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1、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PRODUCTION OF GLASS BEADSShi Chengli Liang Zhongyou(Shandong Institute of Light Industry， Jinan, 250100)Abstract In the paper， authors introduce simply the production of glass beads.Keywords glass beads ； production1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，
2、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
3、 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142.11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
4、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1-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爆化
5、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1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
6、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，并通过布料器玻璃微珠的制备方法 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1400C时急剧减少而作为S
7、O2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SO 3反应放出。2及SO,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。破弱原料焰融鼓风I机图4粉末法制备空心玻璃微珠的工艺过程2。22液滴法图5为液滴法生产空心玻璃微珠的工艺流程.该方法采用的原料为水玻璃(SiO2/Na2O=2)，水玻璃 (Na O=14。7%)的溶液中含HO55.9%，取这种水溶液500份加入同量的五硼酸铵10%水溶液
8、，搅拌至混合均匀。然后将这种水溶液喷至喷雾干燥塔中，干燥塔入口温度390420C，出口温度140160C。回收的微珠组成为：SiO251.8%, Na2O25.4%, B2O311.6%, H2O12。2%,密度为0.19g/cm3。回收的微珠还 需在干燥机内干燥（300C）,干燥后微珠组成为：SiO256%, Na2O28%, BQ12。7%,H2O3.3%,密度为0。192g/cm3。风机no:燥辟千候机最风机200500制品储仓图5液滴法制备空心玻璃微珠的工艺流程2.23干燥凝胶法图 6 为其工艺流程。配料按如下的配方：Si（OCH ） 2595g, NaOCH 466g, Ca （OC
9、 H ） 3171g, Al （OC H ） 254 o3252 o4 93121g, B（OCH3） 3150g.将以上醇盐配料后放入稀HCl中加水分解，凝胶化后，在60C、150C下两阶段干燥后 成为干燥凝胶，然后用球磨机粉碎、分级后得到63177 m干燥凝胶粉。将凝胶粉投入立式1280C的电炉中 发泡，可制成平均粒度142 m、平均粒子密度为1.03g/cm3的空心玻璃微珠。HC1粉碎捕集干燥热处理 12S01C加水分辟凝胶 化M比口曙图6干燥凝胶法制备空心玻璃微珠的工艺流程3其它方法3。1叶轮抛射法它是用具有一定转速的叶轮（或齿轮）将垂直下流的玻璃液流束分离抛甩成玻璃液滴。液滴在被抛甩
10、过 程中因自身张力的作用而成珠.随后便冷却，固化，下落，由收尘装置收集。3.2煅烧法其工艺过程是：将碎玻璃料粉碎至所需的粒度，然后加入3%7%的隔离粉末（炭黑粉，石墨等隔离剂）， 湿润.充分混合均匀（以便使掺入的炭黑粉末较好地粘附在玻璃料外表面上），配合料由喂料系统送进电加热 成型炉内，加热到900C的高温时，玻璃颗粒软化（塑性），软化料在其自身表面张力的作用下形成珠体，珠 体冷却出炉后进入收集器，分离收集器内的粗粒隔离粉末，清洗玻璃微珠外表面的隔离剂黑色残渣，再对珠 体进行火焰（烘干）抛光，即可得到理想的玻璃微珠。参考文献1硅酸盐词典.北京：中国建筑工业出版社，1984, 5085092吴柏诚，巫羲琴.玻璃制造技术.北京：中国轻工业出版社，1993,341-3423杨裕国.玻璃制品及模具设计。北京：科学工业出版社，2003，494施其祥.道路标记用玻璃微珠的性能及其制造方法。云南建材，2004(4):21-245李启甲.功能玻璃。北京：化学工业出版社，2004,332-3346徐美君.玻璃微珠。中国玻璃，1990，(1) : 36-41
