[发明专利]玻璃微珠的制造工艺

说明书

本发明涉及具有特殊用途的珠径为1～10μm玻璃珠的化学组成配方与相应的制造方法。

玻璃微珠是一种微小的珠体，不同的用途可选用不同珠径及具有不同化学组成的玻璃微珠。例如：在液晶显示器中就可以采用特殊的玻璃微珠作隔离垫衬材料，但现有技术多采用玻璃粉，在高倍显微镜观察下可发现玻璃粉实际上是纤维状的;在使用时往往会由于部分玻璃纤维的交叉重叠，造成高度增加，空隙增大，以至液晶显示器的晶盒厚度增加，在作为垫衬材料使用时还可导致钠离子析出量较高，在不利的外界条件下（如：高温、高湿、密封差、湿气侵入晶盒内部），都可造成液晶显示器的质量降低，使用寿命缩短，但是如果采用珠径为1～10μm的特殊玻璃微珠就可以较好的解决这些问题，制造玻璃微珠的现有技术基本上可归纳成以下四种类型：第一，把玻璃粉同氮化硼或其他隔离材料混合。然后用输送机将其送入热窰中，在窰中加热玻璃粉，使其在表面张力作用下形成珠体，然后立卽冷却，避免小珠体相互粘结。第二，使玻璃粉在运动中通过加热区而形成玻璃微珠。第三，使用的原料是熔融的玻璃液，玻璃液从容器中流出在高压火焰气体的作用下分散成珠。第四，采用熔融的玻璃液，玻璃液从熔池中流至由电动机驱动的分散装置，落到分散装置上的玻璃液溅射后形成一个射流，通过一个园筒加热器，加热器中的加热带具有较高的温度，使玻璃液滴充分软化，在表面张力作用下，形成玻璃微珠，然而这些方法需求的设备复杂、投资大，而且不能制出珠径小于10μm的微珠，而更多的是制造珠径为100μm以上较大的玻璃微珠。

本发明目的就在于克服现有技术存在的不足，研制出珠径为1～10μ的玻璃微球以适应特殊用途的需要。为此，本发明的任务是：其一，在选原料玻璃化学组成时，除了要保证钠离子析出量应很小以适应作液晶显示垫衬材料使用之外，还应考虑以下因素，①、玻璃性质必须具有良好的表张力以利成珠工艺。②、玻璃在成珠温度区域内应不出现析晶失透现象。③玻璃应具有良好的抗腐蚀性能。其二，在制造工艺上立足于我国现有客观件，力求工艺简单、设备少、投资小。

为达到本发明目的，本发明的技术解决方案由玻璃微珠所用的玻璃料的化学组成配方的选择与制造工艺方法的选择这两部份组成，分述如下

一、玻璃的化学组成配方为（单位wt%）：

二氧化硅    61.00～74.30    氧化钠    12.50～13.50

三氧化二铝    2.00～6.00    三氧化二硼    0～12.20

氧化镁    0～2.80    氧化钾    0～1.50

二氧化锆    0～3.50    氧化锌    0～1.00

三氧化二铁    0.05～0.10

二、玻璃微珠的制造工艺方法，该方法是由备料、熔制、玻璃碎制取测定、成珠预处理、成珠工艺、精制筛选、复检等七道工序组成，下面分叙述：

1、备料：首先依据玻璃料的化学组成配方中各种成份的含量以及特殊用途的需要从石英砂（粉）、硼酸、纯碱、硝酸钠、氢氧化铝、碳酸镁、      酸钙、白砒、二氧化锆、氧化锌等原料中各取出相应量的原料，经混合搅拌均勻，并通过取样测定使搅拌均勻度达95%以上才可送往熔制。

2、熔制：将上述充分拌勻的料装入粘土坩埚内，随后将坩埚一同送            制光学玻璃用的燃油熔窰内进行熔制。加料入坩埚时采取多次加料法。每次都必须加满料，待熔融后再次加满料，加料次数可菥咛迩榭龆ǎ?#160;   的粘土坩埚需经过预处理，就是将坩埚预热后再移入窰炉在1520℃高温下进行不少于5小时烧结处理之后方可用于熔制使用。整个熔制工序由熔制与澄清组成，熔制温度为1350～1550℃，澄清温度为1400～1600℃。当熔制完毕后卽可升到澄清温度进行澄清。

3、玻璃碎制取与测定：待上述熔融的玻璃液料澄清良好时，卽可将温度降至900～950℃，随后将坩埚取出将玻璃液料倾倒入一个经预先清洁处理过并盛有清洁水的水槽中，待冷却后取出玻璃碎沥干，从这些玻璃碎中取样进行玻璃性能测定。

4、成珠预处理：将上述所得的玻璃碎在保持清洁的情况下用4～5目（Mesh）筛具过筛，将通过4～5目筛具的玻璃碎送入球磨机进行研磨，研磨至玻璃粉中粒度为12μm以下的颗粒量达到50%以上，就可将玻璃粉取出与隔离材料相混合均勻成混合料。隔离材料选用碳黑，其用量为玻璃粉重量的10%。随后，再将这些混合料装入耐火盒罐中，并将盒罐密封。