一種硼硅鋁酸鹽玻璃微珠及其制備方法技術

本發(fā)明專利技術提供一種硼硅鋁酸鹽玻璃微珠，所述玻璃微珠，各組成的質量比例為：二氧化硅50?58%、氧化硼3?8%、氧化鋁5?10%、氧化鈉12?18%、氧化鈣8?15%、氧化鎂0?1.5%；本發(fā)明專利技術還提供一種硼硅鋁酸鹽玻璃微珠的制備方法，所述方法，包括準備原料；所述原料，以重量份計，包括以下原料組分：白炭黑2.6?2.7份，硼酸0.7?0.9份，鈣鹽2?2.3份，硝酸鈉1.6?1.8份，硝酸鋁2.5?2.8份，硝酸鎂0.2?0.4份、硅酸鋁0?0.1份。本發(fā)明專利技術制備的硼硅鋁酸鹽玻璃微珠，成品率高，不經過水浮選，漂浮率≥99%；抗壓強度高，質量穩(wěn)定、密度、抗壓強度均一度高。

Borosilicate glass microsphere and preparation method thereof

The invention provides an aluminum borosilicate glass bead, the glass beads, the quality ratio of 50: 58% silica and boron oxide 3 8%, 5 10%, 12 alumina oxide, calcium oxide 18% 8 15% 0 1.5%, Magnesium Oxide; the invention also provides a method for preparing a boron aluminosilicate salt glass beads, the method, including the preparation of raw materials; the raw materials by weight, which comprises the following components: white carbon black 2.6 2.7 copies, 0.9 copies of 0.7 boric acid, calcium salt 2 2.3 copies, 1.8 copies of 1.6 sodium nitrate, aluminum nitrate 2.5 2.8 copies, 0.4 copies, 0.2 magnesium aluminum silicate 0 0.1. Aluminum borosilicate glass beads prepared by the invention, high rate of finished products, without water flotation, floating rate greater than 99%; high compressive strength, stable quality, density, compressive strength was high.

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
一種硼硅鋁酸鹽玻璃微珠及其制備方法
本專利技術提供一種硼硅鋁酸鹽玻璃微珠及其制備方法，屬于無機非金屬材料

技術介紹
空心玻璃微珠是一種尺寸微小的空心玻璃球體，具有質輕、低導熱、抗壓、高分散、隔音、電絕緣性和熱穩(wěn)定性好的優(yōu)點，是近年來發(fā)展起來的一種用途廣泛、性能優(yōu)異的新型輕質材料。制備空心玻璃微珠，一般采用兩種方法：軟化學法和固相粉末法。中國專利（公開號為CN102583973A）公開了一種空心玻璃微球軟化學制備方法和所制空心玻璃微球及其應用，其生產方法為軟化學法，其制備的空心玻璃微球，氧化鋁含量0-5%，密度0.1-0.7g/cm3，抗壓強度1-50Mpa，漂浮率≥90%，燒結溫度600-1100℃。該專利的缺點是玻璃微珠的抗壓強度低，空心微珠容易破碎，導致添加效果不明顯，起不到降低密度的作用。應用于深井固井水泥或者深海浮體材料中時，難以達到使用要求。傳統(tǒng)固相粉末法一般是將原料混合后，經過高溫熔制（此步驟中包括澄清過程）、水淬、烘干、粉碎、分級得到合適粒徑的玻璃粉；中國專利CN101638295A公開了一種空心玻璃微珠及其生產方法，給出“把混合好的原料進行熔制并澄清后可制取碎玻璃100kg，采用的熔制溫度以及對應的澄清溫度為：熔制溫度1400-1550℃，澄清溫度為1580℃”；該專利的缺陷是熔制和澄清過程，耗時長，制備的空心玻璃微珠抗壓強度小。中國專利（公開號為CN102320743A）公開了鋁硅酸鹽高強度空心玻璃微珠及其制備方法，其生產方法為固相玻璃粉末法；其制備的空心玻璃微珠，氧化鋁含量10-15%，密度0.2-0.6g/cm3，抗壓3-130Mpa，漂浮率≥95%（水浮選后），燒結溫度1250-1450℃，軟化溫度≥750℃。該專利的缺點是此玻璃配方熔點高，需高溫火焰才能燒結成型，能耗高。熔制時間長，熔制時間為5-8小時，實際上大多數(shù)時間都是消耗在澄清過程，因玻璃溶液粘度大，排除氣泡慢，另外其發(fā)泡是靠溶解在玻璃中的SO3作為發(fā)泡氣體，發(fā)泡量有限，成球率低，經水浮選后才能達到≥95%的漂浮率，廢料多，成本高。綜上所述，現(xiàn)有的固相粉末法制備玻璃微珠，存在以下缺陷：（1）產品的漂浮率低。玻璃液經過澄清冷卻后只靠溶解在玻璃中的少量SO3作為發(fā)泡劑，在燒結時使玻璃粉膨脹為玻璃泡，發(fā)泡量有限，導致出現(xiàn)實心球，需要經過水浮選才能得到空心的產品，而且水浮選后的產品，其漂浮率才能達到95%以上，沉入水底的球為廢料，不能作為空心球使用，廢料多，成本高。如果不經過水浮選處理，制備的產品的漂浮率僅為70-75%。（2）制備玻璃微珠過程中，如果去除澄清過程，會使得玻璃液中氣泡較多、且氣泡大小不均勻，制備的產品質量不穩(wěn)定。（3）產品的抗壓強度低。（4）熔制時間長，燒結溫度高，能耗高。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術為解決現(xiàn)有技術的不足，提供一種硼硅鋁酸鹽玻璃微珠及其制備方法，以實現(xiàn)以下專利技術目的：（1）本專利技術制備的硼硅鋁酸鹽玻璃微珠，成品率高，不經過水浮選，漂浮率≥99%；抗壓強度高；（2）本專利技術制備的硼硅鋁酸鹽玻璃微珠，質量穩(wěn)定、氣泡均勻、密度、抗壓強度均一度高；（3）本專利技術玻璃微珠的制備方法，熔制時間短，燒結溫度低，能耗低。為解決上述技術問題，本專利技術采取的技術方案如下：一種硼硅鋁酸鹽玻璃微珠，所述玻璃微珠，各組成的質量比例為：二氧化硅50-58%氧化硼3-8%氧化鋁5-10%氧化鈉12-18%氧化鈣8-15%氧化鎂0-1.5%。以下是對上述技術方案的進一步改進：所述玻璃微珠，各組成的質量比例優(yōu)選為：二氧化硅55-58%氧化硼3-8%氧化鋁7.5-8.5%氧化鈉16-17.5%氧化鈣9.5-13.7%氧化鎂0.5-1.4%。一種硼硅鋁酸鹽玻璃微珠的制備方法，所述方法，包括準備原料；所述原料，以重量份計，包括以下原料組分：白炭黑2.6-2.7份，硼酸0.7-0.9份，鈣鹽2-2.3份，硝酸鈉1.6-1.8份，硝酸鋁2.5-2.8份，硝酸鎂0.2-0.4份、硅酸鋁0-0.1份。所述鈣鹽為碳酸鈣、硝酸鈣中一種或兩者的混合物；所述制備方法，還包括熔制；所述熔制，熔制溫度為700-1000℃，熔制時間為20-120min；所述熔制時間，優(yōu)選為30min。所述制備方法，還包括研磨；所述研磨，將水淬后的碎玻璃和水一起經過砂磨機，球磨機研磨到5-80微米，D50=35-40微米。所述制備方法，還包括壓力處理；所述壓力處理，將經過噴霧干燥處理的前驅體玻璃粉末先在0.5MPa下處理30分鐘，然后升壓到1MPa，處理5分鐘，然后以0.1MPa/min的速度降低至-0.1Mpa，處理5分鐘。所述噴霧干燥，條件為入口溫度300-400℃，出口溫度110-150℃，經噴霧干燥得到前驅體玻璃粉末。所述制備方法，還包括二次研磨處理；所述二次研磨處理，將經過壓力處理后的前驅體玻璃粉末，加入到振動磨中，磨內裝填直徑為5mm的針形磨介，在4000rpm的頻率下，處理2小時，使得玻璃粉末的粒徑為D50=25-30微米。所述的針形磨介為長徑比為3的研磨介質。所述制備方法，還包括發(fā)泡球化；所述發(fā)泡球化，球化溫度控制在800-1200℃。所述球化溫度優(yōu)選為850-900℃。所述玻璃微珠，產品粒徑7-80微米，D50=30-43微米；密度0.5-0.55g/cm3，漂浮率97.2-99%，抗壓強度（80%存活含量）為135-140MPa。經過空心球化的玻璃粉體經過球化爐冷卻段冷卻后直接進行收集，得到玻璃微珠成品。與現(xiàn)有技術相比，本專利技術的有益效果如下：（1）本專利技術制備的硼硅鋁酸鹽玻璃微珠，漂浮率高，不經過水浮選，漂浮率為97-99%；省去經水浮選分出產品后的后續(xù)處理工藝，避免后續(xù)處理對產品指標造成影響；漂浮率是對使用效果影響最大的指標，提高幾個百分點都是很大的改進。（2）本專利技術制備的玻璃微珠，質量穩(wěn)定，微珠內氣泡較均勻，密度、抗壓強度均一度高；所述玻璃微珠，產品粒徑7-80微米，D50=30-43微米；密度0.5-0.55g/cm3，抗壓強度（80%存活含量）為135-140MPa。（3）本專利技術制備方法，熔制溫度低，熔制時間短，燒結溫度低，能耗低，熔制溫度降低為700-1000℃，熔制時間由現(xiàn)有技術中的5-8小時縮短到20-120min，優(yōu)選為30min，燒結溫度為800-1200℃，優(yōu)選為850-900℃，大大降低生產成本。（4）本專利技術制備的玻璃微珠，軟化溫度≥700℃，耐火度≥1100℃。具體實施方式以下對本專利技術的優(yōu)選實施例進行說明，應該理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。實施例1一種硼硅鋁酸鹽玻璃微珠的制備方法包括以下步驟：（1）稱取原料稱取白炭黑2.6Kg，硼酸0.9Kg，碳酸鈣2Kg，硝酸鈉1.6Kg，硝酸鋁2.5Kg，硝酸鎂0.4kg。（2）熔制把混合好的原料投入到玻璃熔窯中用900℃熔制30min。（3）水淬然后將熔制好的玻璃液水淬。（4）濕法研磨將水淬后的碎玻璃和水一起經過砂磨機，球磨機研磨到5-80微米，D50=35-40微米。（5）噴霧干燥經噴霧干燥得到前驅體玻璃粉末。（6）壓力處理將經過干燥處理的前驅體玻璃粉末先在0.5MPa下處理30分鐘，然后升壓到1MPa，處理5分鐘，然后以0.1MPa/min的速度降本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種硼硅鋁酸鹽玻璃微珠，其特征在于：所述玻璃微珠，各組成的質量比例為：二氧化硅50?58%氧化硼3?8%氧化鋁5?10%氧化鈉12?18%氧化鈣8?15%氧化鎂0?1.5%。

【技術特征摘要】
1.一種硼硅鋁酸鹽玻璃微珠，其特征在于：所述玻璃微珠，各組成的質量比例為：二氧化硅50-58%氧化硼3-8%氧化鋁5-10%氧化鈉12-18%氧化鈣8-15%氧化鎂0-1.5%。2.根據(jù)權利要求1所述的一種硼硅鋁酸鹽玻璃微珠，其特征在于：所述玻璃微珠，各組成的質量比例優(yōu)選為：二氧化硅55-58%氧化硼3-8%氧化鋁7.5-8.5%氧化鈉16-17.5%氧化鈣9.5-13.7%氧化鎂0.5-1.4%。3.一種硼硅鋁酸鹽玻璃微珠的制備方法，其特征在于：所述方法，包括準備原料；所述原料，以重量份計，包括以下原料組分：白炭黑2.6-2.7份，硼酸0.7-0.9份，鈣鹽2-2.3份，硝酸鈉1.6-1.8份，硝酸鋁2.5-2.8份，硝酸鎂0.2-0.4份、硅酸鋁0-0.1份；所述鈣鹽為碳酸鈣、硝酸鈣中一種或兩者的混合物。4.根據(jù)權利要求3所述的一種硼硅鋁酸鹽玻璃微珠的制備方法，其特征在于：所述制備方法，還包括熔制；所述熔制，熔制溫度為700-1000℃，熔制時間為20-120min。5.根據(jù)根據(jù)權利要求3所述的一種硼硅鋁酸鹽玻璃微珠的制備方法，其特征在于：所述制備方法，還包括研磨；所述研磨，將水淬后的碎玻璃和水一起經過砂磨機，球磨機研磨到5-80微米，D50=35-40微米。6.根據(jù)根據(jù)權...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：李昌村，杜竹之，吳繼軍，付永強，
申請(專利權)人：中科雅麗科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：山東,37