[发明专利]一种空心玻璃微珠的制备方法

权利要求书

1.一种空心玻璃微珠的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：混合料液制备，将硅酸钠均质溶液或溶胶或浆液、硅酸钙均质溶液或溶胶或浆液及硼酸钙均质溶液或溶胶或浆液加入到混合溶液储罐中进行混合制成均质的料液体系，向所述料液体系中加水使得料液体系中固含量为20%～25%；

步骤2：喷雾干燥，将步骤1制备的料液体系输送至喷雾干燥设备制成空心玻璃微珠半成品，干燥热风温度为600～800℃；

步骤3：高温强化，所述空心玻璃微珠半成品经过400～550℃热风高温强化，制成成球率大于85%的微米级空心玻璃微珠成品。

2.根据权利要求1所述一种空心玻璃微珠的制备方法，其特征在于，步骤1所述料液体系中硅酸钠：硅酸钙：硼酸钙的重量比例为1:0.005～0.01:0.05～0.1。

3.根据权利要求1所述一种空心玻璃微珠的制备方法，其特征在于，步骤3所述高温强化是将所述空心玻璃微珠半成品、煤层气、过滤空气分别经由不同的管道从强化炉的底部通入强化炉内，煤层气燃烧后加热所述空心玻璃微珠半成品及过滤空气，经在强化炉内换热，所述空心玻璃微珠半成品由过滤空气垂直向上输送经由强化炉上端的送风系统快速冷却并送入收集装置收集制成的空心玻璃微珠成品。

4.根据权利要求1所述一种空心玻璃微珠的制备方法，其特征在于，步骤2中制备的所述空心玻璃微珠半成品的平均粒子密度小于0.6g/cm³，含水量为12%，粒径范围为5～120微米。

5.根据权利要求1所述一种空心玻璃微珠的制备方法，其特征在于，步骤1包括以下步骤：

步骤101：制备硅酸钠溶液，向一定量的粉状NaOH中加入20℃～25℃的水配制成质量分数为25%的液碱，将所述碱液送入配料罐中；将SiO₂粉体在连续搅拌的条件下投入到所述配料罐中，其中所述NaOH与所述SiO₂粉体的摩尔比为2：2.6；再将所述配料罐内的料液送入到第一反应釜的水中，不断搅拌，80℃～100℃充分反应后的得到均质硅酸钠溶液或溶胶或浆液；

步骤102：将CaO与SiO₂按照摩尔比1：1的混合的混合固体投入到第二反应釜内的水中制成浆料，水与所述混合固体的质量比为5：1；加热所述第二反应釜至120℃～130℃，所述浆料在搅拌叶带动下做旋转流动，使得反应浆料不沉降，混合均匀；反应完成后的得到均质硅酸钙溶液或溶胶或浆液；

步骤103：将CaO与H₃BO₃按照摩尔比0.16：1投入到第三反应釜内的水中，第三反应釜内CaO与H₃BO₃与水的摩尔比为0.16：1：3.3，调节PH值在11以下；加热使第三反应釜内料液的温度控制在85～105℃之间，充分反应后的得到均质硼酸钙溶液或溶胶或浆液。

6.根据权利要求4所述一种空心玻璃微珠的制备方法，其特征在于，所述第一反应釜及所述第二反应釜内的料液是通过向所述第一反应釜及第二反应釜中通入蒸汽进行加热。

7.根据权利要求1至6任一项所述一种空心玻璃微珠的制备方法，其特征在于，步骤2所述喷雾干燥，是将混合料液由送料泵吸入并被压送至位于干燥塔顶的高速离心雾化器中，从雾化盘的喷孔中喷出，在离心力和空气的摩擦作用下形成细小的雾滴，且位于塔体下部的燃烧炉内燃烧的煤层气使炉内升温，热风通过热风分布器均匀的分布在雾化盘周围；雾滴随着热气流的方向运动，与旋流的热空气充分接触，运动过程中的雾滴中的水汽化使雾滴膨胀形成气泡，当气泡的表面张力与水蒸气的压力平衡时，气泡停止膨胀，气泡外壳脱水干燥成玻璃态薄膜；不同粒径与重量的空心玻璃微珠半成品由干燥塔底部和旋风分离器回收。

8.根据权利要求6所述一种一种空心玻璃微珠的制备方法，其特征在于，所述喷雾干燥的出风口温度为140～180℃。

9.根据权利要求1至6任一项所述一种空心玻璃微珠的制备方法，其特征在于，还包括步骤4，将步骤3制成的空心玻璃微珠进行表面改性：将有机硅防水剂用喷雾干燥机雾化后均匀喷射在所述空心玻璃微珠表面，干燥处理后得到表面改性后的憎水空心玻璃微珠。

10.一种权利要求1至9任一项所述的一种空心玻璃微珠的制备方法制备的空心玻璃微珠在油漆涂料、复合泡沫、汽车零部件、原子灰、代木、人造大理石、玻璃钢、轻质塑料、航天航海器部件、乳化炸药敏化剂、浮力材料、油气田开采固井水泥浆、钻井液、密封材料、保温材料中的用途。