專利名稱：一種制備空心玻璃微珠用發(fā)泡劑及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及空心玻璃微珠制備技術(shù)，特別是ー種玻璃粉末法制備高性能空心玻璃微珠的發(fā)泡劑及其應(yīng)用技木。
背景技術(shù)：
空心玻璃微珠是中空的，內(nèi)含惰性氣體的微小球形材料，它是ー種性能獨(dú)特而穩(wěn)定的中空微粒，由于其密度小、導(dǎo)熱性能低、介電常數(shù)小、耐化學(xué)腐蝕等特點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于固體浮力材料、石油化工、乳化炸藥、隔熱防火材料、隱形消聲材料、高級絕緣材料、化工產(chǎn)品添加剤、低密度燒蝕材料等軍事、民用及其他高科技領(lǐng)域。隨著科技的不斷發(fā)展和新應(yīng)用領(lǐng)域不斷開發(fā)，對空心玻璃微珠的性能要求越來越高，對高性能空心玻璃微珠的需求越來越大，而玻璃粉末法是目前制備高性能空心玻 璃微珠最優(yōu)方法，如美國 US4661137、US5256180,美國 3M 專利 US3365315、US4391646、US4767726、US6254981，俄羅斯專利R2059574，日本專利JP2006-193373A等。然而這些專利中描述的發(fā)泡劑為硫酸鈉(Na2SO4), Na2SO4在高溫下的反應(yīng)機(jī)理為
Na^O4 —戀連P....>Nap+SO^
SOs->,5 3+1/203
由反應(yīng)機(jī)理可看出，Na2SO4在受熱分解釋放氣體過程中受溫度限制，且釋放速度很快，這樣很難精確控制空心玻璃微珠制備中氣體的釋放量，從而很難精確控制空心玻璃微珠性能，而且由于Na2SO4在受熱分解釋放速度很快，使得小顆粒玻璃粉在空心球化過程中，氣體容易沖破玻璃壁，形成大量實(shí)心微珠，使得成品率低，成本大大增加，且在玻璃粉末制備過程中容易形成芒硝水，對熔窯的耐火材料侵蝕嚴(yán)重。由于目前高性能空心玻璃微珠價(jià)格太高，限制了其在許多民用領(lǐng)域的應(yīng)用。銻酸鈉(NaSb (OH)6)作為ー種玻璃澄清劑已在許多玻璃制備領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，能夠作為空心玻璃微珠發(fā)泡劑使用尚未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種空心玻璃微珠發(fā)泡劑及其應(yīng)用，利用氣體緩釋更有效地控制空心玻璃微珠的粒徑和壁厚，從而精確控制微珠空心玻璃微珠的密度、強(qiáng)度及其它性能，提高空心玻璃微珠的成品率，降低生產(chǎn)成本。一種制備空心玻璃微珠用發(fā)泡劑，所述發(fā)泡劑作為玻璃配合料的組分，其特征在于所述發(fā)泡劑為銻酸鈉NaSb(OH)6與硝酸鈉NaNO3或硝酸鉀KNO3的混合物，銻酸鈉NaSb (OH)6與硝酸鈉NaNO3或硝酸鉀KNO3的質(zhì)量比為I : (4 8)。本發(fā)泡劑優(yōu)選配比是，銻酸鈉NaSb (OH) 6與硝酸鈉NaNO3或硝酸鉀KNO3的質(zhì)量比為I :(5 7)
一種制備空心玻璃微珠用發(fā)泡劑的應(yīng)用，所述發(fā)泡劑用于玻璃粉末法制備空心玻璃微珠，所述發(fā)泡劑用量占玻璃配合料總質(zhì)量的O. I I. 5% ;所制得空心玻璃微珠的密度O. 15 O. 7g/cm3，抗壓強(qiáng)度3 150MPa，粒徑大小彡80 μ m，漂浮率き95%，成品率重量>50% ;隨著密度的増加，強(qiáng)度也不斷増加，最高強(qiáng)度能達(dá)到150MPa。本發(fā)明中銻酸鈉(NaSb (OH) 6)作為形成空心玻璃微珠核心發(fā)泡成分，是制備空心玻璃微珠的關(guān)鍵成分，選擇適量的NaSb (OH) 6包含在玻璃顆粒中可以獲得理想的膨脹，并在最終的空心玻璃微珠中獲得理想的密度和壁厚。通過控制玻璃顆粒中銻酸鈉的含量、加熱玻璃顆粒大小以及加熱時(shí)間長短，從而控制玻璃顆粒膨脹大小來控制壁厚，發(fā)泡劑中NaNO3或KNO3目的是能使玻璃形成過程中處在氧化氣氛下，從而更有效的控制玻璃中銻酸鈉的含量。發(fā)泡劑的總用量應(yīng)控制在配合料的O. I I. 5%，小于O. I %發(fā)泡成分太少成品率會下降，且密度増大。而大于I. 5%在玻璃熔制過程中容易形成大量氣泡排除玻璃液面，取到了澄清作用，殘留到玻璃中的氣體反而變少，成品率變低。發(fā)泡劑混合物中NaNO3或KNO3與NaSb (OH)6的質(zhì)量比控制在4-8，比例太低，銻酸鈉NaSb (OH) 6在玻璃熔制時(shí)就分解完全， 使得空心球化過程中無法獲得理想得氣體量，比例太大容易形成硝水侵蝕耐火材料。NaSb(OH)6作為空心玻璃微珠發(fā)泡劑的優(yōu)點(diǎn)在于能分階段釋放氣體，是ー種緩釋過程，其反應(yīng)機(jī)理如下
權(quán)利要求
1.一種制備空心玻璃微珠用發(fā)泡劑，所述發(fā)泡劑作為玻璃配合料的組分，其特征在于所述發(fā)泡劑為銻酸鈉NaSb (OH) 6與硝酸鈉NaNO3或硝酸鉀KNO3的混合物，銻酸鈉NaSb (OH) 6與硝酸鈉NaNO3或硝酸鉀KNO3的質(zhì)量比為I : (4 8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種制備空心玻璃微珠用發(fā)泡劑，其特征在于所述發(fā)泡劑中銻酸鈉NaSb (OH)6與硝酸鈉NaNO3或硝酸鉀KNO3的優(yōu)選配比為質(zhì)量比I : (5 7)。
3.權(quán)利要求I所述的一種制備空心玻璃微珠用發(fā)泡劑的應(yīng)用，其特征在于所述發(fā)泡劑用于玻璃粉末法制備空心玻璃微珠，所述發(fā)泡劑用量占玻璃配合料總質(zhì)量的0. I I.5 % ;所制得空心玻璃微珠的密度0. 15 0. 7g/cm3,抗壓強(qiáng)度3 150MPa，粒徑大小(80iim，漂浮率蘭95%，成品率重量> 50%。
全文摘要
一種制備空心玻璃微珠用發(fā)泡劑，作為玻璃配合料的組分，所述發(fā)泡劑為銻酸鈉NaSb(OH)6與硝酸鈉NaNO3或硝酸鉀KNO3的混合物，銻酸鈉NaSb(OH)6與硝酸鈉NaNO3或硝酸鉀KNO3的質(zhì)量比為1∶(4～8)；本發(fā)明應(yīng)用于玻璃粉末法制備高性能空心玻璃微珠，發(fā)泡劑用量占玻璃配合料總質(zhì)量的0.1～1.5％；所制得空心玻璃微珠的密度0.15～0.7g/cm3，抗壓強(qiáng)度3～150MPa，粒徑大小≤80μm，漂浮率≧95％，成品率重量＞50％，本發(fā)明的空心玻璃微珠發(fā)泡劑能精確控制空心玻璃微珠產(chǎn)品性能，大大提高空心玻璃微珠的成品率和產(chǎn)率，降低成本，使高性能空心玻璃微珠應(yīng)用到更多的軍民用產(chǎn)品領(lǐng)域，促進(jìn)高性能空心玻璃微珠規(guī)?；a(chǎn)。
文檔編號C03B19/08GK102849947SQ201210352389
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月21日
發(fā)明者王蕓, 彭小波, 彭程, 彭壽 申請人:蚌埠玻璃工業(yè)設(shè)計(jì)研究院, 中國建材國際工程集團(tuán)有限公司