CN107640902B

CN107640902B - 一种高折射玻璃微珠及其制备方法

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Publication number: CN107640902B
Application number: CN201710946788.9A
Authority: CN
Inventors: 方之耀; 张学德; 陈正远
Original assignee: Jiangxi Sheng Hui Optical And Technology Innovation Co ltd
Current assignee: Jiangxi Sheng Hui Optical And Technology Innovation Co ltd
Priority date: 2017-10-12
Filing date: 2017-10-12
Publication date: 2020-07-31
Anticipated expiration: 2037-10-12
Also published as: CN107640902A

Abstract

本发明就是要提供一种高折射玻璃微珠及其制备方法，包括氧化钡28.3%，氧化钙8.9%，氧化锆8%，氧化锌4.5%，硼酸3.5%，氧化铝2.5%，余量为玻璃微珠稳定添加剂，所述玻璃微珠稳定添加剂为硬脂酸铝和/或硬脂酸锌的混合,经球磨粉碎，分离，成珠球化等制备出的高折射性的玻璃微珠；所述成珠球化采用纯氧加燃气球化方式进行，是将粉碎后的玻璃粉通过纯氧加燃气火焰燃烧器，成球状后，再快速进行冷却；具有较强的反射光性能，作为道路标识可以大幅提高其反光效果，提高雨夜道路汽车行车安全性。

Description

一种高折射玻璃微珠及其制备方法

技术领域：

本发明涉及玻璃微珠及制备方法，特别是一种高折射玻璃微珠及其制备方法。

背景技术：

玻璃微珠是指直径几微米到几百微米的实心或空心玻璃珠。分直径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。

目前市场上应用于交通标识、美术宣传等使用的反光玻璃微珠，普遍都是常用的一般折射率的玻璃微珠，对于一般折射率的反光玻璃微珠在公路道路和交通中，作为是反光标识或者是道路路面标识使用，存在着反光性能不足或者是叫反光距离不够，尤其是雨夜天道路交通上的能见度大为降低，公路面上的反光地标线在潮湿或被雨水浸湿后反光效果大幅度的降低，二三十米远的距离即难以路面上的交通标识，因此极易造成交通事故的发生。高折射率的玻璃微珠则是具有较强的反光效果与反光功能，因而越来越受到市场重视，而对于需要使用高反射性能的高折射玻璃微珠，由于其应用越来越广。市场上难以满足其现实需要。

目前市场上制备玻璃微珠的方法较多如粉未法，熔液法，火焰飘浮法等，但其均是制备一般的折射率的玻璃微珠，对于制备高折射玻璃微珠及其方法还不常见。特别是对于玻璃微珠的成珠燃烧方面，通常是仅采用单一的纯空气或燃气的方式，制备出的玻璃微珠难以达到高折射率的要求，因此如何来提供一种高折射玻璃微珠及其制备方法，是当前玻璃微珠制备企业的现实需要。

发明内容：本发明就是要提供一种高折射玻璃微珠及其制备方法，其包括二氧化钛、氧化锆等及玻璃微珠稳定添加剂等，经球磨粉碎，分离，成珠球化等制备出的高折射性的玻璃微珠，具有较强的反射光性能，作为道路标识可以大幅提高其反光效果，提高雨夜道路汽车行车安全性。

本发明一种高折射玻璃微珠，包括如下质量组分组成，.二氧化钛41-55%，氧化钡20-45%，氧化钙2-15%，氧化锆1-10%，氧化锌2-10%，硼酸0.5-5%，氧化铝 0.5-15%，适量的玻璃微珠稳定添加剂。

本发明一种高折射玻璃微珠，优选是由如下质量比组分组成，

二氧化钛49.8%，氧化钡28.3%，氧化钙8.5%，氧化锆5%，氧化锌 3.0%，硼酸 3.0%，氧化铝2.0%，余量为玻璃微珠稳定添加剂。

进一步的，是所述玻璃微珠稳定添加剂为硬脂酸铝和/或硬脂酸锌的混合。更进一步的是所述加入的玻璃微珠稳定添加剂是由硬脂酸铝和硬脂酸锌按质量比为各50%的比例加入。

所述高折射玻璃微珠的折射率2.13-2.24，比重4.0-4.8，亮度50-250，粒径范围5-100微米。

本发明的另一目的是提供一种高折射玻璃微珠的制备方法，将按质量配比要求的原料，通过检验、配料，熔化、淬冷、烘干，再经球磨粉碎，分离，成珠装置成珠球化，最后筛分处理为高折射玻璃微珠。

优选的，是一种高折射玻璃微珠的制备方法，其所述烘干利用余热进行处理。

本发明所述一种高折射玻璃微珠的制备方法，其优选是，所述成珠球化采用纯氧加燃气球化方式，是将粉碎后的玻璃粉通过纯氧加燃气火焰燃烧器，成球状后，再快速进行冷却。

本发明所述一种高折射玻璃微珠的制备方法，优选是所述成珠球化采用纯空气加燃气球化方式，是将粉碎后的玻璃粉通过纯空气加燃气火焰燃烧器，火焰带着玻璃粉成球状后冲到水里淬冷，然后快速冷却；或是采用空气添加氧气加燃气球化方式，是将粉碎后的玻璃粉通过空气添加氧气加燃气火焰燃烧器，火焰带着玻璃粉成球状后冲到水里淬冷，得到快速冷却。

本发明利用上述制备方法制备的高折射玻璃微珠，具有高折射率，且可以利用现有生产工艺装置进行生产制备，大幅度降低了高折射玻璃微珠的生产成本，制备形成的高折射玻璃微珠外形状均匀，形状圆润，其反光强度大，利用其制备成的道路反光标识有效反光距离更长，反光耐侯性更好，无论晴雨天反光标识清晰明亮。

具体实施方式：下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

通过下述实施例将有助于进一步理解本发明，但不限制本发明的内容。实施例中除另有说明外其余未说明之处均是指质量或质量比。

本发明公开一种高折射玻璃微珠，按如下质量组分组成，二氧化钛41-55%，氧化钡20-45%，氧化钙2-15%，氧化锆1-10%，氧化锌2-10%，硼酸0.5-5%，氧化铝 0.5-15%，余量为玻璃微珠稳定添加剂。所述玻璃微珠稳定添加剂为硬脂酸铝和/或硬脂酸锌的混合；优选的是使用硬脂酸铝和硬脂酸锌各按50%的质量比例混合。

具体制备方法是可以采用普通玻璃微珠的制备，优选使用下述方法进行制备，即将按质量配比要求的原料，熔化熔化、淬冷、烘干处理，再经球磨粉碎，磁选，分离，成珠装置即成珠炉成珠球化，最后筛分处理为高折射玻璃微珠。

在上述制备工艺中烘干处理时利用回收余热进行处理，而成珠球化时使用采用纯氧加燃气球化方式，是将粉碎后的玻璃粉通过纯氧加燃气火焰燃烧器，成球状后，再快速进行冷却；或采用纯空气加燃气球化方式，是将粉碎后的玻璃粉通过纯空气加燃气火焰燃烧器，火焰带着玻璃粉成球状后冲到水里淬冷，然后快速冷却；或是采用空气添加氧气加燃气球化方式，是将粉碎后的玻璃粉通过空气添加氧气加燃气火焰燃烧器，火焰带着玻璃粉成球状后冲到水里淬冷，得到快速冷却。所述筛分处理时使用掁动筛、摇摆筛和或方筛进行筛分处理。

本发明方法制备的高折射玻璃微珠，经相关部门检测，各项技术指标如下：

表1

序号	项目	技术指标
			1	外观	白色或微黄
2	比重g/cm<sup>2</sup>	4.0-4.8
			3	失透率	＜5
4	不圆度	＜5
			5	粒径范围微米	5-100
6	折射率(nd)	2.13-2.24
			7	亮度	50-250
8	有效反光距离（米）	>100
			9	干燥道路表面反光性能（mcd/m<sup>2</sup>.lux）	284-346（应用在道路珠）
10	雨天道路表面反光性能（mcd/m<sup>2</sup>.lux）	150-220（应用在道路珠）
			11	产品颜色	白色或微黄

说明，利用本发明方法制备出的高折射玻璃微珠一般透明圆球体，在上述高折射率范围内，表现出较高的反光性能，即显示较强逆反射性，如一般的玻璃微珠反光性在雨天不超过100 mcd/m2.lux，通常是在50 mcd/m2.lux左右，在大雨时甚至表现为没有反光性。而在干燥的情况下或是在晴天其玻璃微珠的反光性也仅是在100-150 mcd/m2.lux。而本发明制备的高折射玻璃微珠反光性能达284-346 mcd/m2.lux。有效反光距离同样达100米以上。说明本发明的高折射玻璃微珠在干燥或下雨天的情况下具有较高的反光性能，因而作为道路标识作用可提供较高的可见度。

实施例

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6
							二氧化钛	49.8	45.2	41.5	51	44	48
氧化钡	28.3	32.3	26.5	25	33	29
							氧化钙	8.5	9.2	13.3	8	10	8
氧化锆	5	4.3	6.3	8	7	5
							氧化锌	3	3.5	5.2	3	2	4
硼酸	3	1.8	3.2	2	2	3
							氧化铝	2	1.2	2.4	2	1	2
硬脂酸铝	0.2	1.8	1.3	0.5	0.5	0.4
							硬脂酸锌	0.2	1.2	1.3	0.5	0.5	0.6
折射率（nd）	2.23	2.16		2.21	2.18	2.19
							粒径范围（微米）	95	83	82	94	91	87
比重（g/cm<sup>2</sup>）	4.6	4.1	4.2	4.5	4.6	4.3
							干燥道路表面反光性能（mcd/m<sup>2</sup>.lux）	345（应用在道路珠）	326	321	325	298	312
雨天道路表面反光性能（mcd/m<sup>2</sup>.lux）	220（应用在道路珠）	210	213	219	218	212
							亮度	248	238	236	249	243	240

制备工艺：玻璃原料检验、配料、玻璃熔化、熔融体淬冷、烘干、粉碎、喷枪火焰、经若干级次的破碎烘干，再经球磨粉碎，分离，成珠炉成珠球化，最后筛分处理为高折射玻璃微珠。

以上所述仅为本发明之较佳实施例而己，并非以此限制本发明的实施范围，凡熟悉此项技术者，运用本发明的原则及技术特征，所作的各种变更及装饰，皆应涵盖于本权利要求书所界定的保护范畴之内。

Claims

1.一种高折射玻璃微珠，其特征是由如下质量比组分原料组成，二氧化钛49.8%，氧化钡28.3%，氧化钙8.5%，氧化锆5%，氧化锌 3.0%，硼酸 3.0%，氧化铝2.0%，余量为玻璃微珠稳定添加剂；

所述玻璃微珠稳定添加剂为硬脂酸铝和硬脂酸锌的混合，其中硬脂酸铝0.2%和硬脂酸锌0.2%，

控制所述高折射玻璃微珠的折射率2.23，比重4.6，亮度248，粒径为95微米。

2.根据权利要求1所述的高折射玻璃微珠的制备方法，将按质量配比要求的原料，通过检验、配料，熔化、淬冷、烘干，再经球磨粉碎，分离，成珠装置成珠球化，最后筛分处理为高折射玻璃微珠；

所述烘干利用余热进行处理；

所述成珠球化采用纯氧加燃气球化方式进行，是将粉碎后的玻璃粉通过纯氧加燃气火焰燃烧器，成球状后，再快速进行冷却；

或是采用纯空气加燃气球化方式，是将粉碎后的玻璃粉通过纯空气加燃气火焰燃烧器，火焰带着玻璃粉成球状后冲到水里淬冷，然后快速冷却；

或是采用空气添加氧气加燃气球化方式，是将粉碎后的玻璃粉通过空气添加氧气加燃气火焰燃烧器，火焰带着玻璃粉成球状后冲到水里淬冷，得到快速冷却。