[发明专利]一种熔融石英空心球的制备方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及轻质熔融石英制品技术领域，具体是涉及一种熔融石英空心球的制备方法。

 

背景技术

熔融石英材料，如主要成分为SiO₂的玻璃陶瓷具有两大显著特点：1）热膨胀系数很低，其热膨胀系数仅为0.54×10^-6/℃；2）热传导率很低，其热传导率仅为2.1W/m·K。因此，熔融石英材料不仅具有非常优良的耐急冷急热性，而且具有非常优良的隔热性能。如果将熔融石英材料加工成轻质隔热制品，该轻质隔热制品的隔热效果是其它耐火轻质隔热制品无法比拟的。

熔融石英空心球是制备熔融石英轻质隔热制品的一种原料；目前国内用于生产隔热保温轻质耐火制品的空心球有空心漂珠、氧化铝空心球、氧化锆空心球等。这些空心球大多采用高温熔融喷吹工艺而成，而熔融石英由于熔体的粘度太大无法喷吹成球。

 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种成球载体滚球的方法制备熔融石英空心球。

本发明的熔融石英空心球的制备方法，采用有机球状载体成球，再将有机球状载体高温烧制形成空心球，具体包括以下步骤：

（1）、原料选择

采用纯度为97.0～99.0wt%的熔融石英为原料，其颗粒度为325～500目，即0.025～0.05mm；

（2）空心球的制备

a）、选择可烧掉的球型物作为成球载体，采用滚球机作为成球设备；

b）、先将成球载体放入滚球机中，喷洒液体结合剂，使成球载体表面被液体结合剂浸润，再将熔融石英原料撒入滚球机中，在成球载体表面形成熔融石英包裹层；

c）将步骤b）制备的成球物经80～100℃×10小时干燥；

d）将步骤c）干燥的成球物装入高温窑炉中，经1100～1200℃烧结，保温6～10小时，制成成品。

    进一步，所述成球载体为有机球体，包括聚苯乙烯球、聚乙烯球及橡胶球。

进一步，所述有机球体的粒径为2～5mm。

进一步，所述液体结合剂为水基结合剂。

进一步，所述液体结合剂为水、水玻璃或硅胶。

进一步，所述滚球机为斜盘式或斜筒式。

选用有机成球载体的优点是：1、燃烧点较低，容易烧掉；2、几乎没有残留物，对熔融石英的高温性能没有影响。

有机球体的粒径为2～5mm；当粒度小于2mm时，成球率很低，空心球的壁厚较厚，影响其隔热性能；当粒度大于5mm时，空心球的强度会降低，影响使用。

由于液体结合剂要求与有机载体有很好润湿性，实验表明，水、水玻璃、硅胶等水基结合剂都具有较好的润湿性。

与其它材质的空心球相比，本工艺制备的熔融石英空心球具有以下优点：

1）、堆积密度低。熔融石英空心球的堆积密度约为0.5~0.7g/cm³，因此，用该熔融石英空心球制备的制品具有更低的体积密度和更好的绝热性能。

2）、耐急冷急热性好。熔融石英空心球的热膨胀系数约为0.5×10^-6/℃,具有很好的热震稳定性。

3）、隔热性能好。熔融石英空心球的导热系数约为0.1 W/m·K，隔热效果非常好。

4）、化学性能稳定。SiO₂属中性氧化物，除氢氟酸和热浓硫酸对其有侵蚀之外，与其它酸类物质和各种金属熔体几乎不发生作用，对各种玻璃熔渣也有非常好的耐侵蚀性。

本工艺制备的熔融石英空心球可以作为耐火隔热保温制品的优质原料，例如熔融石英空心球浇注料、熔融石英空心球轻质隔热砖、熔融石英空心球填充料等等，具有很好的应用前景。

 

具体实施方式

原料的SiO₂含量及颗粒度、结合剂选择、有机载体选择、干燥及烧结温度见下表：

上述实施例制备的熔融石英空心球的主要理化指标见下表：