一種高折射率玻璃微珠的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及玻璃微珠技術領域，尤其涉及一種高折射率玻璃微珠的制備方法。
【背景技術】
[0002]玻璃微珠是近年來發(fā)展起來的一種用途廣泛、性能特殊的一種新型材料，是一種尺寸微小的空心玻璃球體，屬無機非金屬材料。玻璃微珠是制造反光材料的主要原料，可以廣泛用于公路、鐵路、機場、港口、海洋運輸、礦山、坑道、消防、城建等領域反光材料中。隨著我國對基礎設施建設投資力度的加大，玻璃微珠的需求量越來越大，同時對玻璃微珠的性能要求也越來越高。目前我國只有少數(shù)廠家掌握高折射率玻璃微珠的生產(chǎn)技術，且其產(chǎn)品性能很不穩(wěn)定，反光性能仍達不到實際需求，無法滿足市場要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于【背景技術】存在的技術問題，本發(fā)明提出了一種高折射率玻璃微珠的制備方法，所得玻璃微珠透光性較好，結(jié)構(gòu)致密，內(nèi)部無氣孔，折射率為1.8?1.9，反光效果好。
[0004]本發(fā)明提出的一種高折射率玻璃微珠的制備方法，包括如下步驟:
[0005]S1、按重量份將7?10份硝酸鋁、12?15份硝酸鋯、3?5份硝酸鈰和0.5?0.8份硝酸鎂混合后，加入水中溶解得到混合溶液，接著滴加氫氧化鈉溶液，過濾，將濾餅清洗后置于水中進行超聲分散，然后水浴加熱，水浴加熱過程中滴加硝酸至pH = 3?4，得到溶膠a ;
[0006]S2、按重量份將18?21份正硅酸乙酯加入5.8?6.3份乙醇中溶解，再滴加
0.2?0.5份水，接著調(diào)節(jié)pH值至3?4，然后滴加5?8份溶膠a，攪拌得到溶膠b ;
[0007]S3、按重量份向乙醇中加入乙酰乙酸乙酯攪拌均勻后，再加入165?170份鈦酸正丁酯進行一次攪拌得到溶膠c ;向乙醇中加入18?22份硝酸鋅、10?12份硝酸鉻和1.5?2份硼酸拌均勻后得到溶液d ;將溶液d滴加入溶膠c中，接著進行二次攪拌，再加入水，然后三次攪拌，靜置得到溶膠e;
[0008]S4、按重量份將50?60份溶膠b進行攪拌，在攪拌過程中滴加12?15份溶膠e和5?8份水得到溶膠f ;將含司盤60的石蠟油進行水浴加熱，接著滴加溶膠f入石蠟油，然后攪拌，過濾，干燥得到凝膠顆粒；
[0009]S5、將凝膠顆粒進行燒結(jié)，冷卻得到反光玻璃微珠。
[0010]優(yōu)選地，S1中，水浴加熱的溫度為72?75°C。
[0011]優(yōu)選地，S1中，超聲分散的時間為12?15min，超聲分散的功率為450?550w，超聲分散的頻率為45?50kHz。
[0012]優(yōu)選地，S2中，攪拌的時間為45?60min。
[0013]優(yōu)選地，S3中，一次攪拌的時間為3?3.5h，二次攪拌的時間為1.2?1.5h，三次攪拌的時間為25?28h。
[0014]優(yōu)選地，S3中，靜置的時間為20?22h。
[0015]優(yōu)選地，S4中，水浴加熱的溫度為57?60°C。
[0016]優(yōu)選地，S4中，干燥溫度為62?65 °C，干燥時間為27?30h。
[0017]優(yōu)選地，S5中，燒結(jié)的具體操作為:升溫至145?150°C，保溫2?2.2h，升溫至320?335°C，保溫1?1.5h，然后以1?2°C /min的升溫速率升溫至750?780°C，保溫40 ?60min，升溫至 830 ?850°C，保溫 20 ?25min。
[0018]本發(fā)明中以水或乙醇為溶劑，不會影響反應生成，因此無需限定用量。
[0019]本發(fā)明中乙酰丙酮作為緩沖劑緩解鈦酸四丁酯的水解速度，也無需限定用量。
[0020]本發(fā)明中含司盤60的石蠟油作為浮選劑，無需限定用量。
[0021]本發(fā)明以正硅酸乙酯為原料制備Si02溶膠，通過限定正硅酸乙酯與乙醇的比例，使Si(V^膠濃度較大，防止在后續(xù)燒結(jié)過程中微珠體積收縮大造成微珠內(nèi)部有氣孔產(chǎn)生；本發(fā)明以硝酸鋁、硝酸鋯、硝酸鈰和硝酸鎂為原料，加入堿液后，形成各自對應的氫氧化物沉淀物，清洗后，進行超聲分散使氫氧化物沉淀物在水中均勻分布，然后滴加硝酸形成溶膠a ;將溶膠a滴加入溶膠b中，使正硅酸乙酯水解縮聚過程絡合了鋁、鋯、鈰、鎂離子；而以鈦酸四丁酯為原料，配合加入硝酸鋅、硝酸鉻和硼酸，然后水解得到Ti02溶膠，將T1 2溶膠加入溶膠b進行攪拌使硅酸乙酯與鈦酸四丁酯充分水解并絡合為玻璃網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)；將溶膠f滴入石蠟油中，溶膠在石蠟油中由于表面張力的作用而成為球形，在57?60°C水浴中攪拌，縮短溶膠向凝膠的轉(zhuǎn)化時間，以司盤60作為分散劑，使球形溶膠在石蠟油中幾乎不發(fā)生團聚且粒度差較小，然后過濾干燥得到凝膠微珠；由于獲得的凝膠顆粒表面仍有石蠟油，先升溫至145?150°C，保溫2?2.2h以去除石蠟油，防止石蠟油起火而使樣品溫度過高而炸裂，然后緩慢升溫防止凝膠微珠內(nèi)的有機成分揮發(fā)過快而導致微珠內(nèi)部被破壞或者產(chǎn)生氣孔；本發(fā)明在玻璃微珠中引入氧化鋁、氧化鋯、氧化鈰、氧化鎂、氧化鋅、氧化鉻和氧化硼進行相互配合，改善玻璃微珠的化學穩(wěn)定性，使本發(fā)明所得玻璃微珠結(jié)構(gòu)致密，透光性較好，折射率可達1.8?1.9。
【具體實施方式】
[0022]下面，通過具體實施例對本發(fā)明的技術方案進行詳細說明。
[0023]實施例1
[0024]本發(fā)明提出的一種高折射率玻璃微珠的制備方法，包括如下步驟:
[0025]S1、按重量份將7份硝酸鋁、15份硝酸鋯、3份硝酸鈰和0.8份硝酸鎂混合后，加入水中溶解得到混合溶液，接著滴加氫氧化鈉溶液，過濾，將濾餅清洗后置于水中進行超聲分散，超聲分散的時間為12min，超聲分散的功率為550w，超聲分散的頻率為45kHz，然后水浴加熱，水浴加熱的溫度為75°C，水浴加熱過程中滴加硝酸至pH = 3?4，得到溶膠a ；
[0026]S2、按重量份將18份正硅酸乙酯加入6.3份乙醇中溶解，再滴加0.2份水，接著調(diào)節(jié)pH值至3?4，然后滴加8份溶膠a，攪拌45min得到溶膠b ；
[0027]S3、按重量份向乙醇中加入乙酰乙酸乙酯攪拌均勻后，再加入170份鈦酸正丁酯進行一次攪拌得到溶膠c，一次攪拌的時間為3h ;向乙醇中加入22份硝酸鋅、10份硝酸鉻和2份硼酸拌均勻后得到溶液d ;將溶液d滴加入溶膠c中，接著進行二次攪拌，二次攪拌的時間為1.2h，再加入水，然后三次攪拌，三次攪拌的時間為28h，靜置20h得到溶膠e ;
[0028]S4、按重量份將60份溶膠b進行攪拌，在攪拌過程中滴加12份溶膠e和8份水得到溶膠f ;將含司盤60的石蠟油進行水浴加熱，水浴加熱的溫度為57°C，接著滴加溶膠f入石蠟油，然后攪拌，過濾，65°C干燥27h得到凝膠顆粒；
[0029]S5、將凝膠顆粒升溫至150°C，保溫2h，升溫至335 °C，保溫lh，然后以2°C /min的升溫速率升溫至750°C，保溫60min，升溫至830°C，保溫25min，冷卻得到反光玻璃微珠。
[0030]實施例2
[0031]本發(fā)明提出的一種高折射率玻璃微珠的制備方法，包括如下步驟:
[0032]S1、按重量份將10份硝酸鋁、12份硝酸鋯、5份硝酸鈰和0.5份硝酸鎂混合后，加入水中溶解得到混合溶液，接著滴加氫氧化鈉溶液，過濾，將濾餅清洗后置于水中進行超聲分散，超聲分散的時間為15min，超聲分散的功率為450w，超聲分散的頻率為50kHz，然后水浴加熱，水浴加熱的溫度為72°C，水浴加熱過程中滴加硝酸至pH = 3?4，得到溶膠a ；
[0033]S2、按重量份將21份正硅酸乙酯加入5.8份乙醇中溶解，再滴加0.5份水，接著調(diào)節(jié)pH值至3?4，然后滴加5份溶膠a，攪拌60min得到溶膠b ；
[0034]S3、按重量份向乙醇中加入乙酰乙酸乙酯攪拌均勻后，再加入165份鈦酸正丁酯進行一次攪拌得到溶膠c，一次攪拌的時間為3.5h ;向乙醇中加入18份硝酸鋅、12份硝酸鉻和1.5份硼酸拌均勻后得到溶液d ;將溶液d滴加入溶膠c中，接著進行二次攪拌，二次攪拌的時間為1.5h，再加入水，然后三次攪拌，三次攪拌的時間為25h