护、码放、修整，是将坯体 10移至养护池或养护室11中，在温度5°C 45°C和相对湿度30% 95%的条件下养护7 14 天，然后移至堆场12自然码放，当坯体抗压强度达到0. 3MPa^lOMPa时，用修边设备13进行表面修整。前面所述的制造工艺，优选的方案是，所述可溶性铝盐为硫酸铝或氯化铝。前面所述的制造工艺，优选的方案是，所述无机颜料为无机矿物颜料或无机合成颜料，如白色——钛白粉、立德粉等；黑色——炭黑、铁铬黑、铜铬黑、钛黑、钴黑等；红色——氧化铁红、镉红、硒铬红、钼铬红等；黄色——铁黄、镉黄、钛黄、钛铬黄、钛钼黄等；绿色——氧化铬绿、铅铬绿、铬铁绿等；蓝色——铁蓝、钴蓝等。本发明还提供了实现纯无机仿天然人造洞石大理石荒料的制造工艺的装置，主要包括依次相连的搅拌机、布料机、压力模具和压力机，所述搅拌机还与料仓相连接。该工艺系选用天然岩石或大理石开采和加工过程中产生的下脚料为基础原料，白色水泥或彩色水泥为胶结材料，外加少量无机矿物颜料及无机化工原料，经配料、搅拌、布料装模、加压、养护、修整等工序制成，工序简单易操作。该专利的技术优势还体现在
1.全部采用无机原料，不含任何有机成分的胶黏剂或外加剂。2.颜色调整全部采用无机颜料，如白色——钛白粉、立德粉等；黑色——炭黑、 铁铬黑、铜铬黑、钛黑、钴黑等；红色——氧化铁红、镉红、硒铬红、钼铬红等；黄色——铁黄、 镉黄、钛黄、钛铬黄、钛钼黄等；绿色——氧化铬绿、铅铬绿、铬铁绿等；蓝色——铁蓝、钴蓝寸。3.用无机可溶铝盐作外加剂，可利用其水解后所生成的Al (OH) 3胶体填充毛细孔隙，以提高石材的光泽度。4.采用常规的目测、物理和化学检测方法，难以将其与天然洞石区别开来。
图1是某具体实施方式
的工艺流程图(含装置)，其中，1——石粉；2——水泥；3——铝盐溶液；4——调色料；5——搅拌机；6——布料机；7——模具；8——活动上承压板；9——压力机；10——坯体(10-①锁模销子)；11——养护室；12——堆场；13——修整机；14——成品。
具体实施例方式下面通过实施例和附图详细说明本发明的技术方案，但保护范围不被此限制。本发明实现纯无机仿天然人造洞石大理石荒料的制造工艺的装置，主要包括依次相连的搅拌机5、布料机6、压力模具7和压力机9，所述搅拌机还与料仓相连接。本发明纯无机仿天然人造洞石大理石荒料的制造工艺，一般步骤如下
(1)选择与拟仿制品种相近似的岩石，进行破碎、粉磨、筛分，储存于于石粉料仓1(根据拟模仿的石材品种的晶粒大小、质地质感、颜色及色泽等情况，选择与拟仿制品种相近似的岩石粉，如仿白色洞石可选择白色大理石粉、仿黑色洞石可选择黑色玄武岩粉等。一般情况下，最好选用与拟模仿洞石品种的原矿碎粒进行加工而成，加工细度一般为10(Γ325目);
(2)将白水泥或彩色水泥2干燥储存，备用；
(3)将可溶性铝盐加水溶解，制备成铝盐溶液3；
(4)将固体颜料粉与增粘剂混合，制成调色料4，备用；
(5)将石粉、白水泥或彩色水泥、调色料分别由石粉料仓1、水泥料仓2和调色料斗3加入到搅拌机5中，然后加入铝盐溶液，搅拌保证物料呈小球状(制作洞石大理石荒料的关键技术之一是在搅拌过程中，随着加入量的增加，物料先呈松散状，然后过渡到大球状，再过渡到小球状，再过渡到泥饼状，最后呈泥浆状。为保证所制造的洞石大理石荒料中含有大量的孔洞，必须保证物料呈小球状)；
(6)将搅拌好的物料，经过布料机6，均勻卸入压力模具7中，并加盖活动上承压板8；
(7)将压力模具7移入压力机9，加压(在压强0.15MPa 1. OMPa范围内加压anirT5min， 但该条件为优选)使模具内的物料颗粒紧密接触，颗粒之间的空隙发生变形；
(8)卸压后移出压力模具，在5°C 45°C下保持12 36h，打开压力模具，取出坯体10经养护、码放、修整(具体是指，将坯体10移至养护池或养护室11中，在温度5°C 45°C和相对湿度309Γ95%的条件下养护疒14天，然后移至堆场12自然码放。当坯体抗压强度达到 0. 3MPa^lOMPa时，用修边设备13进行表面修整，该条件为优选)，即得到仿天然无机人造大理石荒料。若需仿制带有纹理的洞石大理石品种，可使用双斗布料机，其中一个料斗铺装主料，另一料斗淋撒彩色水泥色浆。色浆的配比一般为白色水泥占65 75份，石粉占25 35份， 无机颜料占0. 0Γ5份，增粘剂占2 5份(优选白色水泥占68 70份，石粉占观 30份，无机颜料占0. Γ3份，增粘剂占3 4份)，用水调和，水占干料总重的30% 60% (优选40% 50%)， 均为重量份。实施例典型洞石大理石品种的配方如下表
权利要求
1.纯无机仿天然人造洞石大理石荒料的制造工艺，其特征是，步骤如下(1)选择与拟仿制品种相近似的岩石，进行破碎、粉磨、筛分，储存于于石粉料仓1；(2)将白水泥或彩色水泥2干燥储存，备用；(3)将可溶性铝盐加水溶解，制备成铝盐溶液3；(4)将固体无机颜料粉与增粘剂混合，制成调色料4，备用；(5)配制主料将石粉、白水泥或彩色水泥、调色料分别由石粉料仓1、水泥料仓2和调色料斗3加入到搅拌机5中，然后加入铝盐溶液，搅拌保证物料呈小球状；(6)将搅拌好的物料，经过布料机6，均勻卸入压力模具7中，并加盖活动上承压板8；(7)将压力模具7移入压力机9，加压使模具内的物料颗粒紧密接触，颗粒之间的空隙发生变形；(8)卸压后移出压力模具，在5°C 45°C下保持12 36h，打开压力模具，取出坯体10经养护、码放、修整，即得到仿天然无机人造大理石荒料。
2.根据权利要求1所述的制造工艺，其特征是，步骤(4)所述增粘剂为水玻璃、膨润土、 凹凸棒石粘土或海泡石粘土。
3.根据权利要求1所述的制造工艺，其特征是，步骤(4)固体无机颜料粉与增粘剂按 10 :Γ 10的比例混合(优选8 :3 2 5的比例)。
4.根据权利要求1所述的制造工艺，其特征是，步骤(5)配制主料时，按石粉用量为 30^80份、白水泥或彩色水泥2(Γ70份、调色料0. 0Γ3. 00份(优选石粉用量为5(Γ70份、白水泥或彩色水泥3(Γ50份、调色料0. 05^2. 00份)，铝盐溶液3的质量浓度为0. 5% 5%，(优选的质量浓度为19Γ3%)，铝盐溶液用量占干物料重量的159Γ60% (优选铝盐溶液用量占干物料重量的309Γ40%)，均为重量份，(优选搅拌时间5飞Omin)。
5.根据权利要求1所述的制造工艺，其特征是，拟仿制洞石大理石为带有纹理的洞石大理石品种，这时使用双斗布料机，其中一个料斗铺装主料，另一料斗淋撒彩色水泥色浆。
6.根据权利要求5所述的制造工艺，其特征是，彩色水泥色浆的配比为白色水泥占 65 75份，石粉占25 35份，无机颜料占0. O广5份，增粘剂占2飞份(优选白色水泥占68 70 份，石粉占28 30份，无机颜料占0. Γ3份，增粘剂占3、份)，用水调和，水占干料总重的 30% 60% (优选40% 50%)，均为重量份。
7.根据权利要求1所述的制造工艺，其特征是，步骤(7)所述加压为在2mirT5min内加压至 0. 15MPa 1. OMPa (优选在 3mirT4min 内加压至 0. 25MPa 0. 5MPa)。
8.根据权利要求1所述的制造工艺，其特征是，步骤(8)所述的养护、码放、修整，是将坯体10移至养护池或养护室11中，在温度5°C 45°C和相对湿度309Γ95%的条件下养护 7^14天，然后移至堆场12自然码放，当坯体抗压强度达到0. 3MPa^lOMPa时，用修边设备13 进行表面修整。
9.根据权利要求1-7任一所述的制造工艺，其特征是，所述可溶性铝盐为硫酸铝或氯化铝。
10.实现权利要求1-7任一所述制造工艺的装置，其特征是，主要包括依次相连的搅拌机5、布料机6、压力模具7和压力机9，所述搅拌机还与料仓相连接。
全文摘要
本发明提供了一种制造纯无机仿天然人造洞石大理石荒料的制造工艺及装置。系用精选的天然矿物原料、无机矿物颜料及少量无机化工原料为主要材料，白色水泥为胶黏剂，经配料、干混、湿混、装模、振动、加压、养护、修整等工序制成。其产品特点是在化学成分、结构构造、表观密度、强度、孔隙率、外观、耐久性等各种性能上，与高档天然大理石难以辨别，不分伯仲。
文档编号C04B28/04GK102351486SQ201110199028
公开日2012年2月15日 申请日期2011年7月17日 优先权日2011年7月17日
发明者周明, 宋远明, 徐惠忠, 王根望, 王波, 石彦萍, 郝志江 申请人:烟台大学