玻璃微珠的制备方法.docx

玻璃微珠的制备方法
石成利梁忠友
（山东轻工业学院，济南，250100）
摘要本文简要介绍了玻璃微珠的制备方法。
关键词玻璃微珠；制备
PRODUCTIONOFGLASSBEADS
ShiChengliLiangZhongyou
（ShandongInstituteofLightIndustry,Jinan,250100）
AbstractInthepaper,authorsintroducesimplytheproductionofglassbeads.
Keywordsglassbeads；production

1前言
玻璃微珠是指直径几微米到几毫米的实心或空心玻璃珠，有无色和有色的。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。
玻璃微珠随用途不同，其化学组成也各不相同，常用的组成有钠钙玻璃、硼硅玻璃、含锆玻璃、含钛玻璃及高硅氧玻璃等。
玻璃微珠的生产最早始于美国，二次大战后，欧洲各国逐步开始工业生产。随着科学技术的进一步发展，玻璃微珠的独特性能逐步被人们认识。因而其生产技术也得到了不断发展和改善，产品的品种、规格日益增加，应用领域不断扩大，国际市场需求量日益增大。本文简要介绍了目前常用的玻璃微珠的制备方法。
2玻璃微珠的制备方法
目前有关玻璃微珠的生产方法有十多种，下面介绍常用的几种。
2.1实心玻璃微珠的制备方法[1～4]
2.11粉末法
粉末法是由美国1175224专利提出的，基本原理是将玻璃粉碎成要求的颗粒，经过筛分，在一定温度下通过均匀加热区，使玻璃颗粒熔融，在表面张力作用下形成微珠。图1为粉末法制取实心玻璃微珠的简图。立筒2的外壁用空气冷却，空气从喷嘴2中喷出，圆形排列的煤气喷嘴3位于立筒下部的1/3处，玻璃颗粒贮于容器4中，通过管道5送入立筒内的熔融区，当开始熔融和形成微珠时，它立即为向上流动的燃烧气体带出立筒，落在出口处的漏斗上，经过管7进入收集器的8中。
粉末法生产的关键是选择空气喷嘴，喷嘴所形成的气流可以确保微珠能上升到顶部，使重的粒子沉在底部。
粉末法的优点是能制造硬质玻璃微珠，球径易于控制，得球率高。缺点是生产周期长，产量低，成本高，能耗大。

图1粉末法制备实心玻璃微珠简图
立筒；2—空气喷嘴；3—煤气喷嘴；4—容器；
5—管道；6—漏斗；7—管道；8—收集器
2.12熔液法
将玻璃配合料熔化成玻璃液，用高速气流喷吹，玻璃液滴由于表面张力形成微珠。图2为熔液法制取实心玻璃微珠的简图。在熔炉1中经熔化了的玻璃2经耐热钢管3漏出成为料流4。在耐热钢管的一侧装有高压喷嘴5，由高压喷嘴喷出的热蒸汽或热空气把料流4吹散成纤维状的玻璃，在其四周装有高压喷灯6，在它喷出的高压火焰7的作用下将纤维状的玻璃收缩成为微珠，微珠会因为自重而落入收集器8中。
熔液法的优点是生产成本低，产量高。缺点是球径不易控制，会产生纤维或棉状杂质或带尾巴状的微珠等。

图2熔液法制备实心玻璃微珠简图
熔炉；2—熔融玻璃；3—耐热钢管；4—料流；
5—高压喷嘴；6—高压喷灯；7—高压火焰；8—收集器
2.13火焰飘浮法
图3为火焰飘浮法制备实心玻璃微珠的工艺流程，将无色的碎玻璃粉碎成所需的粒度，并通过布料器将玻璃粉末均匀地投入到特制的成珠炉中，在热态的高温气流中加热熔融，在玻璃表面张力作用下形成球状的玻璃珠。为防止微珠间的相互粘连，在粒子受热成珠的同时处于飘浮状态，再经过必要的冷却、回收、分级，最终得到所需要的不同粒径的玻璃微珠。

图3火焰飘浮法制备实心玻璃微珠工艺流程
2.2空心玻璃微珠的制备方法[5]
2.21粉末法
玻璃的发泡是采用玻璃生产中常用的芒硝（Na2SO4），玻璃化时芒硝中SO3一部分成为SO2排往大气，另一部分则被玻璃溶解吸收。SO3在玻璃中的溶解度在玻璃重新升至1400℃时急剧减少而作为SO2和O2放出，粉末法即是利用这一重沸现象生产空心微珠。
粉末法的生产工艺流程如图4所示。在配料时将芒硝加入，在不引起重沸而使SO3挥发条件下熔融后水淬成熔块，制成的熔块用球磨机粉碎，振动筛分级后，将玻璃粉投入到发泡炉中，重沸使玻璃中的SO3反应放出O2及SO2，使玻璃发泡，同时玻璃熔化后因其表面张力成珠，然后由收尘设备收集。

图4粉末法制备空心玻璃微珠的工艺过程
2.22液滴法
图5为液滴法