[发明专利]用于产生具有高抗压强度的空心球形玻璃颗粒的化学组合物

说明书

本发明提供了空心球形玻璃颗粒，其包含氧化铝Al₂O₃、二氧化硅SiO₂和至少一种金属氧化物，其中所述金属氧化物选自由碱金属氧化物和碱土金属氧化物组成的组，其中铝原子与碱金属原子的比率是约1:1，并且铝原子与碱土金属原子的比率是约2:1，其限制条件是所述空心球形玻璃颗粒不含硼。

本发明涉及空心球形玻璃颗粒。

此外，本发明涉及多个空心球形玻璃颗粒。

此外，本发明涉及填料，所述填料包含多个空心球形玻璃颗粒。

此外，本发明涉及上述填料在金属基体复合泡沫塑料中的用途。

此外，本发明涉及金属基体复合泡沫塑料，其包含上述填料。

此外，本发明涉及用于产生空心球形玻璃颗粒的方法。

本发明还涉及制剂，所述制剂包含无机粘合剂和上述填料。

此外，本发明涉及制剂，所述制剂包含有机粘合剂和上述填料。

本发明的另一方面是上述填料在声学应用、隔热应用、自流平团块、修补砂浆、轻质混凝土、抗冻融混凝土、绝缘涂层和/或声音和振动阻尼器中的用途。

此外，本发明涉及上述填料在地下矿物油和天然气矿藏的开发、开采和/或完井以及深钻中的用途。

此外，本发明涉及上述制剂在地下矿物油和天然气矿藏的开发、开采和/或完井以及深钻中的用途。

在现有技术中还称为“合成玻璃微球”或“玻璃微泡”或“玻璃微珠”的空心球形玻璃颗粒通常具有低比重、令人满意的耐热性、隔热性、耐压性(例如，压碎强度)和耐冲击性，并且与常规填料相比可实现优异的物理性质。每个空心球形玻璃颗粒具有基本上球形的形式和基本上球形的内部空隙。

由于其有利的性质，空心球形玻璃微球被用于各种领域和应用。例如，空心球形玻璃微球用作不同种类的复合聚合物材料或低温技术的轻质填料，用于制造隔音和隔热材料或用作激光热核合成的靶标。关于空心球形玻璃颗粒的用途、性质和技术的现有技术的综述可见于例如Hollow glass microspheres.Use,properties,and technology(Review),V.V.Budov,Science In Glass Production,Glass and Ceramics,1994年7月,第51卷,第7期,第230-235页。

用于产生空心球形玻璃颗粒的几种方法也已经开发并在现有技术中进行了描述。用于制造空心玻璃微球的早期方法涉及例如将硅酸钠和硼酸与合适的发泡剂组合，将混合物干燥(例如在喷雾干燥器中)或通过添加成分使所述混合物破碎(例如在具有水、瓷土、长石、偏高岭土、硅酸钠和/或硅酸钾、沸石、碳酸钠和/或碳酸钾和/或碳酸钙和/或碳酸镁、氢氧化铝等的悬浮液的球磨机中)，调节所述破碎颗粒的尺寸以及在喷雾干燥器中干燥所述混合物以获得细粒。随后烧制所述细粒。烧制温度达到介于约1200℃与1800℃之间的值。然而，这些方法的缺点是需要诸如硼酸的起始材料，这可能在产生空心球形玻璃颗粒过程中和/或在使用空心球形玻璃颗粒时导致毒性化合物的形成。

美国专利号7,666,505 B2描述了包含硅铝酸盐的空心球形玻璃颗粒及其制备方法。其中描述的空心球形玻璃微球包含5,2重量％至30重量％的氧化钙和大于4重量％至小于约10重量％的氧化钠，其中所述微球具有小于约10重量％的总碱金属氧化物含量。此外，美国专利号7,666,505 B2描述了相对高百分比的氧化钠的存在导致空心球形玻璃颗粒的化学耐久性较差。