CN114644441A - 一种不透明石英粉的混料方法及其混料装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不透明石英粉的混料方法及其混料装置，以硅油和乙醇为原料混合搅拌，将硅油和乙醇完全溶合，形成混合溶液；所得混合溶液、石英粉、石英微粉在密封在混料装置中上下翻转混料；再加入石英粉，继续密封并上下翻转混料装置；打开混料装置并对混料装置加热，停止加热进行保温；密封混料装置后继续上下翻转混料装置；重复操作打开并加热混料装置、保温、密封继续翻转混料后获得不透明石英粉。本发明混料装置结构简单，执行本发明混料方法所得石英粉流动性好，后期制备所得不透明石英玻璃气泡均匀，品质高。

Description

一种不透明石英粉的混料方法及其混料装置

技术领域

本发明属于不透明石英玻璃加工领域，具体涉及一种不透明石英粉的混料方法及其混料装置。

背景技术

不透明石英玻璃在材料内部均匀分散有小气泡，单位体积内气泡总表面积大，能增加热辐射线在石英玻璃内的散射，从而提高热辐射拦阻能力。

由于不透明石英玻璃具有纯度高、红外阻隔性能优异等特征，因此被广泛的用做半导体、太阳能制造设备中的隔热材料，比如外延、热处理腔体，氧化、扩散和化学气相沉积炉等。

作为反应腔的隔热材料，不透明石英玻璃可通过降低反应腔中向外的热损失以节省成本，而且可以延长加热部件的寿命。

不透明石英玻璃通常还被加工成法兰、装置、板等制品，并与透明石英玻璃组装或焊接，因此不透明石英玻璃还具有和透明石英玻璃类似的加工性能，可以冷加工磨削，也可以焊接。

不透明石英玻璃制作方式是将发泡剂与石英粉混合熔融，制备出不透明石英玻璃。传统的不透明石英玻璃是利用不同粒度的二氧化硅粉料或将超纯、粒度极细碳化硅、氮化硅、硅橡胶之类的固体发泡剂，此类发泡剂对其本身纯度和粒度要求较高，成本也较高。另一种不透明石英玻璃的加工工艺是利用有机硅油等液体发泡剂，但液态有机硅的表面张力和疏水性与石英粉混合效果不理想，加工而成的不透明石英玻璃质量不高。

不透明石英玻璃生产过程中，传统混料装置是采用金属材料制备成“双锥”、“V”型，利用混料装置旋转混料，由于石英玻璃纯度要求高，采用金属材料制备会造成成品污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种不透明石英粉的混料方法，以及用于执行该混料方法的混料装置，以解决现有技术中不透明石英玻璃生产加工成本高、成品质量不高的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种不透明石英粉的混料方法，包括如下步骤：

步骤一：以硅油和乙醇为原料混合搅拌，将硅油和乙醇完全溶合，形成混合溶液；

步骤二：将步骤一所得混合溶液、石英粉、石英微粉放入内设有若干高纯石英玻璃球的混料装置中，密封并上下翻转混料装置；

在混料装置中再加入石英粉，继续密封并上下翻转混料装置；

步骤三：打开混料装置并对混料装置加热，停止加热进行保温；密封混料装置后继续上下翻转混料装置；

步骤四：重复操作步骤三后获得不透明石英粉。

作为本发明的优选方案：

步骤一中，以50-1000ml硅油和50-2000ml乙醇为原料混合搅拌溶合形成混合溶液；

步骤二中，将步骤一所得100-3000ml混合溶液、50kg石英粉、1-100g石英微粉放入内设有若干高纯石英玻璃球的混料装置中，密封并上下翻转混料装置3-10h；

在混料装置中加入50kg石英粉，继续密封并上下翻转混料装置3-10h；

步骤三中，打开混料装置后加热至80-150℃，停止加热后保温3-10h；密封混料装置后上下翻转混料装置1-3h。

作为本发明的优选方案，所述步骤一中乙醇添加量是硅油添加量的2倍以上。

作为本发明的进一步优选方案：

步骤二中，将步骤一所得100-3000ml混合溶液、50kg石英粉、1-100g石英微粉放入内设有若干高纯石英玻璃球的混料装置中后，密封并上下翻转混料装置的时间为7h；

步骤二中，加入50kg石英粉后，继续密封并上下翻转混料装置的时间为7h；

步骤三中混料装置加热至温度为150℃。

作为本发明的进一步优选方案：所述步骤二中石英微粉的添加量为20-60g，石英微粉的粒度为800-1000目。

作为本发明的又一优选方案，

步骤一中，以400-600ml硅油和800-1200ml乙醇为原料混合搅拌溶合形成混合溶液；

步骤二中，将步骤一所得1200-1800ml混合溶液、50kg石英粉、粒度为800-1000目的石英微粉20-60g放入内设有若干高纯石英玻璃球的混料装置中，密封并上下翻转混料装置7h；

步骤二中，加入50kg石英粉，继续密封并上下翻转混料装置7h；

步骤三中，打开混料装置并对混料装置加热至150℃，停止加热后保温3-10h；密封混料装置后上下翻转混料装置1-3h。

本发明提供的用于执行上述混料方法的一种不透明石英粉混料装置，包括壳体，壳体包括金属外壳和内衬，内衬为特氟龙衬套，壳体上下中心分别设有上密封盖和下密封盖；壳体内设有若干高纯石英玻璃球，金属外壳与内衬之间设有加热层；加热层和内衬之间设有测温探头。

相比于现有技术，本发明提供的一种不透明石英粉的混料方法及其混料装置具有以下有益效果：

1、利用乙醇将硅油溶解，混合溶液提高了硅油的亲水性，容易粘附在石英粉表面，同时降低了硅油的粘度，粘度变小后的混合溶液能更均匀地与石英粉混合。

2、石英粉与液体添加剂混合后会潮湿，降低流动性，因此本发明利用80-150℃加热，即高于乙醇的沸点，又对硅油的蒸发损失影响小，利用此温度区间将混合料烘干，恢复石英粉的流动性，利于后期制备不透明石英玻璃。

3、烘干后会少量石英粉会有团聚、结块现象，单一的混料装置转动难以将结块的石英粉粉碎，因此混料装置中加入高纯石英玻璃磨球，在混料装置上下翻转过程中，高纯石英玻璃磨球与石英粉发生碰撞接触，粉碎团聚或结块的石英粉。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例个案，对本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中一种不透明石英粉的混料装置结构示意图；

图2为图1中A-A向剖视结构示意图。

附图标记：0-壳体、1-金属外壳、2-内衬、3-上端、4-中段、5-下端、6-上密封盖、7-下密封盖、8-高纯石英玻璃球。

具体实施方式

为了使本发明实施例的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明实施例行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体连接，也可以是可拆卸连接；可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

参见附图1-2所示，本发明实施例的一种不透明石英粉的混料装置，包括壳体0，该壳体0包括金属外壳1和内衬2，其中内衬2为特氟龙衬套；壳体0分段设置为上端3、中段4和下端5，上端3中心和下端5中心分别设有上密封盖6和下密封盖7；壳体0内设有若干高纯石英玻璃球8；金属外壳1与内衬2之间设有加热层；所述加热层和内衬之间设有测温探头。上密封盖6的直径大于下密封盖7的直径。上端3和下端5均呈梯形圆椎体结构。

上述实施例中，外壳采用金属材料，内衬为特氟龙衬套，避免混料装置对石英粉产生影响，防止混料装置对石英玻璃造成污染。上述混料装置中的若干高纯石英玻璃球金属杂质含量总和小于1ppm，用于磨碎结块的石英粉。

应用上述实施例的不透明石英粉混料装置的混料方法，其步骤包括：

步骤一：以50-1000ml硅油和50-2000ml乙醇为原料，在乙醇添加量是硅油添加量的2倍以上的基础上进行混合搅拌，将硅油和乙醇完全溶合，形成混合溶液；

步骤二：将步骤一所得100-3000ml混合溶液、50kg石英粉、粒度为800-1000目的石英微粉1-100g放入混料装置中，密封并上下翻转混料装置3-10h，加入50kg石英粉，继续密封并上下翻转混料装置3-10h；

步骤三：打开混料装置的上密封盖，通过加热层将混料装置加热至80-150℃，停止加热后保温3-10h，关闭上密封盖后上下翻转混料装置混合1-3h；

步骤四：重复操作步骤三后获得不透明石英粉。

采用上述混料方法时，硅油和乙醇混合比例、硅油的添加数量、混料时间、以及混料装置加热温度等都对不透明石英玻璃的产品质量及生产有着直接影响。

当硅油和乙醇的添加数量比例不同时，混合搅拌所得混合溶液的混合程度如下：

硅油添加量(ml)	乙醇添加量(ml)	混合溶液
			200	100	粘度大，不易混合
200	200	粘度较大，不易混合
			200	400	粘度较小，利于混合
200	600	粘度小，利于混合

当乙醇添加量是硅油添加量2倍以上后，混合溶液粘度较小，有利于混合溶液与步骤二所添加石英粉的混合。

在上述混料方法中，硅油添加数量不同时，采用本发明混料方法所得石英粉制成的不透明石英玻璃试验结果如下：

硅油添加量(ml)	不透明石英玻璃
		50-200	有透明部分出现
200-400	较少出现透明部分
		400-600	基本无透明部分，气泡尺寸均匀
600-800	较少出现大气泡部分，无透明部分
		800-1000	有大气泡部分出现

当硅油添加量为400-600ml时，乙醇添加量是硅油添加量2倍以上后，由本发明混料方法所得石英粉制成的不透明石英玻璃基本无透明部分，气泡尺寸均匀，不透明石英玻璃产品质量稳定。

在上述混料方法中，步骤三中打开混料装置后保温时间与关闭混料装置后翻转混料时间不同时，由本发明所得石英粉制成的不透明石英玻璃的试验结果如下：

当步骤三中打开混料装置后保温时间为7h，关闭混料装置后翻转混料时间为7h时，由本发明混料方法所得石英粉制成的不透明石英玻璃气泡尺寸均匀。

在上述混料方法中，步骤三中混料装置的加热温度不同时，所得混料的干燥程度及流动性试验结果如下：

混料筒加热温度(℃)	混料
		80	潮湿，流动性差
100	较潮湿，流动性差
		120	较干燥，流动性较差
150	干燥，流动性好

当步骤三中混料装置加热温度到150℃，所得混料干燥，流动性好，由本发明混料方法所得石英粉制成的不透明石英玻璃气泡均匀。

在上述混料方法中，石英微粉添加量不同时，由本发明所得石英粉制成的不透明石英玻璃试验结果如下：

石英微粉添加量(g)	不透明石英玻璃
		1-20	气泡均匀，外观有色差。
20-40	气泡均匀，外观色泽均匀。
		40-60	气泡均匀，外观色泽均匀。
60-80	有少量小气泡，外观色泽均匀。
		80-100	有小气泡，外观色泽均匀。

当步骤三中石英微粉添加量为20-60g时，由本发明所得石英粉制成的不透明石英玻璃气泡均匀,外观均匀。

以上显示和描述了本发明创造的基本原理，上述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，上述实施例和说明书中的描述只是说明本发明创造的原理，在不脱离本发明创造范围的前提下，凡在本发明创造的精神和范围之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种不透明石英粉的混料方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：以硅油和乙醇为原料混合搅拌，将硅油和乙醇完全溶合，形成混合溶液；

步骤二：将步骤一所得混合溶液、石英粉、石英微粉放入内设有若干高纯石英玻璃球的混料装置中，密封并上下翻转混料装置；

在混料装置中再加入石英粉，继续密封并上下翻转混料装置；

步骤三：打开混料装置并对混料装置加热，停止加热进行保温；密封混料装置后继续上下翻转混料装置；

步骤四：重复操作步骤三后获得不透明石英粉。

2.如权利要求1所述的混料方法，其特征在于：

所述步骤一中，以50-1000ml硅油和50-2000ml乙醇为原料混合搅拌溶合形成混合溶液；

所述步骤二中，将步骤一所得100-3000ml混合溶液、50kg石英粉、1-100g石英微粉放入内设有若干高纯石英玻璃球的混料装置中，密封并上下翻转混料装置3-10h；

在混料装置中加入50kg石英粉，继续密封并上下翻转混料装置3-10h；

所述步骤三中，打开混料装置后加热至80-150℃，停止加热后保温3-10h；密封混料装置后上下翻转混料装置1-3h。

3.如权利要求1或2所述的混料方法，其特征在于：所述步骤一中乙醇添加量是硅油添加量的2倍以上。

4.根据权利要求1或2所述的混料方法，其特征在于：

所述步骤二中，将步骤一所得100-3000ml混合溶液、50kg石英粉、1-100g石英微粉放入内设有若干高纯石英玻璃球的混料装置中后，密封并上下翻转混料装置的时间为7h；

所述步骤二中，加入50kg石英粉后，继续密封并上下翻转混料装置的时间为7h；所述步骤三中混料装置加热至温度为150℃。

5.根据权利要求4所述的混料方法，其特征在于：所述步骤二中石英微粉的添加量为20-60g，石英微粉的粒度为800-1000目。

6.如权利要求1所述的混料方法，其特征在于包括如下步骤：

所述步骤一中，以400-600ml硅油和800-1200ml乙醇为原料混合搅拌溶合形成混合溶液；

所述步骤二中，将步骤一所得1200-1800ml混合溶液、50kg石英粉、粒度为800-1000目的石英微粉20-60g放入内设有若干高纯石英玻璃球的混料装置中，密封并上下翻转混料装置7h；

所述步骤二中，加入50kg石英粉，继续密封并上下翻转混料装置7h；

所述步骤三中，打开混料装置并对混料装置加热至150℃，停止加热后保温3-10h；密封混料装置后上下翻转混料装置1-3h。

7.一种不透明石英粉的混料装置，其特征在于：执行如权利要求1-6中任一项所述方法的步骤，包括壳体，所述壳体包括金属外壳和内衬，所述内衬为特氟龙衬套，所述壳体上下中心分别设有上密封盖和下密封盖，壳体内设有若干高纯石英玻璃球；所述金属外壳与内衬之间设有加热层；所述加热层和内衬之间设有测温探头。

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