一種反光玻璃微珠的制備方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及玻璃微珠技術領域，尤其涉及一種反光玻璃微珠的制備方法。
【背景技術】
[0002]玻璃微珠是近年來發展起來的一種用途廣泛、性能特殊的一種新型材料，是一種尺寸微小的空心玻璃球體，屬無機非金屬材料。玻璃微珠是制造反光材料的主要原料，可以廣泛用于公路、鐵路、機場、港口、海洋運輸、礦山、坑道、消防、城建等領域反光材料中。隨著我國對基礎設施建設投資力度的加大，玻璃微珠的需求量越來越大，同時對玻璃微珠的性能要求也越來越高。目前我國只有少數廠家掌握高折射率玻璃微珠的生產技術，且其產品性能很不穩定，反光性能仍達不到實際需求，無法滿足市場要求。
【發明內容】
[0003]基于【背景技術】存在的技術問題，本發明提出了一種反光玻璃微珠的制備方法，所得玻璃微珠透光性較好，結構致密，內部無氣孔，折射率為1.8?1.9，反光效果好。
[0004]本發明提出的一種反光玻璃微珠的制備方法，包括如下步驟:
[0005]a、將硝酸鋁、硝酸鋯、硝酸鈰和硝酸鎂混合后，加入水中溶解得到混合溶液，接著滴加氫氧化鈉溶液，過濾，將濾餅清洗后置于水中進行超聲分散，然后水浴加熱，水浴加熱過程中滴加硝酸至pH = 3?4，得到第一溶膠；
[0006]b、將正硅酸乙酯加入乙醇中溶解得到第二溶膠，然后向第二溶膠中滴加水，再調節pH值至3?4，攪拌后得到第三溶膠，攪拌過程中滴加第一溶膠；
[0007]c、向乙醇中加入乙酰乙酸乙酯攪拌均勻后，再加入鈦酸正丁酯進行一次攪拌得到第四溶膠；向乙醇中加入硝酸鋅、硝酸鉻和硼酸拌均勻后得到第五溶液；將第五溶液滴加入第四溶膠中，接著進行二次攪拌，再加入水，然后三次攪拌，靜置得到第六溶膠；
[0008]d、將第三溶膠進行攪拌，在攪拌過程中滴加第六溶膠和水得到第七溶膠；將含司盤60的石蠟油進行水浴加熱，接著滴加第七溶膠入石蠟油，然后攪拌，過濾，干燥得到凝膠顆粒；
[0009]e、將凝膠顆粒進行燒結，冷卻得到反光玻璃微珠。
[0010]優選地，步驟a中，硝酸鋁、硝酸鋯、硝酸鈰和硝酸鎂的摩爾比為35?38:26?30:
6?9:2?4ο
[0011]優選地，步驟a中，超聲分散的時間為15?20min，超聲分散的功率為400?500w，超聲分散的頻率為30?45kHz。
[0012]優選地，步驟a中，水浴加熱的溫度為75?85°C。
[0013]優選地，步驟b中，正硅酸乙酯與乙醇的體積比為21?22:6?9。
[0014]優選地，步驟b中，正硅酸乙酯與水的摩爾比為9?12:1?3。
[0015]優選地，步驟b中，第二溶膠和第一溶膠的重量比為50?60:15?18。
[0016]優選地，步驟c中，鈦酸正丁酯、硝酸鋅、硝酸鉻和硼酸的摩爾比為52?55:5?8:2?3:1?3ο
[0017]優選地，步驟c中，一次攪拌的時間為2.3?2.6h。
[0018]優選地，步驟c中，二次攪拌的時間為0.6?0.9h。
[0019]優選地，步驟c中，三次攪拌的時間為20?22h。
[0020]優選地，步驟c中，靜置的時間為25?28h。
[0021]優選地，步驟d中，第三溶膠、第六溶膠和水的重量比為50?60:15?18:5?8。
[0022]優選地，步驟d中，水浴加熱的溫度為52?55°C。
[0023]優選地，步驟d中，干燥溫度為65?75°C，干燥時間為18?20h。
[0024]優選地，步驟e中，燒結的具體操作為:升溫至150?170°C，保溫1?1.5h，然后以1?2°C /min的升溫速率升溫至650?680°C，保溫40?60min，然后升溫至760?790°C，保溫20?25min。
[0025]本發明中以水或乙醇為溶劑，不會影響反應生成，因此無需限定用量。
[0026]本發明中乙酰丙酮作為緩沖劑緩解鈦酸四丁酯的水解速度，也無需限定用量。
[0027]本發明中含司盤60的石蠟油作為浮選劑，無需限定用量。
[0028]本發明以正硅酸乙酯為原料制備Si02溶膠，通過限定正硅酸乙酯與乙醇的體積比為21?22:6?9，使Si02S膠濃度較大，防止在后續燒結過程中微珠體積收縮大造成微珠內部有氣孔產生；本發明以硝酸鋁、硝酸鋯、硝酸鈰和硝酸鎂為原料，加入堿液后，形成各自對應的氫氧化物沉淀物，清洗后，進行超聲分散使氫氧化物沉淀物在水中均勻分布，然后滴加硝酸形成第一溶膠；將第一溶膠滴加入第三溶膠中，使正硅酸乙酯水解縮聚過程絡合了鋁、鋯、鈰、鎂離子；而以鈦酸四丁酯為原料，配合加入硝酸鋅、硝酸鉻和硼酸，然后水解得到Ti02溶膠，將1102溶膠加入第三溶膠進行攪拌使硅酸乙酯與鈦酸四丁酯充分水解并絡合為玻璃網絡結構；將第七溶膠滴入石蠟油中，溶膠在石蠟油中由于表面張力的作用而成為球形，在52?55°C水浴中攪拌，縮短溶膠向凝膠的轉化時間，以司盤60作為分散劑，使球形溶膠在石蠟油中幾乎不發生團聚且粒度差較小，然后過濾干燥得到凝膠微珠；由于獲得的凝膠顆粒表面仍有石蠟油，先升溫至150?170°C，保溫1?1.5h以去除石蠟油，防止石蠟油起火而使樣品溫度過高而炸裂，然后緩慢升溫防止凝膠微珠內的有機成分揮發過快而導致微珠內部被破壞或者產生氣孔；本發明在玻璃微珠中引入氧化鋁、氧化鋯、氧化鈰、氧化鎂、氧化鋅、氧化鉻和氧化硼進行相互配合，改善玻璃微珠的化學穩定性，使本發明所得玻璃微珠結構致密，透光性較好，折射率可達1.8?1.9。
【具體實施方式】
[0029]下面，通過具體實施例對本發明的技術方案進行詳細說明。
[0030]實施例1
[0031]本發明提出的一種反光玻璃微珠的制備方法，包括如下步驟:
[0032]a、按摩爾份將35份硝酸鋁、30份硝酸鋯、6份硝酸鈰和4份硝酸鎂混合后，加入水中溶解得到混合溶液，接著滴加氫氧化鈉溶液，過濾，將濾餅清洗后置于水中進行超聲分散，超聲分散的時間為15min，超聲分散的功率為500w，超聲分散的頻率為30kHz，然后水浴加熱，水浴加熱的溫度為85°C，水浴加熱過程中滴加硝酸至pH = 3?4，得到第一溶膠；
[0033]b、將正硅酸乙酯加入乙醇中溶解得到第二溶膠，然后向第二溶膠中滴加水，正硅酸乙酯與乙醇的體積比為7:3，正硅酸乙酯與水的摩爾比為3:1，再調節pH值至3?4，攪拌后得到第三溶膠，攪拌過程中滴加第一溶膠，第二溶膠和第一溶膠的重量比為25:9 ;
[0034]c、按摩爾份向乙醇中加入乙酰乙酸乙酯攪拌均勻后，再加入52份鈦酸正丁酯進行一次攪拌得到第四溶膠，一次攪拌的時間為2.6h ;向乙醇中加入5份硝酸鋅、3份硝酸鉻和1份硼酸拌均勻后得到第五溶液；將第五溶液滴加入第四溶膠中，接著進行二次攪拌，二次攪拌的時間為0.9h，再加入水，然后三次攪拌，三次攪拌的時間為20h，靜置28h得到第六溶膠；
[0035]d、按重量份將50份第三溶膠進行攪拌，在攪拌過程中滴加18份第六溶膠和5份水得到第七溶膠；將含司盤60的石蠟油進行水浴加熱，水浴加熱的溫度為52°C，接著滴加第七溶膠入石蠟油，然后攪拌，過濾，75°C干燥18h得到凝膠顆粒；
[0036]e、將凝膠顆粒升溫至170°C，保溫lh，然后以2°C /min的升溫速率升溫至650°C，保溫60min，然后升溫至760°C，保溫25min，冷卻得到反光玻璃微珠。
[0037]實施例2
[0038]本發明提出的一種反光玻璃微珠的制備方法，包括如下步驟:
[0039]a、按摩爾份將38份硝酸鋁、26份硝酸鋯、9份硝酸鈰和2份硝酸鎂混合后，加入水中溶解得到混合溶液，接著滴加氫氧化鈉溶液，過濾，將濾餅清洗后置于水中進行超聲分散，超聲分散的時間為20min，超聲分散的功率為400w，超聲分散的頻率為45kHz，然后水浴加熱，水浴加熱的溫度為75°C，水浴加熱過程中滴加硝酸至pH = 3?4，得到第一溶膠；
[0040]b、將正硅酸乙酯加入乙醇中溶解得到第二溶膠，然后向第二溶膠中滴加水，正硅酸乙酯與乙醇的體積比為11:3，正硅酸乙酯與水的摩爾比為12:1，再調節pH值至3?4，攪拌后得到第三溶膠，攪拌過程中滴加第一溶膠，第二溶膠和第一溶膠的重量比為4:1 ;
[0041]c、按摩爾份向乙醇中加入乙酰乙酸乙酯攪拌均勻后，再加入55份鈦酸正丁酯進行一次攪拌得到第四溶膠，一次攪拌的時間為2.3h ;向乙醇中加入8份硝酸鋅、2份硝酸鉻和3份硼酸拌均勻后得到第五溶液；將第五溶液滴加入第四溶膠中，接著進行二次攪拌，二次攪拌的