[发明专利]高折射率透明陶瓷微珠及制造方法和用途

说明书

本发明涉及一种可用于回归反光标志的高折射率透明陶瓷微珠及其应用。

迄今为止，最广泛用于回归反光标志的透明陶瓷微珠基本上是由非晶态玻璃粉体经高温处理制得的。普通的玻璃粉体的折射率n只有1.5左右，其主要组份是二氧化硅。高折射率(n为1.8～2.3)玻璃粉体的主要组份是一种或数种重金属氧化物，这些氧化物的分子式为：Al₂O₃、BaO、BeO、Bi₂O₃、CaO、La₂O₃、MgO、PbO、TiO₂、ZnO、ZrO₂。已公开的有关制造这类物质的工艺有三种，其一是熔融方法。该方法是先将组份原料进行高温熔融处理成玻璃体，然后将玻璃体粉碎成粉体，再将粉体高温处理成透明陶瓷微珠。其二是溶胶-凝胶法，正如中国专利公开号为CN87.100121A和CN1045407A(申请号：90102069.9)所描述的即将金属氧化物的前体分散物(precursor)，如溶胶、水溶胶或水溶液，通过水解与缩聚过程先转变成凝胶，再进行干燥，最后烧成处理。第三种方法是粉末冶金法；正如美国专利4.192.576(3月11日，1980年)中所描述，该方法先将原料进行高温高压处理成胚料，然后将其粉碎，研磨成粉体，进一步高温处理成透明陶瓷微珠。

这三种方法有的存在需高温熔融处理，即存在能源消耗大的缺点，或者有的方法存在制备工艺比较复杂，工艺流程长的问题，这些缺点都加大生产成本。

本发明的目的在于克服上述已有技术的缺点，为了省略高温熔融步骤，降低能耗，简化工艺，缩短工艺流程，降低生产成本和提高成品理化性能，从而提供一种采用精细陶瓷粉体作原料直接进行高温烧成获得的透明陶瓷微珠及其制备方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明提供的一种高折射率透明陶瓷微珠，该微珠具有10μm～150μm的粒度：其折射率高达n=1.9～2.4：该微珠由包括下列步骤的方法制备：

(1)用经过湿化学方法处理所得的精细陶瓷浆液作原料，该浆料组份含有精细陶瓷粉、成型助剂、水溶性高分子粘合剂及水，其中钛酸钡盐精细陶瓷粉体在浆料中含量为15～45％(重量)，成型助剂含量为0.5～25％(重量)，水溶性高分子粘合剂含量为0.1～3％(重量)，水含量为30～60％(重量)；所述成型助剂选自硼酸或硅酸；所述水溶性高分子粘合剂选自聚乙烯醇、聚乙二醇、聚氧化乙烯、甲基纤维素、羧甲基纤维素、羧乙基纤维素、乙基纤维素或羟丙基纤维素；浆液制备步骤如下：

首先在充分搅拌下向含有15～45％(重量)的钛酸钡盐水浆液中加入0.5～25％(重量)的成型助剂和0.1～3％(重量)的水溶性高分子粘合剂，继续搅拌20分钟，在50℃～150℃条件下处理成精细陶瓷浆液：

为了获得高度透明的实心微珠体，在制备浆料时，既要尽可能地提高浆料的粉体固含量，同时又要使浆料的流动性好。如果固含量低，浆料又粘稠，则粉体就会含有大量的空隙，导致粉体经高温烧成后产生大量的空隙，造成微珠的透明性明显下降。所以在制浆时可加入0.5～25％(重量)的无机酸如硝酸、盐酸，或者有机酸如醋酸等，使浆液充分互溶互混；

(2)干燥步骤，用选自气流干燥法、沸腾干燥法或喷雾干燥法的干燥方法，把步骤(1)中所得浆液进行干燥，并将其干炼加工成20μm～150μm的粉末；

(3)高温处理步骤，把上述步骤(2)中所得的粉末在1000℃～1500℃烧结0.01～10分钟，即得高折射率透明陶瓷微珠。

本发明提供的高折射率透明陶瓷微珠可用来制备回归反光涂料和回归反光膜。关于回归反光涂料，可参考发明专利申请公开说明书，申请号：96100080.5，公开号：CN1141323A。

本发明的优点：1．制备出的高折射率透明陶瓷微珠其微珠粒度为10μm～120μm。其折射率高达n=1.9～2.4；2．本发明的制备方法省略高温熔融步骤，工艺流程短及简单，能耗低，大大地降低成本，和提高成品的理化性能。3．本发明的工艺易于连续化生产，并且工程设备费用少；4．本发明的方法工艺同样适合于生产其它功能性非晶态微珠材料。

下面结合实施例对本发明进行详细地说明：但这此实施例绝非限止本发明的保护范围。实施例1：