[发明专利]一种高钛高折射率超白玻璃微珠及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高钛高折射率超白玻璃微珠及其制备方法，目的在于，克服现有生产技术在熔制玻璃时由于侵蚀耐火材料而引入杂质的缺点，减少了Fe杂质引入量，通过预制钛钡固溶体粉末，然后再高温熔制的工艺，提前让钡和钛形成稳定的化合物，避免高温下钡对窑炉耐火材料的侵蚀，降低50～80％氧化铁对玻璃微珠的影响，按照本发明制备方法得到的高钛高折射率超白玻璃微珠折射率高，色散小，透光率高，白度高，亮度好，玻璃析晶倾向小，化学稳定性优良，且制备工艺操作过程简单，成本低廉，适于工业化生产。

技术领域

本发明涉及玻璃的制备方法，具体涉及一种高钛高折射率超白玻璃微珠及其制备方法。

背景技术

玻璃微珠是指直径几微米到几百微米的实心或空心玻璃珠。分直径0.8mm以上的称为细珠；直径0.8mm以下的称为微珠。玻璃微珠是一种新型硅酸盐材料，具有透明、折射率可调、定向回归反射、表面光滑、流动性好、电绝缘、化学性能稳定、耐热及机械强度高等特点。

高强度的实心微珠主要用作研磨介质、机械加工的研磨材料、增强充填剂等，反光实心微珠主要用于交通标志、美术及宣传广告、海上救生器材、演出服装、定向投影屏幕等,空心微珠主要用于固体浮力材料、超低温绝热材料、工程塑料及固体火箭燃料充填剂等。广泛应用于轻工、化工、纺织、交通、航运、精密机械加工等行业。

高折射率玻璃微珠是制造反光材料的重要原材料，其具有透明、机械强度高等优点，这种玻璃微珠用于涂布在道路涂料上，可以实现反光标记作用，尤其在雨夜环境下，高折射率玻璃微珠仍然能够具有良好的反光作用。目前市场上应用于交通标识、美术宣传等使用的反光玻璃微珠，普遍都是常用的一般折射率的玻璃微珠，对于一般折射率的反光玻璃微珠在公路道路和交通中，作为是反光标识或者是道路路面标识使用，存在着反光性能不足或者是叫反光距离不够，尤其是雨夜天道路交通上的能见度大为降低，公路面上的反光地标线在潮湿或被雨水浸湿后反光效果大幅度的降低，二三十米远的距离即难以路面上的交通标识，因此极易造成交通事故的发生。全天候高折射率的玻璃微珠则是具有较强的反光效果与反光功能，因而越来越受到市场重视，而对于需要使用全天候高反射性能的高折射玻璃微珠，由于其应用越来越广。市场上难以满足其现实需要。因此如何来提供一种高折射玻璃微珠及其制备方法，是当前玻璃微珠制备企业的现实需要。

在现有的高折射玻璃微珠生产中，微珠玻璃对窑炉耐火材料侵蚀过强，只能适用铂等贵金属环境生产，生产投入大、能耗高。但是在大熔窑的生产中，会出现不可避免的耐火材料侵蚀，况且在高钛高折射率超白玻璃微珠含有25～45wt％的碳酸钡，侵蚀效果更为严重，采用池炉生产则窑炉寿命不超过3个月。玻璃侵蚀要后，耐火材料中的Fe进入到玻璃液中产生耐火材料缺陷，使得前驱体玻璃水淬料有着色。

《玻璃生产中铁的作用与危害》中提到了玻璃生产中所使用的矿物原料(石英砂、长石、白云石、石灰石等),通常占配合料总重量的80％左右。由于形成原因不同,这些矿物原料中都含有一些铁类等矿物杂质,一方面这些杂质以及通过其它途经带入玻璃中的铁杂质(如玻璃生产中加入一定比例碎玻璃时带入的一些铁杂质和耐火材料受玻璃液侵蚀后落入玻璃中的铁杂质)会使玻璃液受到污染。而且在高钛玻璃中会发生Fe-Ti组合着色，该种组合使玻璃产生深棕色。已经证明：TiO₂对于Fe的配位数无影响,其色调是Fe³⁺吸收向长波区移动的结果。对比玻璃微珠玻璃，若生产中混入Fe杂质，玻璃微珠的白度就会受到影响，在后续的应用中大打折扣，反光材料表面颜色不够亮白。

《提高陶瓷砖通透性的方法探讨》中提到透明陶瓷要求原料纯度很高(99.5％以上)。但陶瓷砖的原料难以达到该纯度,原料会存在着色金属氧化物,例如氧化铁、氧化钛(白度)等。传统玻璃在早期生产时一般呈现绿色,这是因为玻璃中少量Fe²⁺离子对绿色波段的光选择性吸收；当Fe²⁺的含量足够时,还会影响玻璃的透光性。实验表明,要求透过率在30％以上时,瓷坯中氧化铁的含量不应超过0.6％,要求透光率40％以上时氧化铁不应超过0.35％。从中看出Fe离子与钛离子共存时对陶瓷以及玻璃的白度和透光度都有着很大的影响。