本發明涉及材料領域，特別涉及一種人造石顆粒以及人造石顆粒、人造石的制備方法。
背景技術：
人造石作為一種符合國家可持續發展戰略的新型健康環保產品，被廣泛應用于裝修材料領域。目前市場上用于衛浴、廚衛方向的人造石產品，其配方的主要成分是樹脂和各種填料，另外，為了保證力學強度，成型后產品的壁厚通常在15～30mm之間。眾所周知，如果需要制作大尺寸的臺面、浴缸等產品，產品的重量往往能達到200kg以上，這使得產品在運送的過程中存在很大的安全隱患，非常不利于產品的搬運和運輸。
另外，后來人們為了獲取外觀上類似花崗巖或者大理石等石材效果的外觀，一般會在配方內添加天然石頭彩色顆粒、染色沙顆粒以及著色人造石破碎得到的彩色顆粒、碎玻璃顆粒等。但是這些顆粒材料的相對密度一般都在1.6～2.6(注：水密度為1)，當把上述顆粒類材料加入到配方中，由于上述顆粒類材料與樹脂、填料混合的漿料之間存在密度差，就會造成上述顆粒沉降。造成外觀的缺陷，為了減弱上述顆粒沉降的趨勢，也有人采取提高漿料密度和稠度的方式。但是這樣會使得材料的流動性降低因此在人造石配方中通過加入顆粒做出來的仿石材，只能是厚度比較小的石材，生產出來的臉盆、浴缸等大厚度產品的花紋分布極不均勻、外觀差。也有通過在表面做一層帶顆粒的涂層方式，做如人造石臺盆、人造石水槽、人造石浴缸等產品獲取類似石材的外觀，但是涂層損壞不容易修補；而且涂層加工過程不環保；而且也損失了人造石直接成型的一些窄邊、小R角度等尺寸造型優勢。
為了解決傳統人造石產品紋分布極不均勻、外觀差的問題，目前有人嘗試用類似木粉、蛭石粉、珍珠巖粉、塑料顆粒粉等輕質材料添加到人造石配方中，但是在實際制備人造石產品的過程，由于這類顆粒與漿料的相容性比較差，這類顆粒和漿料混合后會懸浮到漿料的上層。而人造石產品在加工過程中需要打磨拋光外表面，在打磨的過程中，懸浮出來的顆粒會被直接打磨掉，從而失去了花紋效果。另外這類型的顆粒材料與樹脂漿料的混合還存在分層的風險，再加上這類顆粒內部存在空洞氣眼，經過打磨后的斷面抗污染和耐化學性能很差，從而造成仿石材效果的不真實。
綜上所述，提供一種輕質的人造石顆粒是目前我們亟需解決的問題。
技術實現要素：
本發明實施方式的目的在于提供一種人造石顆粒以及人造石顆粒、人造石的制備方法，降低了人造石顆粒的相對密度，使得人造石顆粒的質量更輕。
為解決上述技術問題，本發明的實施方式提供了一種人造石顆粒，包括按重量份計的以下組分：樹脂31～71份，填充材料20～60份，中空玻璃微珠6～10份。
另外，本發明的實施方式提供了一種人造石顆粒的制備方法，包含：
獲取以下重量份計的樹脂、填充材料、中空玻璃微珠：
樹脂31～71份，填充材料20～60份，中空玻璃微珠6～10份；
將所述獲取的樹脂、填充材料、中空玻璃微珠混合均勻，制成人造石顆粒。
另外，本發明的實施方式提供了一種人造石的制備方法，包含：
將按重量份計的樹脂、填充材料、中空玻璃微珠混合均勻，得到人造石顆粒，其中，樹脂31～71份，填充材料20～60份，中空玻璃微珠6～10份；
將所述得到的人造石顆粒與按重量百分數計的以下組分混合攪拌均勻，其中，樹脂20～60份；填充材料40～80份；人造石顆粒2～30份；分散劑、固化劑、助劑1～5份；色漿0～10份。
本發明實施方式相對于現有技術而言，通過在人造石顆粒配方中加入中空玻璃微珠，整體降低了人造石顆粒的相對密度，使得人造石顆粒的質量更輕。另外，通過在人造石產品配方中加入與其他混合漿料相對密度相近的人造石顆粒。一方面，降低了人造石產品的密度，使得人造石產品的質量更輕；另一方面，提高了人造石顆粒與其他漿料相容性，使得人造石產品的強度更高，端面無分層現象；且由于人造石顆粒與其他漿料相容性比較好，使得人造石產品的外觀面無氣孔、針眼等缺陷，提高了人造石產品耐污染、耐化學性能，從而不需要增加表面涂層或者膠衣，便于人造石產品的造型設計。
進一步地，樹脂40～60份，填充材料30～50份，中空玻璃微珠7～9份，以得到低密度的人造石顆粒。
進一步地，中空玻璃微珠的壓縮強度在25MPa～120MPa，以得到高強度的中空玻璃微珠。
進一步地，中空玻璃微珠的粒徑為10～100um，以使中空玻璃微珠可承受的混合強度增大，降低混合過程中破碎的幾率。
進一步地，在將得到的人造石顆粒與按重量百分數計的以下組分混合攪拌均勻的過程中，樹脂和填充材料的重量份數比為2：3，以使中空玻璃微珠與混合漿料的混合的更均勻。
具體實施方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將對本發明的各實施方式進行詳細的闡述。然而，本領域的普通技術人員可以理解，在本發明各實施方式中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術細節。但是，即使沒有這些技術細節和基于以下各實施方式的種種變化和修改，也可以實現本申請所要求保護的技術方案。
本發明的第一實施方式涉及一種人造石顆粒，包括按重量份計的以下組分：樹脂31～71份、填充材料20～60份、中空玻璃微珠6～10份。
比如說，在本實施方式中，取樹脂31份、填充材料20份、中空玻璃微珠6份，但是本實施方式不應以此為限，樹脂也可以為50份，填充材料可以為25份，中空玻璃微珠可以為8份；或者樹脂也可以為32份，填充材料可以為25份，中空玻璃微珠可以為7份；或者樹脂也可以為45份，填充材料可以為35份，中空玻璃微珠可以為8份；或者樹脂也可以為50份，填充材料可以為45份，中空玻璃微珠可以為8份等。
在實際制備人造石顆粒的過程中，還要加入不同份數的其他添加劑，在本實施方式中，可以加入0.5份的固化劑、0.2份的分散劑，當然，本實施方式不應以此為限，也可以加入1份的固化劑、1.5份的分散劑、0.8份的助劑以及5份的色漿；或者也可以加入2.5份的固化劑、1.8份的分散劑、3份助劑、10份色漿；或者也可以加入2.5份的固化劑、1.8份的分散劑、3份助劑、10份色漿；或者也可以加入2份的固化劑、1.5份的分散劑、2份助劑、9份色漿等，本領域技術人員可以根據需要靈活選擇添加上述添加劑的份數。
值得一提的是，在本實施方式中，樹脂可以是純亞克力樹脂，當然，也可以是復合亞克力樹脂或不飽和樹脂；填充材料可以是氫氧化鋁，當然，也可以是碳酸鈣或滑石粉。本實施方式不應以此為限。
另外，值得一提的是，如果中空玻璃微珠的粒徑太小，中空玻璃微珠需要消耗更多的樹脂材料浸潤；粒徑太大，中空玻璃微珠可承受的混合強度減小，混合過程中破碎的幾率比較大，從而造成實際產品的相對密度比較大，一方面會使得產品在后期打磨、拋光的過程存在可能破碎的風險，另一方面會造成產品的表面不平整，耐污性、易清潔性能變差。為了避免以上問題的出現，在本實施方式中，中空玻璃微珠的粒徑可以為20um。但是，本實施方式不應以此為限，中空玻璃微珠的粒徑也可以為25um；或者中空玻璃微珠的粒徑也可以為80um；或者中空玻璃微珠的粒徑也可以為60um；或者中空玻璃微珠的粒徑也可以為50um等，只要中空玻璃微珠的粒徑在10～100um即可，本領域技術人員可以根據需要靈活選擇中空玻璃微珠的粒徑。
為使中空玻璃微珠與其他配料的相容性更好，在本實施方式中，中空玻璃微珠的粒徑分布范圍為80％～90％(即中空玻璃微珠的粒徑在所選粒徑以上的窄分布)。
另外，為提高中空玻璃微珠的強度，在本實施方式中，可以選用的是壓縮強度達到25MPa的中空玻璃微珠，但是本實施方式不應以此為限，也可以選用的是壓縮強度達到50MPa中空玻璃微珠；或者選用壓縮強度達到90MPa的中空玻璃微珠；或者選用壓縮強度達到110MPa中空玻璃微珠；或者選用壓縮強度達到70MPa中空玻璃微珠等。只要中空玻璃微珠的壓縮強度在25MPa～120MPa范圍之內即可，本實施方式不再一一贅述。
上述涉及的上述原料和添加劑都可以從市場上購買得到。其中，中空玻璃微珠可以選用3M公司的K46、K65、K80、VS5500、IM16K、S38HS、S38、S35、S60等型號，或者Sovitec公司的211、213、215等牌號，也可以選用中鋼集團馬鞍山礦山研究院公司的H系列微珠，比如H40、H46、H60等。
與現有技術相比，本實施方式中，通過在人造石顆粒配方中加入中空玻璃微珠，整體降低了人造石顆粒的相對密度，使得人造石顆粒的質量更輕。
本發明的第二實施方式涉及一種人造石顆粒，包括按重量份計的以下組分：樹脂31～71份，填充材料20～60份，中空玻璃微珠6～10份。
比如說，在本實施方式中，取樹脂71份，填充材料60份，中空玻璃微珠10份，但是本實施方式不應以此為限，樹脂也可以為32份，填充材料可以為25份，中空玻璃微珠可以為7份；或者樹脂也可以為45份，填充材料可以為35份，中空玻璃微珠可以為8份；或者樹脂也可以為50份，填充材料可以為45份，中空玻璃微珠可以為8份等。
在實際制備人造石顆粒的過程中，還要加入不同份數的其他添加劑，在本實施方式中，可以加入3份的固化劑、2份的分散劑、3份助劑、12份色漿，當然，本實施方式不應以此為限，也可以加入1份的固化劑、1.5份的分散劑、0.8份的助劑以及5份的色漿；或者也可以加入2.5份的固化劑、1.8份的分散劑、3份助劑、10份色漿；或者也可以加入2.5份的固化劑、1.8份的分散劑、3份助劑、10份色漿；或者也可以加入2份的固化劑、1.5份的分散劑、2份助劑、9份色漿。本領域技術人員可以根據需要靈活選擇添加上述添加劑的份數。
在本實施方式中，樹脂可以是復合亞克力樹脂，當然，也可以是純亞克力樹脂或不飽和樹脂；填充材料可以是碳酸鈣，當然，也可以是氫氧化鋁或滑石粉。本實施方式不應以此為限。
值得一提的是，如果中空玻璃微珠的粒徑太小，中空玻璃微珠需要消耗更多的樹脂材料浸潤；粒徑太大，中空玻璃微珠可承受的混合強度減小，混合過程中破碎的幾率比較大，從而造成實際產品的相對密度比較大，一方面會使得產品在后期打磨、拋光的過程存在可能破碎的風險，另一方面會造成產品的表面不平整，耐污性、易清潔性能變差。為了避免以上問題的出現，在本實施方式中，中空玻璃微珠的粒徑可以為45um。但是，本實施方式不應以此為限，中空玻璃微珠的粒徑也可以為25um；或者中空玻璃微珠的粒徑也可以為80um；或者中空玻璃微珠的粒徑也可以為60um；或者中空玻璃微珠的粒徑也可以為50um等，只要中空玻璃微珠的粒徑在10～100um即可，本領域技術人員可以根據需要靈活選擇中空玻璃微珠的粒徑。
另外，為提高中空玻璃微珠的強度，在本實施方式中，可以選用的是壓縮強度達到40MPa的中空玻璃微珠，但是本實施方式不應以此為限，也可以選用的是壓縮強度達到50MPa中空玻璃微珠；或者選用壓縮強度達到90MPa的中空玻璃微珠；或者選用壓縮強度達到110MPa中空玻璃微珠；或者選用壓縮強度達到70MPa中空玻璃微珠等。只要中空玻璃微珠的壓縮強度在25MPa～120MPa范圍之內即可，本實施方式不再一一贅述。
本發明的第三實施方式涉及一種人造石顆粒，包括按重量份計的以下組分：樹脂40～60份、填充材料30～50份、玻璃微珠7～9份。
比如說，在本實施方式中，取樹脂40份，填充材料30份，中空玻璃微珠7份。但是本實施方式不應以此為限，樹脂也可以為32份，填充材料可以為25份，中空玻璃微珠可以為7份；或者樹脂也可以為45份，填充材料可以為35份，中空玻璃微珠可以為8份；或者樹脂也可以為50份，填充材料可以為45份，中空玻璃微珠可以為8份等。
在實際制備人造石顆粒的過程中，還要加入不同份數的其他添加劑，在本實施方式中，可以加入3份的固化劑、2份的分散劑、3份助劑、12份色漿，當然，本實施方式不應以此為限，也可以加入1份的固化劑、1.5份的分散劑、0.8份的助劑以及5份的色漿；或者也可以加入2.5份的固化劑、1.8份的分散劑、3份助劑、10份色漿；或者也可以加入2.5份的固化劑、1.8份的分散劑、3份助劑、10份色漿；或者也可以加入2份的固化劑、1.5份的分散劑、2份助劑、9份色漿等。本領域技術人員可以根據需要靈活選擇添加上述添加劑的份數。
在本實施方式中，樹脂可以是復合亞克力樹脂，當然，也可以是純亞克力樹脂或不飽和樹脂；填充材料可以是碳酸鈣，當然，也可以是氫氧化鋁或滑石粉。本實施方式不應以此為限。
值得一提的是，如果中空玻璃微珠的粒徑太小，中空玻璃微珠需要消耗更多的樹脂材料浸潤；粒徑太大，中空玻璃微珠可承受的混合強度減小，混合過程中破碎的幾率比較大，從而造成實際產品的相對密度比較大，一方面會使得產品在后期打磨、拋光的過程存在可能破碎的風險，另一方面會造成產品的表面不平整，耐污性、易清潔性能變差。為了避免以上問題的出現，在本實施方式中，中空玻璃微珠的粒徑可以為45um。但是，本實施方式不應以此為限，中空玻璃微珠的粒徑也可以為25um；或者中空玻璃微珠的粒徑也可以為80um；或者中空玻璃微珠的粒徑也可以為60um；或者中空玻璃微珠的粒徑也可以為50um等。只要中空玻璃微珠的粒徑在10～100um即可，本領域技術人員可以根據需要靈活選擇中空玻璃微珠的粒徑。
另外，為提高中空玻璃微珠的強度，在本實施方式中，可以選用的是壓縮強度達到40MPa的中空玻璃微珠，但是本實施方式不應以此為限，也可以選用的是壓縮強度達到50MPa中空玻璃微珠；或者選用壓縮強度達到90MPa的中空玻璃微珠；或者選用壓縮強度達到110MPa中空玻璃微珠；或者選用壓縮強度達到70MPa中空玻璃微珠等。只要中空玻璃微珠的壓縮強度在25MPa～120MPa范圍之內即可，本實施方式不再一一贅述。
本發明的第四實施方式涉及一種人造石顆粒，包括按重量份計的以下組分：樹脂40～60份、填充材料30～50份、玻璃微珠7～9份。
比如說，在本實施方式中，取樹脂60份，填充材料50份，中空玻璃微珠9份。但是本實施方式不應以此為限，樹脂也可以為32份，填充材料可以為25份，中空玻璃微珠可以為7份；或者樹脂也可以為45份，填充材料可以為35份，中空玻璃微珠可以為8份；或者樹脂也可以為50份，填充材料可以為45份，中空玻璃微珠可以為8份等。
在實際制備人造石顆粒的過程中，還要加入不同份數的其他添加劑，在本實施方式中，可以加入2.5份的固化劑、2份的分散劑、2份助劑、10份色漿，當然，本實施方式不應以此為限，也可以加入1份的固化劑、1.5份的分散劑、0.8份的助劑以及5份的色漿；或者也可以加入2.5份的固化劑、1.8份的分散劑、3份助劑、10份色漿；或者也可以加入2.5份的固化劑、1.8份的分散劑、3份助劑、10份色漿；或者也可以加入2份的固化劑、1.5份的分散劑、2份助劑、9份色漿等。本領域技術人員可以根據需要靈活選擇添加上述添加劑的份數。
值得一提的是，在本實施方式中，樹脂可以是純亞克力樹脂，當然，也可以是復合亞克力樹脂或不飽和樹脂；填充材料可以是氫氧化鋁，當然，也可以是碳酸鈣或滑石粉。本實施方式不應以此為限。
另外，值得一提的是，如果中空玻璃微珠的粒徑太小，中空玻璃微珠需要消耗更多的樹脂材料浸潤；粒徑太大，中空玻璃微珠可承受的混合強度減小，混合過程中破碎的幾率比較大，從而造成實際產品的相對密度比較大，一方面會使得產品在后期打磨、拋光的過程存在可能破碎的風險，另一方面會造成產品的表面不平整，耐污性、易清潔性能變差。為了避免以上問題的出現，在本實施方式中，中空玻璃微珠的粒徑可以為20um。但是，本實施方式不應以此為限，中空玻璃微珠的粒徑也可以為25um；或者中空玻璃微珠的粒徑也可以為80um；或者中空玻璃微珠的粒徑也可以為60um；或者中空玻璃微珠的粒徑也可以為50um等。只要中空玻璃微珠的粒徑在10～100um即可，本領域技術人員可以根據需要靈活選擇中空玻璃微珠的粒徑。
為使中空玻璃微珠與其他配料的相容性更好，在本實施方式中，中空玻璃微珠的粒徑分布范圍為80％～90％(即中空玻璃微珠的粒徑在所選粒徑以上的窄分布)。
另外，為提高中空玻璃微珠的強度，在本實施方式中，可以選用的是壓縮強度達到25MPa的中空玻璃微珠，但是本實施方式不應以此為限，也可以選用的是壓縮強度達到50MPa中空玻璃微珠；或者選用壓縮強度達到90MPa的中空玻璃微珠；或者選用壓縮強度達到110MPa中空玻璃微珠；或者選用壓縮強度達到70MPa中空玻璃微珠等。只要中空玻璃微珠的壓縮強度在25MPa～120MPa范圍之內即可，本實施方式不再一一贅述。
本發明的第五實施方式涉及一種人造石顆粒的制備方法，將按重量份計的樹脂、填充材料、中空玻璃微珠混合均勻，其中，樹脂31～71份，填充材料20～60份，中空玻璃微珠6～10份。
在本實施方式中，具體制備人造石顆粒的方法如下：
S1:檢測混合漿料的相對密度
按重量份數計取下述物料：天和DS牌726#樹脂40份、中國鋁業特種氫氧化鋁粉(簡寫：中鋁氫氧化鋁)60份，按此配方比例混合后得到混合漿料，初步測定混合漿料的相對密度為1.18，為提高混合漿料和人造石顆粒相容性，使得人造石顆粒分布的更均勻，斷面無分層。則需要制備一種相對密度接近的1.18人造石顆粒。
S2：制備與混合漿料密度相近的人造石顆粒
按照下述配方，根據所需要的總質量按比例稱取下述物料的質量，將下述各種物料混合、攪拌均勻，澆筑在板材模具內，抽真空固化成型，脫模后固化完成后，打碎磨細，制作所需要的粒徑的大小顆粒，經檢測制備得到的人造石顆粒的相對密度約1.15～1.18。
值得一提的是，上述各種物料均可以從市場購買獲取。
另外，本實施方式只對一種混合漿料的配方進行了說明，當然也可以針對其他不同配方的混合漿料進行個性化添加人造石顆粒，需要注意的是，可以做到的相對密度為1.0～1.6的人造石顆粒。
與現有技術相比，本實施方式中，為了滿足不同配方的要求，人造石顆粒的相對密度是可以調節的，即人造石顆粒的相對密度和混合漿料的相對密度是相近的，這樣才能保證兩者的相容性比較好，材料在攪拌的過程中，人造石顆粒不會因為密度差過大而造成流動性過大，人造石顆粒在混合漿料中的分布才會很均勻，人造石產品在混合漿料中分布才會更緊實。使得最后制得的人造石產品的斷面不存在分層的現象，且沒有氣孔針眼的缺陷，提高了人造石產品的耐污染性能。
本發明的第六實施方式涉及一種人造石的制備方法，包含以下步驟：
S1:將按重量份計的樹脂、填充材料、中空玻璃微珠混合均勻即得人造石顆粒，其中，樹脂31～71份，填充材料20～60份，中空玻璃微珠6～10份；
S2：將S1中得到的人造石顆粒與按重量百分數計的以下組分混合攪拌均勻，其中，樹脂20～60份；填充材料40～80份；人造石顆粒2～30份；分散劑、固化劑、助劑1～5份；色漿0～10份。
值得注意的是，步驟S2中樹脂和填充材料的重量份數比可以為2：3。
在本實施方式中，具體制備人造石顆粒的方法如下：
S1:檢測混合漿料的相對密度
按重量份數計取下述物料：天和DS牌726#樹脂40份、中國鋁業特種氫氧化鋁粉(簡寫：中鋁氫氧化鋁)60份，按此配方比例混合后得到混合漿料，初步測定混合漿料的相對密度為1.18，為提高混合漿料和人造石顆粒相容性，使得人造石顆粒分布的更均勻，斷面無分層。則需要制備一種相對密度接近的1.18人造石顆粒。
S2：制備與混合漿料密度相近的人造石顆粒
按照下述配方，根據所需要的總質量按比例稱取下述物料的質量，將下述各種物料混合、攪拌均勻，澆筑在板材模具內，抽真空固化成型，脫模后固化完成后，打碎磨細，制作所需要的粒徑的大小顆粒，經檢測制備得到的人造石顆粒的相對密度約1.15～1.18。
S3：制備人造石產品
將S2中制備的人造石顆粒加入到混合料之間，混合的比例可以根據實際需要靈活選擇。在本實施方式中，按照下述配方稱取物料：
將上述物料混合、抽真空后，澆筑在臺盆模具內，固化后脫模進行打磨、拋光、切孔等，獲取產品外觀為白底黑色顆粒的均勻顆粒花紋的產品。
與現有技術相比，本實施方式中，通過在人造石產品配方中加入與其他混合漿料相對密度相近的人造石顆粒。一方面，降低了人造石產品的密度，使得人造石產品的質量更輕；另一方面，提高了人造石顆粒與其他漿料相容性，使得人造石產品的強度更高，端面無分層現象；且由于人造石顆粒與其他漿料相容性比較好，使得人造石產品的外觀面無氣孔、針眼等缺陷，提高了人造石產品耐污染、耐化學性能，從而不需要增加表面涂層或者膠衣，便于人造石產品的造型設計。
值得一提的是，本實施方式中涉及的各種物料均可以從市場購買獲取。
本領域的普通技術人員可以理解，上述各實施方式是實現本發明的具體實施例，而在實際應用中，可以在形式上和細節上對其作各種改變，而不偏離本發明的精神和范圍。