[發明專利]一種高漂浮率的空心玻璃微珠的制備方法

有效

• 申請號: 201910972403.5
• 申請日: 2019-10-14
• 公開（公告）號: CN110590166B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 許傳華;劉亞輝;汪俊;汪光輝;柳雷;彭麗芬
• 申請（專利權）人: 中鋼集團馬鞍山礦山研究總院股份有限公司;中鋼集團馬鞍山礦院新材料科技有限公司
• 主分類號: C03C11/00
• 分類號: C03C11/00
• 代理公司: 馬鞍山市金橋專利代理有限公司 34111
• 代理人: 常前發;奚志鵬

本發明公開了一種高漂浮率的空心玻璃微珠的制備方法，其生產工藝、步驟為：1)料漿的制備：準確稱量基本原料各組份、穩定分散劑和表面活性劑；基本原料各組份為石英、硼砂、碳酸鈣、碳酸鈉、硫酸鈉、磷酸鈉；2)前驅物的制備；3)空心玻璃微珠的制備；4)表面改性。本發明方法制備的穩定分散料漿固相含量高且表面張力和粘度低，不僅顯著降低了噴霧造粒能耗，而且制備的前驅物粒徑跨度小且成分均勻，結合高溫負壓玻化工藝使空心玻璃微珠漂浮率高于96.5％且表面光潔度高，并采用低溫循環風強化空心玻璃微珠。本發明原材料易得、空心玻璃微珠成球率高、工藝過程簡單，能耗低、生產成本低且產品應用范圍廣。

技術領域

本發明涉及無機填料，特別涉及一種空心玻璃微珠，可廣泛應用于石油、化工、軍工、造船、汽車、航天航空、建材等領域，尤其適用于涂料、玻璃鋼、油氣田開采，以及環氧/不飽和樹脂，腈類、酚醛、丙烯酸等涂料，以及油墨、膠粘劑、密封膠、乳化炸藥等產品。

背景技術

空心玻璃微珠是一種中空的微米級球型顆粒，其具有密度低、強度高、導熱系數低、隔音、熔點高、穩定性強、流動性好等優異特性，正因這一系列的優點使其成為一種優良的改性材料，賦予基材多種功能，因此被廣泛應用于石油、軍工、建材、汽車、塑料、油漆、炸藥等行業。

目前，已實現產業化的空心玻璃微珠制備技術主要有軟化學法、固相粉末法和液相霧化法。美國3M公司的生產方法為固相粉末法，如專利US4391646、US3365315、WO2017/040900 A1中所述，制備的空心玻璃微珠性能高且化學穩定性好，但工藝復雜、漂浮率低、能耗高；PQ公司的生產方法為液相霧化法，如專利US3794503、US3796777中所述，工藝簡單、能耗低、漂浮率高，但原料受限，且制備的空心玻璃微珠強度低、易結塊；軟化學法制備的空心玻璃微珠性能介于固相粉末法和軟化學法之間，工藝簡單，但存在燃料所占成本比例過大、易結塊等缺點。國內相關企業及研究機構，為提高空心玻璃微珠(HGMs)強度、漂浮率，在表面改性等方面進行了工藝或配方的改進，但仍存在原料成本高、工藝復雜、粒徑分布寬、強度低等缺點。

為制備高強度低密度的空心玻璃微珠，中國專利CN 101704632 B(ZL200910185799.5)公開了一種高強度低密度空心玻璃微珠的制備方法，該空心玻璃微珠重量配比的原料組成：SiO₂70～80％，Na₂O 8～12％，CaO 5～9％，B₂O₃ 2～6％，SO₃ 0.2～0.5％，K₂O或Li₂O 0～5％，ZnO或BaO 0～5％，Al₂O₃ 0～3％。但該制備方法采用SO₃作為發泡劑，對環境的危害大，并具有安全風險，而且該方法制備出的空心玻璃微珠產品單一，空心微珠壓碎強度在16～23MPa，應用范圍窄。

發明內容

本發明的目的就是針對現有技術存在的上述缺陷，而提供一種原材料易得、空心玻璃微珠成球率高、工藝過程簡單，能耗低、生產成本低且產品應用范圍廣的高漂浮率的空心玻璃微珠的制備方法。通過優化原料配方、穩定分散料漿的制備、霧化造粒設備工藝參數的控制、高溫負壓燒結和低溫循環風強化技術的應用，使空心玻璃微珠的漂浮率和強度得到提高，粒徑分布得到控制。

為實現本發明的上述目的，本發明一種高漂浮率的空心玻璃微珠的制備方法采用以下工藝、步驟：

1)料漿的制備：準確稱量基本原料各組份、穩定分散劑和表面活性劑，并采用流量計計量一定質量的水；將基本原料各組份、穩定分散劑、表面活性劑和水通過分散罐混合15～20分鐘后，經送料泵輸送至球磨機，制得固相含量為55～65％的料漿，粒徑≤10μm；