一种熔融石英空心球的制备方法
技术领域
本发明属于石英空心球制备领域,尤其涉及一种熔融石英空心球的制备方法。
背景技术
耐火氧化物空心球气孔结构密闭,热阻大,可以直接作为高温窑炉的绝热填充料,或者做成空心球制品以及配制轻质浇注料,在高温节能领域应用广泛。相对于氧化铝,氧化锆等氧化物,熔融石英具有热膨胀系数下,热导率低,熔融石英空心球具有抗热震性好、隔热效果优秀等优点,在高温节能领域具有广阔的市场前景。
熔融石英熔体粘度远大于氧化铝、氧化锆等熔体,无法喷吹成球,不能采用传统吹制方法制备熔融石英空心球。专利申请(201210000062.3)报道了成球载体滚球方法制备熔融石英空心球。该专利采用聚苯乙烯球、聚乙烯球以橡胶球等有机高分子球作为成球载体。首先将高分子球放入滚球机,加入液体结合剂,使结合剂浸润高分子球;然后加入熔融石英粉,高分子球表面包裹熔融石英粉;最后成球物干燥后,在1100—1200℃烧结得到粒径为2—5mm的熔融石英空心球。上述专利所述方法虽然制备过程简单易控,但是制备粒径小于2mm的空心球时,容易出现成球率低、空心球壁厚较厚等问题,而且专利采用聚苯乙烯球、聚乙烯球以橡胶球等有机高分子球作为成球载体,在烧结熔融石英空心球时,成球载体氧化热解放出甲苯、苯乙烯、苯乙烯聚合物、CO等有毒气体,严重污染大气环境,不符合绿色环保发展的主题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种熔融石英空心球的制备方法。首先制备熔融石英发泡浆料,然后发泡浆料通过网孔进入热空气干燥装置进行快速干燥,收集得到球形坯体;最后烧结得到熔融石英空心球。与现有技术相比,本发明制备过程不产生有毒气体,绿色环保,生产效率高,适合工业化生产。
本发明采用如下技术方案如下:
一种熔融石英空心球的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:
(1)以熔融石英为原料,加入水、分散剂、稳泡剂球磨混合1—2小时得到浆料,向浆料里加入发泡剂,进行球磨、发泡,得到发泡浆料;
(2)将发泡浆料通过网孔形成液滴,将液滴送至热空气干燥装置,液滴与热空气充分接触实现快速干燥,然后在热空气干燥装置底部收集熔融石英球形坯体;
(3)对收集的熔融石英球形坯体进行热处理得到熔融石英空心球。
进一步的,所述的水用量是熔融石英质量的20—30%。
进一步的,所述的分散剂是六偏磷酸钠、聚乙二醇基聚合物FS10或聚羧酸脂基聚合物FS20中的一种,分散剂的用量是熔融石英质量的0.5—1%。
进一步的,所述的稳泡剂是水溶性淀粉、水溶性树脂中的一种,稳泡剂的用量是熔融石英质量的2—3%。
进一步的,发泡剂是十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种,发泡剂的用量是熔融石英质量的1—2%。
进一步的,所述的网孔孔径0.5—2mm,材质为不锈钢。
进一步的,热空气干燥装置热空气温度200—300℃。
进一步的,热处理工艺的升温速率3—6℃/min,处理温度1100—1250℃,保温时间为0.5—2小时。
本发明有如下有益效果:
本发明制备熔融石英空心球不产生有毒气体,绿色环保;本发明通过调整网孔大小,可实现对熔融石英空心球的调控;本发明过程简单,生产成本低,适合工业化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的说明:
一种熔融石英空心球的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:
(1)以熔融石英为原料,加入水、分散剂、稳泡剂球磨混合1—2小时得到浆料,向浆料里加入发泡剂,进行球磨、发泡,得到发泡浆料;
(2)将发泡浆料通过网孔形成液滴,将液滴送至热空气干燥装置,液滴与热空气充分接触实现快速干燥,然后在热空气干燥装置底部收集熔融石英球形坯体;
(3)对收集的熔融石英球形坯体进行热处理得到熔融石英空心球。
所述的水用量是熔融石英质量的20—30%。
所述的分散剂是六偏磷酸钠、聚乙二醇基聚合物FS10或聚羧酸脂基聚合物FS20中的一种,分散剂的用量是熔融石英质量的0.5—1%。
所述的稳泡剂是水溶性淀粉、水溶性树脂中的一种,稳泡剂的用量是熔融石英质量的2—3%。
发泡剂是十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种,发泡剂的用量是熔融石英质量的1—2%。
所述的网孔孔径0.5—2mm,材质为不锈钢。
热空气干燥装置热空气温度200—300℃
热处理工艺的升温速率3—6℃/min,处理温度1100—1250℃,保温时间为0.5—2小时。
实施例1
称取1000g熔融石英粉,200g水,10g六偏磷酸钠和 20g水溶性淀粉,放入球磨罐中,球磨1小时,加入20g十二烷基硫酸钠,球磨发泡。
将发泡浆料通过孔径为0.5mm网孔,形成液滴直接进入热空气干燥装置,液滴与200℃热空气充分接触实现快速干燥,在装置底部收集得到熔融石英球形坯体。将收集的坯体进行热处理3℃/min升温到1100℃,保温2小时。
所得到熔融石英空心球粒径为0.6—0.8mm,堆积密度0.6g/cm3。
实施例2
称取1000g熔融石英粉,250g水,8g聚乙二醇基聚合物FS10和 25g水溶性树脂,放入球磨罐中,球磨1.5小时,加入15g十二烷基硫酸钠,球磨发泡。
将发泡浆料通过孔径为1mm网孔,形成液滴直接进入热空气干燥装置,液滴与250℃热空气充分接触实现快速干燥,在装置底部收集得到直径为1.3—1.6mm熔融石英球形坯体。将收集的坯体进行热处理5℃/min升温到1200℃,保温1小时。
所得到熔融石英空心球粒径为1.3—1.6mm,堆积密度0.8 g/cm3。
实施例3
称取1000g熔融石英粉,300g水,5g聚羧酸脂基聚合物FS20和 30g水溶性淀粉,放入球磨罐中,球磨2小时,加入10g十二烷基苯磺酸钠,球磨发泡。
将发泡浆料通过孔径为2mm网孔,形成液滴直接进入热空气干燥装置,液滴与200℃热空气充分接触实现快速干燥,在装置底部收集得到熔融石英球形坯体。将收集的坯体进行热处理6℃/min升温到1250℃,保温0.5小时。
所得到熔融石英空心球粒径2.4—2.8mm,堆积密度1.0g/cm3。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。