[发明专利]一种高漂浮率的空心玻璃微珠的制备方法

说明书

本发明公开了一种高漂浮率的空心玻璃微珠的制备方法，其生产工艺、步骤为：1)料浆的制备：准确称量基本原料各组份、稳定分散剂和表面活性剂；基本原料各组份为石英、硼砂、碳酸钙、碳酸钠、硫酸钠、磷酸钠；2)前驱物的制备；3)空心玻璃微珠的制备；4)表面改性。本发明方法制备的稳定分散料浆固相含量高且表面张力和粘度低，不仅显著降低了喷雾造粒能耗，而且制备的前驱物粒径跨度小且成分均匀，结合高温负压玻化工艺使空心玻璃微珠漂浮率高于96.5％且表面光洁度高，并采用低温循环风强化空心玻璃微珠。本发明原材料易得、空心玻璃微珠成球率高、工艺过程简单，能耗低、生产成本低且产品应用范围广。

技术领域

本发明涉及无机填料，特别涉及一种空心玻璃微珠，可广泛应用于石油、化工、军工、造船、汽车、航天航空、建材等领域，尤其适用于涂料、玻璃钢、油气田开采，以及环氧/不饱和树脂，腈类、酚醛、丙烯酸等涂料，以及油墨、胶粘剂、密封胶、乳化炸药等产品。

背景技术

空心玻璃微珠是一种中空的微米级球型颗粒，其具有密度低、强度高、导热系数低、隔音、熔点高、稳定性强、流动性好等优异特性，正因这一系列的优点使其成为一种优良的改性材料，赋予基材多种功能，因此被广泛应用于石油、军工、建材、汽车、塑料、油漆、炸药等行业。

目前，已实现产业化的空心玻璃微珠制备技术主要有软化学法、固相粉末法和液相雾化法。美国3M公司的生产方法为固相粉末法，如专利US4391646、US3365315、WO2017/040900 A1中所述，制备的空心玻璃微珠性能高且化学稳定性好，但工艺复杂、漂浮率低、能耗高；PQ公司的生产方法为液相雾化法，如专利US3794503、US3796777中所述，工艺简单、能耗低、漂浮率高，但原料受限，且制备的空心玻璃微珠强度低、易结块；软化学法制备的空心玻璃微珠性能介于固相粉末法和软化学法之间，工艺简单，但存在燃料所占成本比例过大、易结块等缺点。国内相关企业及研究机构，为提高空心玻璃微珠(HGMs)强度、漂浮率，在表面改性等方面进行了工艺或配方的改进，但仍存在原料成本高、工艺复杂、粒径分布宽、强度低等缺点。

为制备高强度低密度的空心玻璃微珠，中国专利CN 101704632 B(ZL200910185799.5)公开了一种高强度低密度空心玻璃微珠的制备方法，该空心玻璃微珠重量配比的原料组成：SiO₂70～80％，Na₂O 8～12％，CaO 5～9％，B₂O₃ 2～6％，SO₃ 0.2～0.5％，K₂O或Li₂O 0～5％，ZnO或BaO 0～5％，Al₂O₃ 0～3％。但该制备方法采用SO₃作为发泡剂，对环境的危害大，并具有安全风险，而且该方法制备出的空心玻璃微珠产品单一，空心微珠压碎强度在16～23MPa，应用范围窄。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，而提供一种原材料易得、空心玻璃微珠成球率高、工艺过程简单，能耗低、生产成本低且产品应用范围广的高漂浮率的空心玻璃微珠的制备方法。通过优化原料配方、稳定分散料浆的制备、雾化造粒设备工艺参数的控制、高温负压烧结和低温循环风强化技术的应用，使空心玻璃微珠的漂浮率和强度得到提高，粒径分布得到控制。

为实现本发明的上述目的，本发明一种高漂浮率的空心玻璃微珠的制备方法采用以下工艺、步骤：

1)料浆的制备：准确称量基本原料各组份、稳定分散剂和表面活性剂，并采用流量计计量一定质量的水；将基本原料各组份、稳定分散剂、表面活性剂和水通过分散罐混合15～20分钟后，经送料泵输送至球磨机，制得固相含量为55～65％的料浆，粒径≤10μm；