CN114096497A - 包含合成硅酸盐颗粒的人造石 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及包含SiO2、Al2O3和Na2O的混合物的合成硅酸盐颗粒，其可以通过烧结获得；涉及其在制造人造石材料中的用途以及其所产生的人造石材料。
Description
技术领域
本发明涉及由人造石制成的用于建造、装饰和建筑的材料以及其制造和加工。特别地，本发明落入人造石制品的技术领域，该人造石制品由以下组成：选自石头、石头状或陶瓷材料的无机填料和由包括真空振动压实和未硬化附聚混合物的硬化过程制造的硬化有机树脂。
背景技术
模拟天然石材的人造石制品也称为工程石制品，常见于建造、装饰、建筑和设计领域。现如今，已经很好地建立起在工业规模上制造人造石制品的方法。
最受欢迎的人造石材料中的一种，其具有受高度赞赏的美学、硬度和耐染色和耐磨性，是所谓的人造石英表面。该材料广泛应用于工作台面、室外装饰(cladding)、地面、水槽和卫浴盆，仅举几个例子。该材料通常称为人造石，并且其应用与石材(例如大理石或花岗石)的应用一致。该材料可以制造成类似于天然石材的颜色和图案，或者该材料还可以具有完全人造表面，例如鲜红色或***。该材料组成基础和目前用于其制造的技术追溯到20世纪70年代末，由意大利公司Breton SpA开发，如今该材料在这一领域以名字
商业闻名。该材料的一般概念描述于，例如，专利公开US4204820。在生产过程中，具有不同粒径的石英和/或方英石颗粒首先与可硬化的粘合剂混合，通常是液态有机树脂。所产生的混合物在临时模具上均质化和分散，然后其中通过在真空下振动压实对混合物进行压实，随后进行硬化。
另一种人造材料是广为人知的“固体表面”。对于这一不明确的术语，该行业是指ATH(三水合氧化铝，铝土矿)作为主要填料的硬化(主要是丙烯酸)有机树脂建造材料。通过铸塑液态丙烯酸树脂和ATH可流动混合物，可选地一起振动以移除气泡，然后加热硬化混合物来产生这类产品。由于需要足够的流动性以促进浇铸和排气，液态树脂的含量通常不低于未固化混合物的20％。与石英表面相比，固体表面具有较低的硬度和耐磨性，当尝试模拟天然石材的外观时表现较差(用户将其与塑性组合物关联起来，而不是天然石材)。
已经提出石材颗粒填料和粘合剂的其他组合，具有不同的商业成功。因此，例如，大理石和花岗石已经尝试作为用于与有机树脂一起作为聚集体颗粒，但是，其导致材料在用作建造材料时比石英表面具有显著较低的性能以及关于其外观高度有限的可能性。大量其他矿物和非矿物颗粒填料大多数描述于专利文献中，例如，众多中的再生玻璃、玻璃熔块(glass frit)、玻璃珠、长石、斑岩、无定型二氧化硅、陶瓷、白云石、玄武岩、碳酸盐、金属硅、飞灰、贝壳、金刚砂、碳化硅等。另一方面，无机粘合剂(例如水凝水泥)已经取代商业人造石中的有机树脂用于建筑应用。
石英和方英石是自然界中最常见的两种结晶形式的二氧化硅(SiO2)，方英石明显更少见。石英存在于所有形式的岩石，火成岩、变质岩和沉积岩。方英石是高温结晶多晶型的二氧化硅，在自然界中是火山活动的结果，或人工地通过在回转窑中高温下石英的催化转化产生。石英和方英石两者都具有高熔点、高硬度，其是半透明或透明的，对于化学腐蚀相对惰性。这些性质与其丰度(abundance)和可利用性一起构成了其作为石英表面颗粒填料的极其有用性。由于方英石出色的白度，还用于那些材料。石英/方英石在那些材料中的含量通常范围为50-95wt％，其余为其他无机填料和硬化有机树脂。
如上所述，石英和方英石具有一些特征，使其在耐用的建造/装饰表面制造应用是理想的填料，例如高丰度和可利用性、硬度、透明度、白度和化学惰性。然而，石英和方英石具有至少一个非常严重的缺陷。在含有石英或方英石的人造石制造过程中或当机械加工这种聚集体材料时所产生的可吸入性结晶二氧化硅粉尘的细粒级分对工人或制造者具有严重的职业健康危险。长时间的或重复的吸入这种结晶二氧化硅粉尘的小粒径级分与尘肺病(硅肺病)、肺癌和其他严重疾病有关。为了避免这种危害，有可能暴露于高水平的结晶二氧化硅粉尘的可吸入级分的工人需要佩戴个人防护装备(例如，具有颗粒过滤器的防毒面具)，以在通风进行有效空气更新下工作，并且使用对抗粉尘的来源的措施(例如，具有水源或除尘的加工工具)。
为解决来自原料方面的这一缺点，天然材料(例如长石)可以在石英表面用于替代石英和/或方英石。实际上，长石已经被描述用作在这一类型产品中合适的填料，例如在EP2011632A2中示例1或2。然而，天然原料的问题在于其特性的可变性，例如，颜色、组分、透明度等。长石和其他天然矿物还经常伴随着大量的石英。
如在EP 2409959 A1中，尽管没有给出陶瓷材料的类型或其优点的细节，有时提到陶瓷作为人造石聚集体中的可能填料。玻璃颗粒和玻璃珠经常描述为合适的无机颗粒填料，例如在EP 1638759 A1中。尽管玻璃颗粒具有一些有趣的特性，从而作为填料，例如其透明性或在其结构中不存在结晶二氧化硅时，其生产成本相对过高，限制了其用途。用碎玻璃(从工业或城市玻璃废料中回收的玻璃颗粒)替代新玻璃，例如在US 5364672 A中所描述的，不是令人满意的更经济的选择，因为其可变性和在这种回收材料中几乎不可避免地存在繁琐(cumbersome)的污染物。
过去建议使用玻璃熔块作为无机颗粒填料，例如在WO2018189663A1。尽管这一引用没有充分描述如何可以生产熔块，这些材料通常由石英作为主要原料(作为其他玻璃)制成，需要全部进行熔化以减少结晶二氧化硅含量。这种彻底的无定形化需要在1400℃-1700℃左右的高温和长的窑炉停留时间(几个小时)，伴随着高能量成本。除了难以制造和成本过高，从WO2018189663A1的公开内容看，不清楚熔块颗粒的性质和视觉外观是否接近石英或方英石颗粒的性质和外观，以及可能获得的聚集体产品是否遵循高审美性和这类聚集体材料的机械需求。而且，在熔块材料的生产中，使用冷水将足够低粘度的熔融的玻璃料流(glass stream)迅速进行淬火以维持玻璃体分子结构(以避免重结晶)，并进行研磨。在其可使用前，熔块颗粒需要在足够高温下进行干燥以移除大多数水分，这需要另外的能量输入，并最终研磨至所需要的粒径。
从这一背景下，很明显的是，仍然需要颗粒形式的成本可承受的替代合成材料，在人造石制品中用作填料，该替代合成材料具有以下优点的组合：
-其可以有由随时可利用的原料所产生，以及有竞争力的成本；
-其不会在处理或加工过程中产生令人担忧的水平的可吸入性结晶二氧化硅，
-其不会限制目前可用的石英聚集体制品的色度效果和色彩丰富度；
-其可与目前可用的石英聚集体制品的工业制造方法最小修改使用；
-与目前的石英聚集体制品相比，其不会损害聚集体制品在耐擦伤性、耐久性、耐污染性和耐化学性方面的性能。
发明内容
本发明是基于在广泛研究和实验后发明人的发现，即某些类型的合成硅酸盐颗粒(可以通过具体金属氧化物的化学组成来定义)可以在人造石制品或替代石英和/或方英石颗粒的材料中用作具有优异白度的填料。这些合成硅酸盐颗粒没有先前描述的替代石英和/或方英石的填料所观察到的缺点。
因此，在第一方面，本发明涉及合成硅酸盐颗粒，其包括：
52.50-59.80wt.％的SiO2，
33.50-41.10wt.％的Al2O3，和
0.30-3.10wt.％的Na2O，
基于合成硅酸盐颗粒的重量。
在第二方面，本发明涉及如第一方面所定义的硅酸盐颗粒在人造石材料的制造中的用途。
本发明的第三方面是指人造石材料，其包括无机填料和硬化粘合剂，其中无机填料包括如第一方面所定义的合成硅酸盐颗粒。
在第四方面，本发明涉及如第一方面所定义的合成硅酸盐颗粒在人造石材料中的用途，以减少对材料进行加工和/或机械化(即切割、测量、抛光等)时，结晶二氧化硅的排放。
在第五方面，本发明涉及制备如第三方面所定义的人造石材料的方法，包括：
a)混合可硬化的粘合剂和包含如第一方面所定义的合成硅酸盐颗粒的无机填料；
b)真空振动压实a)中所获得的混合物，和
c)硬化b)中所获得的压实混合物。
在第六方面，本发明涉及第五方面的方法，其中合成硅酸盐颗粒由烧结高岭土和助熔剂(flux)的混合物而获得，该助熔剂优选地选自长石、方解石和白云石或其混合物，并且其中高岭土与助熔剂的重量比优选地为95:5至75:25。
具体实施方式
根据本发明不同方面的合成硅酸盐颗粒具有优异的白度和一定程度的透明度的特征，当与树脂进行混合时，合成硅酸盐颗粒不会与高质量石英和/或方英石产生重大颜色偏差。而且，颗粒存在良好的均质性、高硬度、对于化学腐蚀的良好耐性、低孔隙率、低水平缺陷和具有低含量的结晶二氧化碳。而且，因为烧结温度低于典型的玻璃熔化温度，以及因为不需要干燥水分的步骤，合成硅酸盐颗粒可在低于玻璃或熔块替代物的低能量成本下进行生产。
在本申请中，术语“颗粒”通常是指单一单位(颗粒)。因此，该术语包括从微米级尺寸的极小粉末颗粒到毫米级尺寸的相对较大的材料颗粒的单位。该术语包括各种形状和尺寸的颗粒产品，包括晶粒颗粒、细粒、粉末或其组合。
而且，在本申请中术语“合成”用于表示该材料是由原料的人为转化获得的，例如，通过热处理或化学处理，转化成大量不同物质，通常自然界中不存在的，并且不能进行分离回到起始原料。特别地，本发明的合成硅酸盐颗粒优选地通过选定的原料的热处理获得，更优选地，合成硅酸盐颗粒是陶瓷颗粒。
颗粒的粒径，也称为颗粒直径(particle diameter)，可以通过使用不同筛孔尺寸的筛网进行已知的筛选分离来测量。本文所使用的术语“粒径”表示在合成硅酸盐颗粒中单一颗粒直径的范围。可以由颗粒滞留或通过具有已经测量的筛孔尺寸开口的校准筛网来测量粒径，其中颗粒将通过(因此小于)某个筛网或由某个筛网保留(因此大于)，该筛网的尺寸开口已经测量和得知。将粒径限定在某个尺寸范围之内，该尺寸范围由颗粒通过一个具有较大筛孔开口或“孔”的筛网和没有通过第二个具有较小筛孔开孔的筛网的能力进行确定。对于具有粒径<200微米的合成硅酸盐颗粒，颗粒样品的粒径分布可以通过使用商业设备(例如，配备有Hydro cell的Malvern Panalytical Mastersizer 3000)的激光衍射进行测量。对于该测量，颗粒样品可以在超声探针的辅助下分散在脱盐水中。激光衍射仪提供了颗粒分布曲线(颗粒体积与粒径的关系)和样品颗粒群的D10、D50和D90统计值(粒径值，其中10％、50％或90％样品颗粒群的粒径值分别低于该值)。
可以通过X射线荧光光谱分析(XRF)获得颗粒的组成，XRF是一种在矿物技术领域已经建立的技术。本文所指的颗粒的组成优选地对应于从至少3次重复测量含有大量颗粒(例如，1克颗粒)的样品组成计算得到的平均值。
技术人员很容易理解，当组合物或材料由其包含的组分的重量百分值限定时，这些值永远不能求和为大于100％的值。所述材料或组合物包含的所有组分的含量总计为组合物或材料重量的100％。
本发明不同方面的合成硅酸盐颗粒的特征在于，组合物包括根据以下重量百分比范围(基于合成硅酸盐颗粒的重量)的氧化物：
| 范围(wt.％) | |
| SiO<sub>2</sub> | 52.50–59.80 |
| Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 33.50–41.10 |
| Na<sub>2</sub>O | 0.30–3.10 |
需要理解的是，合成硅酸盐颗粒具有上表中的组合组成范围。
优选地，合成硅酸盐颗粒还包括56.90-59.80wt％的SiO2，基于合成硅酸盐颗粒的重量。
合成硅酸盐颗粒还优选地包括33.50–40.10wt.％的Al2O3，基于合成硅酸盐颗粒的重量。
合成硅酸盐颗粒还优选地包括0.90–3.10wt.％的Na2O，基于合成硅酸盐颗粒的重量。
在优选的实施例中，合成硅酸盐颗粒的特征在于，组合物包括根据以下重量百分比范围(基于颗粒的重量)的氧化物：
| 范围(wt.％) | |
| SiO<sub>2</sub> | 56.90–59.80 |
| Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 33.50–40.10 |
| Na<sub>2</sub>O | 0.90–3.10 |
合成硅酸盐颗粒的组合物中可能存在其他无机氧化物，以及一些有机物质或材料，其在XRF分析过程中在1050℃下，进行煅烧和解吸直至没有重量损失(称为“烧失量”或L.O.I)。
然而，颗粒中SiO2、Al2O3和Na2O的重量百分比总和优选地为基于颗粒的重量至少90wt.％或至少95wt.％。颗粒中SiO2、Al2O3和Na2O的重量百分比总和可在86.30-99.80wt％的范围内，优选地90.00-99.50wt.％或95.00–99.50wt.％，基于颗粒的重量。优选地，其余的是其他无机氧化物和其他物质的烧失量(L.O.I.)。
而且，优选地，L.O.I.低于4.00wt％，更优选地低于1.00wt.％，或低于0.50wt.％，基于颗粒的重量。在另一实施例中，L.O.I.的含量范围为0.01-1.00wt.％，或0.01-0.50wt.％，基于颗粒的重量。
合成硅酸盐颗粒可进一步包括组合物中的CaO，优选地，范围为0.10-6.90wt.％，或0.10-4.00wt.％，或0.10-2.00wt.％，基于颗粒的重量。
合成硅酸盐颗粒可进一步包括组合物中的MgO，优选地，范围为0.10–3.10wt.％，或0.10-2.00wt.％，或0.10-1.00wt.％，基于颗粒的重量。
合成硅酸盐颗粒可进一步包括组合物中的K2O，范围为0.00–2.00wt.％，或0.10–1.00wt.％，相对于颗粒的重量。
氧化铁，尤其是Fe2O3，可存在于颗粒的组合物中，然而，优选地，Fe2O3的平均浓度≤1.00wt.％，或更优选地≤0.60wt.％，基于颗粒的重量。在一个实施例中，氧化铁，尤其是Fe2O3，可存在于颗粒的组合物中，浓度为0.00-1.00wt.％，或更优选地0.00-0.60wt.％，基于颗粒的重量。在另一实施例中氧化铁，尤其是Fe2O3，可存在于颗粒的组合物中，浓度为0.10-1.00wt.％，或更优选地0.10-0.60wt.％，基于颗粒的重量。
二氧化碳(TiO2)也可存在于颗粒的组合物中。在这种情况下，颗粒中的TiO2平均浓度为≤0.50wt.％，优选地≤0.30wt.％，基于颗粒的重量。在一个实施例中，TiO2可存在于颗粒的组合物中，浓度为0.00–0.50wt.％，或更优选地0.00-0.30wt.％，基于颗粒的重量。在另一实施例中，TiO2可存在于颗粒的组合物中，浓度为0.10–0.50wt.％，或更优选地0.10-0.30wt.％，基于颗粒的重量。
Fe2O3和/或TiO2的浓度均可通过选择具有特别低水平的那些氧化物的原料来调节至这一低范围。
而且，在优选实施例中，合成硅酸盐颗粒的水含量为优选地<0.50wt.％，更优选地<0.10wt.％，基于颗粒的重量。已经发现，如果水含量较高，粘合剂的硬化(例如树脂的固化)和颗粒与粘合剂的粘附可能会受到不利影响。作为本发明中合成硅酸盐颗粒与玻璃熔块比较的其他优点，前者颗粒不需要干燥步骤以达到上述水含量的水平，而玻璃熔块则需要干燥步骤(通常通过将熔融玻璃倒进冷水中产生玻璃熔块)。
因此，在优选实施例中，合成硅酸盐颗粒可包括0.00-0.50wt.％的水，更优选地0.00-0.10wt.％的水，基于颗粒的重量。在另一实施例中，合成硅酸盐颗粒可包括0.01-0.50wt.％的水，更优选地0.01-0.10wt.％的水，基于颗粒的重量。
根据一个实施例，本发明中不同方面的合成硅酸盐颗粒的特征在于，组合物包括根据以下重量百分比范围(基于合成硅酸盐颗粒的重量)的氧化物：
| 范围(wt.％) | |
| SiO<sub>2</sub> | 52.50–59.80 |
| Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 33.50–41.10 |
| Na<sub>2</sub>O | 0.30–3.10 |
| CaO | 0.10–6.90 |
| MgO | 0.10–3.10 |
| K<sub>2</sub>O | 0.00–2.00 |
| Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 0.00–1.00 |
| TiO<sub>2</sub> | 0.00–0.50 |
在另一实施例中，合成硅酸盐颗粒包括根据以下重量百分比范围(基于合成硅酸盐颗粒的重量)的氧化物：
合成硅酸盐颗粒可包括结晶形式的二氧化硅(如石英或方英石)。然而，优选地，颗粒中结晶二氧化硅浓度为≤15wt.％，或≤10wt.％，或甚至≤8wt.％，基于颗粒的重量。在一个实施例中，颗粒中结晶二氧化硅浓度的范围为0-15wt.％，或0-10wt.％，或甚至0-8wt.％，基于颗粒的重量。在一个实施例中，颗粒中结晶二氧化硅浓度的范围为0.1-15wt.％，或0.5-10wt.％，或甚至1.0-8wt.％，基于颗粒的重量。优选地，颗粒中结晶二氧化硅浓度的范围为1.0-15.0wt.％，或3.0-15wt.％，或甚至3.0-10wt.％，基于颗粒的重量。合成硅酸盐颗粒中低结晶二氧化硅含量是合成硅酸盐颗粒生产的原料中低结晶含量和热处理过程中部分玻璃化的结果。
合成硅酸盐颗粒优选地不是熔块，意味着合成硅酸盐颗粒不是通过完全熔化/熔融并迅速冷却(淬火)的玻璃组合物而产生的。合成硅酸盐颗粒优选地由烧结材料制成，意味着合成硅酸盐颗粒是通过无机原料的烧结步骤所获得的。换言之，合成硅酸盐材料优选地不是完全，基本上不是完全无定形，并且颗粒中结晶相优选地>1wt.％，或范围为5–80wt.％，相对于颗粒的重量。合成硅酸盐材料优选地是陶瓷颗粒。
术语“陶瓷颗粒”是指由无机非金属化合物组成的，该无机非金属化合物是通过高温热处理(烧成、烧结)的方式巩固为固态并且通过结晶相和玻璃相的组合形成。
根据一些实施例，结晶相富铝红柱石(Al6Si2O13)的含量占合成硅酸盐颗粒的20–60wt.％或30–50wt.％。在优选实施例中，结晶相富铝红柱石(Al6Si2O13)的含量占合成硅酸盐颗粒的15–60wt.％或20–50wt.％。合成硅酸盐颗粒中结晶二氧化硅和富铝红柱石的含量可通过使用定量Rietveld方法(广泛应用于该领域的技术)的粉末X射线衍射分析(XRD)进行确定。
根据本发明中任一方面的合成硅酸盐颗粒中结晶相的总含量优选地为≥颗粒重量的5wt.％，或≥10wt.％或甚至≥20wt.％，还优选地≤颗粒重量的80wt.％，或≤70wt.％，其余为无定形相。在本发明优选实施例中，根据本发明任一方面的合成硅酸盐颗粒的结晶相含量优选为颗粒重量的5–80wt.％，或10–80wt.％，20–80wt.％，或甚至20–70wt.％。在一个实施例中，结晶相富铝红柱石占合成硅酸盐颗粒重量的20-60wt.％，或30-50wt.％。优选的是，结晶相富铝红柱石占合成硅酸盐颗粒重量的15-60wt.％，或20-50wt.％。
优选的是，根据本发明方面的合成硅酸盐颗粒可能具有2.0-0.063mm范围内的粒径(晶粒)，或者它可能低于63微米(微粉)。在晶粒的情况下，粒径可能在1.2-0.1mm之间，或0.7-0.3mm，或0.4-0.1mm，或0.3-0.063mm。在微粉的情况下，粉末可能具有D90<50微米的粒径分布，优选地<40微米，更优选地D90可能在10-40微米之间。可选地，在本发明的人造制品中包括不同级分的合成硅酸盐颗粒，具有不同的粒径分布。
在本发明的任何方面，当包含在人造石制品中的合成硅酸盐颗粒的粒径≤0.4mm时是特别优选的。此外，在优选的实施例中，相对于人造石材料的重量，作为粒径≤0.063mm的微粉，合成硅酸盐颗粒的含量为10-40wt.％。
根据本发明的合成硅酸盐颗粒可以通过以下方法来制备，包括：
(a)制备包括高岭土和助熔剂的混合物，优选地其中高岭土和助熔剂的重量比为95:5至75:25；
(b)压实步骤(a)的混合物；和
(c)烧结步骤(b)的压实的混合物。
术语“助熔剂”的使用有其普遍接受的含义，即指无机氧化物的物质，其可以降低具有高岭土的混合物的熔融、烧结或软化温度。助熔剂优选地选自长石、方解石、白云石及其混合物
如本文所使用的，烧结应被理解为将无机混合物进行热处理(通常超过900℃)，通过它们的部分熔化和反应，但没有达到完全液化的程度，从起始材料中形成固体物质的过程。
烧结可以在温度为900-1450℃，优选地900-1300℃的炉子里进行。优选地，烧结温度不高于1450℃。
高岭土：助熔剂的重量比优选地选择在95:5-75:25之间。即以下公式适用：
高岭土优选地为白高岭土，一种高纯度的低铁高岭土，其为开采的天然的粘土，可从不同的供应商那里获得，尤其是例如Imerys、Sibelco等。高岭土优选地包括>80wt.％的高岭石(Al2Si2O5(OH)4)，其中Al2O3含量>30wt.％，Fe2O3为0-0.1wt.％，基于高岭土的重量。
高岭土是指含有矿物高岭石作为主要成分的粘土。优选地，高岭石是高岭土中唯一的塑性成分。高岭土可进一步含有其他杂质，例如石英、云母、磷酸盐、细小的粘土杂质，例如某些蒙皂石(smectite)粘土成分和各种其他种类，例如含有过渡元素的化合物。在特定实施例中，高岭土包括至少80wt％的高岭石，基于高岭土的重量。
助熔剂可以选自长石、方解石、白云石和/或其混合物。
助熔剂优选是长石。长石是含有钠、钾、钙或钡的铝硅酸盐。更优选地，长石是钠长石(sodium feldspar，albite)。长石优选地是高纯度的低铁钠长石，NaO含量>10wt.％，Fe2O3含量为0-0.1wt.％，石英含量低，优选地为0.1-10.0wt.％，基于长石材料的重量。这种类型的长石是从矿山中提取的，并由Sibelco或Imerys等公司进行商业化。
助熔剂可能是方解石。方解石(碳酸钙)可以这样使用，也可以以煅烧形式(氧化钙、生石灰)进行使用。碳酸钙和氧化钙都可以互换或同时作为钙源使用。优选地，方解石本身优选为高纯度方解石(主要由CaCO3组成的矿物)，CaO含量为50-56wt.％，Fe2O3含量<0.1wt.％。白云石优选地是指具有MgO含量为18-48wt.％和Fe2O3含量<0.1％的白云石(主要由CaMg(CO3)2形成的矿物)。
可选地，该助熔剂可能包括上述的钠长石和方解石的混合物。方解石的含量范围可能为1.0-50.0wt.％，或5.0-40.0wt.％，基于助熔剂的重量，而长石的含量范围可能为50.0-99.0wt.％，或60-95wt.％，基于助熔剂的重量。
优选地，合成硅酸盐颗粒的生产方法不涉及任何将温度提高到1450℃以上超过5分钟或任何延长的时间的步骤。
混合物优选地以粒状形式(例如球状、颗粒状、团状、压块状等)进入烧结炉，任何维度的最大尺寸为≤10mm，优选地为≤5mm，甚至更优选≤4.5mm。颗粒状形式在任何维度上的最小尺寸优选为≥0.045mm，更优选为≥0.060mm。
优选地，在混合和压实之前，高岭土和助熔剂(例如长石、方解石、白云石)都要事先研磨，并选择其粒径为<150微米，或优选地<100微米，优选地>1微米。小尺寸的原材料转化为更均匀的混合和更有效的烧结，这意味着产生烧结混合物所需的能量更少，所获得的合成硅酸盐颗粒的缺陷、夹杂物或不均匀性更少。
高岭土和助熔剂优选在进入烧结炉之前进行混合、均质化和压实。
高岭土和助熔剂的混合物，包括可选的添加剂，可以通过本领域中已知的不同技术进行压实。例如，压实可以通过轴向压机(press)或连续带式压机，通过挤压或通过造粒机实现。
可选地，可在待烧结的混合物中加入已知的聚集添加剂，例如羧甲基纤维素(CMC)、水、膨润土和/或聚乙烯醇，它们的加入可以促进混合和随后的压实。聚集添加剂优选少量使用，优选地0-5wt.％，基于待烧结的混合物的重量。
在优选实施例中，高岭土和助熔剂占待烧结混合物的超过85％，或>90％，或>95％。
优选地，将包含高岭土、助熔剂和可选成分的待烧结混合物通过陶瓷造粒机(例如陶瓷工业中用于粘土混合物造粒的造粒机)造粒，在将其引入烧结炉之前将其制成圆形或球形的颗粒。
被引入烧结炉的颗粒的密度范围优选为1.0-1.5g/cm3。混合物的有限颗粒尺寸有利于热量传递到混合物的大部分，有利于更均匀和有效的烧结，减少所需的温度和混合物在炉中的停留时间。压实混合物的颗粒状形式的另一个优点是，烧结前的尺寸和形状可以根据用于人造石中所需烧结的合成硅酸盐颗粒的尺寸和形状来选择。
待烧结的混合物(包括高岭土和助熔剂以及可选的成分)，优选地为颗粒形式，被引入到加热炉中，以实现其煅烧、烧结，并最终将原材料转化为混合结晶和非结晶特征的单一物质。热处理优选地在温度<1450℃下进行，或者换句话说，优选为合成硅酸盐颗粒的制造不涉及任何将温度提高到1450℃以上超过5分钟或延长时间的步骤。根据引入炉内的压实混合物的尺寸和形状，烧结温度可在900-1450℃之间，优选为5-60分钟，更优选为5-30分钟。与需要完全熔化材料的玻璃陶瓷生产相比，合成硅酸盐颗粒可以在较低的温度和/或减少在炉中停留时间的情况下生产，这在经济上是非常有利的。此外，在高温下，例如1450℃以上的温度，方英石可能开始从存在于混合物中的SiO2中结晶，增加结晶二氧化硅的总含量。
用于烧结混合物的炉子可以是本领域中用于烧成或煅烧陶瓷材料的任何炉子，例如回转窑或隧道窑、传送炉、流化床炉、用于烧成陶瓷珠子的炉子、垂直炉或倒置炉子(bottom-up furnaces)等。这些炉子可以被设计为批量或连续操作。优选地，烧结是在连续操作的回转窑炉中进行的。
热处理后，烧结产品根据所需的粒径分布(颗粒度)进行研磨和/或分类。研磨和/或分类(筛分)可以通过本领域目前已知的方法实现，例如矿用球磨机或对冲式研磨辊(opposed grinding roller)。研磨还可以包括对样品进行微粉化，以获得粒径<65微米的颗粒，或获得粒径分布为D90<50微米的粉末。
在一个方面，本发明指的是通过本发明所公开的方法获得的合成硅酸盐颗粒。
发明人进行了前所未有的观察，根据本发明的合成硅酸盐颗粒，以所要求的成分为特征，表现出极好的白度，中等水平的透明度，与常用于制造石英表面的石英颗粒或方英石颗粒的颜色偏差很小。此外，合成硅酸盐颗粒还很坚硬，具有良好的耐化学腐蚀能力。还可以看到，当与未硬化的粘结剂混合时，颗粒吸收的液体粘结剂的量与石英或方英石颗粒吸收的量相当或更低。这一特点对于小粒径、微粉颗粒来说尤其重要。需要理解的是，这种微粉级分对液体粘结剂的低吸收率在制造人造制品时是优势，因为大量吸收的未硬化粘结剂需要使用更多的这种粘结剂，而这种粘结剂更昂贵，以达到相同的凝聚和颗粒固定(granule anchorage)。合成硅酸盐颗粒的结晶二氧化硅含量非常低，为15wt.％或更低，大大降低了吸入可吸入性结晶二氧化硅造成的健康风险。这种特征的组合允许取代目前用于制造石英表面的至少部分石英和/或方解石，而不必对目前的配方和/或制造工艺作出重大修改，也不会降低这些产品的性能和视觉外观。在人造制品中使用合成硅酸盐颗粒而不是石英和/或方解石，可以减少这些制品被机械化时产生的结晶二氧化硅的排放。
因此，在另一方面，本发明的目的是利用本发明的合成硅酸盐颗粒来制造人造石材料或制品。与人造石英材料或制品相比，这种用途减少了制造或机械化人造石材料或制品时的结晶二氧化硅排放。
因此，在特定的实施例中，本发明的目的是将本发明的合成硅酸盐颗粒用于制造人造石材料或制品，以减少材料制造和/或机械化时的结晶二氧化硅的排放。
本发明的另一方面是指包含无机填料和硬化粘结剂的人造石材料或制品，其中无机填料包括本发明的合成硅酸盐颗粒。
人造石材料中的合成硅酸盐颗粒的含量相对于材料的重量来说，优选为是1-70wt.％，或1-50wt.％，或1-30wt.％。
人造石材料还可能包括无机填料，例如颗粒，与本发明的合成硅酸盐颗粒不同，优选地选自石头、石头样材料或陶瓷材料。优选地，无机填料(即合成硅酸盐颗粒和不同于本发明合成硅酸盐颗粒的无机填料的重量之和)占人造石材料重量的至少70wt.％，或至少80wt.％，或至少85wt.％，最多95wt.％。
在同样优选的实施例中，除了根据本发明的合成硅酸盐颗粒外，人造石材料还包括其他无机填料，这些填料选自长石颗粒、再生硅酸盐玻璃颗粒、硅酸盐熔块颗粒、陶瓷颗粒或其混合物。
包含在人造石制品中的合成硅酸盐颗粒优选地具有≤0.4mm的粒径。此外，在优选的实施例中，作为粒径≤0.063mm的微粉，合成硅酸盐颗粒的含量相对于人造石材料的重量为10-40wt.％。
可硬化的粘合剂优选地为有机热固性树脂、液体，可以选自由不饱和聚酯树脂、甲基丙烯酸酯基树脂、乙烯基树脂和环氧树脂组成的组。这些可硬化的有机树脂优选地为反应性的，可以在固化(或交联)反应中硬化。
通过根据所使用的粘合剂来提高温度和/或使用适当的催化剂和促进剂(accelerator)，最终可以加速粘合剂的硬化，从而加速压实后混合物的硬化。
人造石材料中的硬化粘结剂的含量可以在5-30wt.％之间，或5-20wt.％之间，或5-15wt.％之间，基于材料的重量。
在一个实施例中，人造石材料包括70-95wt.％，优选地80-95wt.％的无机填料(即合成硅酸盐颗粒和不同于本发明的合成硅酸盐颗粒的无机填料的重量之和)和5-30wt.％，优选5-20wt.％的硬化粘合剂，基于人造石材料的重量。
根据优选的实施例，人造石制品是通过真空振实获得的，其表观密度范围优选地为2000-2600kg/m3，或2100-2500kg/m3。根据EN 14617-1:2013-08，可以测量人造石制品的表观密度。
人造石材料可以是块状、厚板状(slab)、瓦状、片状、板状(board)或平板状(plate)形式。
人造石材料可能用于建筑或装饰，用于制造柜台、厨房台面、水槽、卫浴盆、墙壁或地板覆盖物、楼梯或类似的东西。
本发明还涉及制备本发明的人造石材料的工艺，包括：
a)混合可硬化的粘合剂和包括本发明的合成硅酸盐颗粒的无机填料，
b)对a)中所获得的未硬化的混合物进行真空振实，以及
c)硬化在b)中得到的压实的混合物。
在一个实施例中，在a)中得到的未硬化的混合物的真空振实是在模具或支撑片中进行的。
为了制造人造制品，将可硬化的粘合剂，例如液体有机树脂，与合成硅酸盐颗粒混合，并与任何不同于合成硅酸盐颗粒的可选无机填料混合，形成(未硬化的)聚集混合物。合成硅酸盐颗粒的含量优选地为聚集混合物重量的1-70wt.％，或1-50wt.％，或1-30wt.％。合成硅酸盐颗粒和不同于合成硅酸盐颗粒的可选无机填料的重量之和，优选地占聚集混合物重量的至少70wt.％，或至少80wt.％，或至少85wt.％。优选地，聚集混合物中的可硬化粘合剂的量为5-30wt.％，或5-15wt.％。
在优选的实施例中，合成硅酸盐颗粒是通过烧结根据先前的实施例中的混合物来生产的，该混合物包括高岭土和助熔剂。
混合可以通过例如使用常规混合器，以本领域已知的方式进行搅拌来实现。可硬化的粘合剂可能是有机树脂，一旦硬化，就会在生产的制品中实现无机填料之间的内聚和粘附。有机树脂优选地为热固性的、液体的，以及例如可以从由不饱和聚酯树脂、甲基丙烯酸酯基树脂、乙烯基树脂和环氧树脂组成的组中选择。这些树脂优选地为反应性的，并在固化或交联反应中硬化。此外，添加剂可以包括在这个混合步骤中，选自颜料、固化催化剂、固化促进剂、紫外线稳定剂或其混合物。
与合成硅酸盐颗粒不同的可选无机填料可以选自石头、石头样材料或陶瓷材料，例如颗粒形式的。这些填料可以以不同的粒径加入到聚集混合物中，并可以从天然或人工材料的粉碎和/或研磨中获得。例如，这些无机填料可以从专业公司获得，这些公司将其商业化，并根据其粒径进行分类。
结晶二氧化硅含量低的人造石材料是优选的。因此，优选地，与本发明的合成硅酸盐颗粒不同的其他无机填料的全部，或至少95wt.％，或至少90wt.％，或至少80wt.％，具有较低的结晶二氧化硅含量，优选地，相对于所述其他无机填料的重量，结晶二氧化硅(石英、方英石或其他晶体多晶)含量为0-15wt.％，或0-10wt.％，或0-7wt.％。优选地，不同于合成硅酸盐颗粒的其他无机填料的至少80％，更优选地至少90wt.％具有，相对于所述其他无机填料的重量，结晶二氧化硅含量为0-7wt.％。
在特别优选实施例中，相对于人造石材料或制品的重量，人造石材料或制品包括0-5wt.％，或0-1wt.％的不同于合成硅酸盐颗粒的无机填料，相对于所述无机填料的重量，结晶二氧化硅(石英、方英石或其他晶体多晶)的含量>7wt.％，或>10wt.％，或>15wt.％。
优选地，相对于材料的重量，人造石材料包括0-5wt.％的无机填料(即合成硅酸盐颗粒和不同于本发明的合成硅酸盐颗粒的无机填料的重量之和)，相对于无机填料的重量，结晶二氧化硅含量为15-100wt.％。
优选地，相对于材料的重量，人造石材料的结晶二氧化硅含量≤15wt.％，更优选地≤10wt.％，≤5wt.％。相对于材料的重量，人造石材料的结晶二氧化硅含量可以是0-15wt.％，更优选地0-10wt.％，或0-5wt.％。
与合成硅酸盐颗粒不同的无机填料优选地选自长石颗粒、再生硅酸盐玻璃颗粒、硅酸盐熔块颗粒、陶瓷颗粒或其混合物。需要理解的是，与合成硅酸盐颗粒不同的无机填料，即颗粒，其氧化物的成分与此处合成硅酸盐颗粒的成分不同。
聚集混合物可以包括其他典型的添加剂，例如着色剂或颜料，用于树脂固化或硬化的加速剂或催化剂(例如自由基引发剂)，用于填充物和树脂之间粘合的促进剂(例如硅烷)。这些类型的添加剂及其使用的比例在现有技术中是已知的。优选地，这些添加剂可以以0.01-5.00wt.％的含量存在于聚集混合物中，基于混合物的重量。
然后，(未硬化的)聚集混合物可以被输送到分配器设备中。适合的分配器是已知的，例如那些在制造石英团聚集体表面时用于分配(未硬化的)聚集混合物。这种分配器装置优选地可以沿临时模具或支撑片的长度方向移动，优选地包括进料斗(在其顶部开口处接收混合物)以及位于进料斗底部出口开口下方的传送带，从进料斗中收集或提取混合物并将其存入模具或支撑片中。在本发明的一般概念范围内，其他分配器装置是可能的。
已经分布在模具或支撑板中的(未硬化的)聚集混合物优选地在其顶面覆盖保护板，并进行真空振动压实。为此，在示例中，混合物被输送到压机的压实区域内，其中将其***到可密封的腔室中。然后，密封腔室，用适当的气体排空泵产生真空。一旦达到所需的真空度(例如5-40mbar)，压机的柱塞在施加活塞的垂直振动的同时施加压实压力(例如以2.000-4.000Hz的频率振荡)。在真空振动压实过程中，夹在聚集混合物中的空气基本上被抽空。
压实的混合物随后进入硬化或固化阶段。在这个阶段，根据树脂的类型，以及是否使用任何合适的催化剂或促进剂，混合物在固化炉中适当地受到温度的影响，适当地在80-120℃之间加热，在炉中的停留时间一般在20-60分钟之间。固化后，硬化的压实混合物被冷却到等于或低于40℃的温度。
硬化后，所获得的人造制品可以被塑造成块状、厚板状、板状或平板状，可以被切割和/或校准成所需的最终尺寸，并可以根据预期的应用，对其一个或两个较大的表面进行加工(抛光、磨光等)。
应该理解的是，本公开的范围包括本文所公开的所有可能的实施例的组合。
示例
定义和测试方法：
XRF：颗粒的氧化物分析可在商用XRF光谱仪中通过X射线荧光分析法进行。例如，在光谱仪分析之前，将约1g的样品盘与四硼酸锂混合，并在空气气氛中的温度1050℃下煅烧25分钟。结果以氧化物(SiO2、Al2O3等)的相对重量百分比报告，同时还报告了煅烧过程中“烧失量”重量(挥发物的蒸发/解吸、有机物的分解)。此前，光谱仪是用已知浓度的标准品的多点校准曲线进行校准的。
XRD：举例来说，颗粒中结晶相的识别和量化可以通过粉末X射线衍射(XRD)来完成，使用MoKα1辐射
使用商业设备(例如Bruker D8Advance)在2°-35°下进行4小时。一旦获得X射线衍射数据，就用Rietveld方法进行定量分析。结晶二氧化硅相的含量是按分析的样品的重量百分比计算。
颗粒度：颗粒的粒径，也称为颗粒直径分布，可以通过已知的筛选分离，使用不同筛孔尺寸的筛网来测量。对于粒径<200微米的合成硅酸盐颗粒，可以用商业设备(例如Malvern Panalytical Mastersizer 3000，配有Hydro cell)通过激光衍射法测量粒径分布。为了进行测量，可以在超声探针的辅助下将颗粒样品分散在去离子水中。激光衍射仪提供颗粒分布曲线(颗粒体积与粒径的关系)和颗粒群的D10、D50和D90统计值(粒径值，其中10％、50％或90％的样品颗粒群分别低于该值)。
色度/透明度：聚合基质中颗粒的色度和透明度可以从50g颗粒与50g的用0.75g有机MEKP过氧化物和0.12g辛酸钴(6％钴)催化的商用不饱和聚酯树脂混合制备的圆盘上测量。均质化后，将混合物倒入铝模，厚度最高达5mm。然后，该混合物在70°下硬化20分钟，之后让其达到室温，时间为30-40分钟。然后在测量所获得的圆盘的色度和透明度之前，将铝制模具移除。色度可在商业分光光度计(例如Konica Minolta CM-3600d)中测量，并以L*a*b*坐标值(CIELAB色彩空间)表示，其中L*是从黑色(0)到白色(100)的亮度，a*从绿色(-)到红色(+)，b*从蓝色(-)到黄色(+)。透明度可以在商业透明度分析仪(例如Sensure SRL公司)中测量，该分析仪能够测量透过圆盘的白光比例。
树脂吸收率(resin absorption)：通过从滴定管中向放置在玻璃板上的5.0g颗粒样品中滴加商业液体不饱和聚酯树脂来测量树脂的吸收。颗粒和油物质用不锈钢刮刀进行摩擦和充分混合。滴入树脂，直到物质达到僵硬的、油灰样的糊状物的浓度，不破裂或分离，外观干燥，并保持粘附在刮刀上(称为“取样(pick-up)”点)。在这一时刻，记录到达取样点所使用的树脂量，并计算出与样品初始重量有关的树脂吸收百分率。
在示例1中，在高效搅拌下制备混合物，将90重量份的具有Al2O3含量>30wt.％和Fe2O3含量<0.7wt.％的商用高纯度水洗高岭土与10重量份的具有NaO含量>10wt.％和Fe2O3含量<0.1wt.％的高纯度漂浮钠长石(floated sodium feldspar)接触，其平均粒径<100微米。
得到的混合物然后在轴向压机中压实，压力为420kgF/cm2。
压实后，混合物被放入坩埚，并进入马弗炉，然后设置为1400℃。混合物在最高温度下在炉内放置12分钟，在此期间，混合物经历烧结。之后，让烧结的混合物慢慢冷却到室温。生产的合成硅酸盐颗粒是通过研磨和/或微粉化烧结的混合物获得的。然后根据不同的粒径范围的级分，通过筛分对颗粒物进行分类。
在示例2中，遵循与示例1相同的实验方案，但加入85重量份的高岭土和15重量份的长石。
表1描述了在这些示例1-2中获得的合成硅酸盐颗粒的平均成分，通过XRF测量(所示值对应于基于颗粒重量的wt％)：
表1：
示例1-2的合成硅酸盐颗粒的硬度为莫氏6级。通过DRX与Rietveld定量法测量，示例1的合成硅酸盐颗粒中结晶二氧化硅的平均含量为3.0wt.％石英形式和5.1wt.％方英石。对于示例2，其测量了3.1wt.％的石英和4.9wt.％的方英石。结晶相富铝红柱石的平均含量在示例1中为45wt.％，在示例2中为43wt.％。
表2显示了根据示例1-2得到的具有不同颗粒度的合成硅酸盐颗粒在聚合树脂基质中的色度和透明度，同时还显示了具有类似颗粒度的石英和方英石颗粒的色度和透明度，以供比较。表2还列出了根据示例1-2得到的微粉化合成硅酸盐颗粒的树脂吸收率，以及相似粒径的微粉化石英和方英石颗粒的吸收率值。
表2：
表2中作为参考的石英和方英石颗粒是目前用于制造人造石英制品的商业材料。
从本文所示的结果可以看出，合成硅酸盐颗粒可以用现成的原材料生产，而且成本具有竞争力。此外，这些颗粒还具有多种特性，使其适合作为毒理学上更安全的材料，在制造人造石制品时取代石英或方英石颗粒，而不必改变通常用于制造人造石英表面的材料和工艺。这些特征是：
·可通过温度<1450℃的热转化获得。
·具有高硬度和良好的耐化学/机械性。
·显示低含量结晶二氧化硅和/或其他毒理学问题物质(例如铅、镉等)。
·呈现高亮度(白度)，类似于石英或方英石。合成硅酸盐颗粒的颜色色调显示出与石英或方英石获得的L*a*和b*值略有偏差。示例1的合成硅酸盐颗粒上略高的b*值表明，在这种情况下，当与树脂混合时，合成硅酸盐颗粒将使聚合的混合物比石英或方英石的情况下略为更黄。然而，这种差异低到可以用颜料进行调整。
·合成硅酸盐颗粒的透明度比石英和方英石颗粒低。当颗粒物具有较小的颗粒时，即当其被微粉化时，这种差异就不那么明显。考虑到这一结果，合成硅酸盐颗粒可用于制造大多不透明且不需要这种颗粒透明度的人造石制品。另一方面，在使用微粉颗粒的情况下，制造人造石制品的透明度要求较低。
·微粉化合成硅酸盐颗粒对树脂的吸收率不高于石英或方英石微粉化颗粒的吸收率。
示例1中获得的合成硅酸盐颗粒在工业条件中被用于制造人造石板，在标准生产线上生产商业石英聚集体表面。
使用D90为35.0微米的微粉化合成硅酸盐颗粒，以部分或全部取代通常使用的微粉化方英石。另一方面，示例1中粒径分布为0.1-0.4mm的合成硅酸盐颗粒被用来部分或全部取代通常使用的相似颗粒度的石英颗粒。
在所有的示例中，这些厚板的生产都没有问题，也没有对当前的生产过程进行重大修改，只是对所用颜料的浓度进行了轻微的调整。包含合成硅酸盐颗粒的厚板在耐磨性、耐擦伤性、耐染色或耐化学侵蚀方面表现出与用方英石和石英生产的厚板类似的特性。然而，具有本发明颗粒的厚板所含的结晶二氧化硅含量较低，这导致在切割、测量和/或抛光厚板时，可吸入性结晶二氧化硅的排放较低。
Claims (15)
1.合成硅酸盐颗粒，包括：
52.5-59.8wt％的SiO2，
33.5-41.1wt％的Al2O3，和
0.3-3.1wt％的Na2O，
基于合成硅酸盐颗粒的重量。
2.根据权利要求1所述的合成硅酸盐颗粒，其中所述颗粒包括范围为0.00–1.00wt.％的Fe2O3，基于合成硅酸盐颗粒的重量。
3.根据权利要求1或2所述的合成硅酸盐颗粒，其中所述颗粒包括范围为0-15wt.％的结晶二氧化硅，基于合成硅酸盐颗粒的重量，优选地1.0-15wt.％。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的合成硅酸盐颗粒，其中所述颗粒包括范围为5-80wt.％的结晶相，基于合成硅酸盐颗粒的重量。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的合成硅酸盐颗粒，其中所述颗粒包括范围为20-60wt.％的结晶富铝红柱石，基于合成硅酸盐颗粒的重量。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的合成硅酸盐颗粒，其中：
-合成硅酸盐颗粒包括：
56.90-59.80wt.％的SiO2，
33.50-41.10wt.％的Al2O3，和
0.90-3.10wt.％的Na2O，
基于合成硅酸盐颗粒的重量；
和/或
-合成硅酸盐颗粒还包括：
0.3-6.9wt.％的CaO，和/或
0.3-3.1wt％的MgO，和/或
0.0-0.5wt％的TiO2，和/或
0.0-2.0wt.％的K2O，
基于合成硅酸盐颗粒的重量。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的合成硅酸盐颗粒，其中，合成硅酸盐颗粒中SiO2、Al2O3和Na2O的含量之和为86.30-99.80wt.％，基于合成硅酸盐颗粒的重量，优选为95.00–99.50wt.％。
8.根据权利要求1至7中任一项所定义的合成硅酸盐颗粒在用于制造人造石材料的用途。
9.根据权利要求8所述的合成硅酸盐的用途，其减少材料制造和/或机械化时结晶二氧化硅的排放。
10.人造石材料，包括无机填料和硬化粘合剂，其中，所述无机填料包括根据权利要求1或7中任一项中定义的合成硅酸盐颗粒。
11.根据权利要求10所述的人造石材料，其中：
-无机填料还包括选自长石颗粒、再生硅酸盐玻璃颗粒、硅酸盐熔块颗粒、陶瓷颗粒及其混合物的不同于合成硅酸盐颗粒的无机填料；
和/或
-无机填料的含量至少为70wt.％，基于人造石材料的重量，优选地至少80wt.％。
12.根据权利要求10至11中任一项所述的人造石材料，包含相对于材料的重量，0-5wt.％的无机填料，所述无机填料具有相对于无机填料的重量，含量为15-100wt.％的结晶二氧化硅。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的人造石材料，其中：
-合成硅酸盐颗粒的含量为1至70wt.％，基于人造石材料的重量，优选为1至50wt.％；
和/或
-相对于人造石材料的重量，粒径≤0.063mm的合成硅酸盐颗粒的含量为10-40wt.％。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的人造石材料，其特征在于，其表观密度为2000-2600kg/m3，并且优选地以包括真空振动压实步骤的方法生产。
15.用于制备根据权利要求10至14中任一项所定义的人造石材料的方法，包括：
a)混合可硬化粘合剂和无机填料，所述无机填料包含根据权利要求1至7中任一项中所定义的合成硅酸盐颗粒，
b)真空振动压实在a)中获得的未硬化混合物，以及
c)硬化在b)中获得的压实混合物；
优选地，其中合成硅酸盐颗粒通过烧结高岭土和助熔剂的混合物而获得。
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