一种彩色玻璃微珠的制备方法
专利名称：一种彩色玻璃微珠的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种玻璃微珠的制备方法，特别涉及一种彩色玻璃微珠的制备方法。
背景技术：
玻璃微珠是近年来发展起来的一种用途广泛、性能特殊的新型材料。该产品由硅酸盐原料加工而成，粒度为10 250微米。该产品具有质轻、低导热、较高的强度、良好的化学稳定性等优点，其表面经过特殊处理具有亲油憎水性能，非常容易分散于有机材料体系中。玻璃微珠已被广泛应用于航空航天机械的除锈中，城市交通道路的斑马线、禁停线、双黄线的夜间反光、和交通标志牌的夜间反光装置中。目前，玻璃微珠的制备方法主要有粉末喷吹法，熔液法，火焰漂浮法，叶轮抛射法，及煅烧法等。这些方法制备的出来的玻璃微珠一般都为无色透明状的玻璃微珠制品。·
CN1792920公开了一种彩色高折射率玻璃微珠，它由TiO2-ZrO2-SiO2体系构成，各原料的重量百分比为Ti022 2 50%,Zr025 35%,Si028 40%,A12035 10%,B2035 10%, ZnOl 5%，BaOO. 5 20%，着色剂 2 5%。着色剂主要有 NiO，CuO, BaO+ZnO,CuO+MgO, Sb2O3, CoO,能使玻璃微珠呈现各种颜色。该方法制备彩色玻璃微珠的思路是先通过制备彩色玻璃，然后制备彩色玻璃微珠。此方法最大的问题在于所制备的彩色玻璃微珠颜色单一，颜色深度不够，且工艺复杂，应用不灵活。CN102010130A公开了一种彩色玻璃微珠的制备方法,该方法所制备的玻璃微珠内含有均匀彩色物质，可广泛应用于装饰。文中没有公开详细的制备工艺。此外，在玻璃珠内部制备颜色物质，一般都在玻璃微珠制作前期加入各种色料，使之均勻分布于微珠各个部位，形成本色玻璃珠。该工艺制备工艺复杂，成本高。CN1792928公开了一种空心玻璃微珠表面镀银的方法及其镀银空心玻璃微珠。本发明采用化学镀的方法，在镀银前，先对空心玻璃微珠表面进行敏化处理和活化处理，让该表面包裹一层作为催化核的活化层；然后有原位化学沉积的方法镀银。这样就避免空心玻璃微珠的团聚，加快了氧化还原反应的速度，降低了生产成本，又极大地提高了成品率。得到的是以空心玻璃微珠为基核、其外包裹有活化层和金属银层的镀银空心玻璃微珠。该方法在玻璃微珠表面镀制的是一种金属膜层。该方法已经改变了玻璃微珠原有的表面光泽度，应用于装饰领域，成本高，工艺复杂。Chun Shen等(Chun Shen, Yujun Wang, JianhongXujYangcheng Lu，Guangsheng Luo. Preparaion and ion exchange properies ofegg-shell glass beads with different surface morphologies[J]Particuology,2012(10) :317 - 326.)通过在高压反应釜中使玻璃微珠表面通过离子交换制备了含Ni离子的玻璃微珠。同时与含银和含铜的平板试样进行了对比。该方法虽然制备过程离子交换温度低，但是，试样需要在高压釜中长时间静置后才能制备而成，制备工艺复杂，设备投资大，不利于大规模生产。综上所述，玻璃微珠是一种性能优越，应用广泛的材料。目前工业化生产以无色透明的玻璃微珠微珠，颜色较单一，装饰效果较差。而有关彩色玻璃微珠的制备大都是先通过制备彩色玻璃粉，然后再制备彩色玻璃微珠，存在生产成本高，颜色单一，颜色不稳定等缺点。尤其是在制备大红色，棕色，黄色玻璃微珠方面，工艺更是无法满足要求。而关于不改变现有玻璃微珠表面光泽性，表面光滑，所制备的微珠颜色丰富，颜色鲜艳，制备工艺简单易行，设备简单，投资低，生产成本低的制备彩色玻璃的方法显有报道。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种表面光滑，颜色丰富，工艺简单，成本低廉的彩色玻璃微珠的制备方法。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是第一步母体玻璃微珠的制备 I)首先，按质量分数将63 80%的SiO2, 5 9%的CaO，10 18%的Na2O, I 3%的K2O,I 3%的Al2O3,1 3%的ZnO和O. I 1%的Sb2O3粉体混合均匀后，形成配合料； 2)然后，将配合料的一半加入已经升温至1300°C的刚玉坩埚中；然后，通过10分钟升温至1450°C，并保温20分钟；再将剩余配合料加入刚玉坩埚中，10分钟升温至1400 14500C，保温60min后，将熔制好的玻璃液倒入水中水淬；3)然后，将水淬后的玻璃渣捞出，烘干后采用粉磨分级，所用玻璃粉体粒径范围为10 200 μ m ；4)最后，将分级后的玻璃粉通过成珠炉中球化成珠，球化温度为110(Tl350°C，收集球化后的微珠，得无色透明母体玻璃微珠；第二步着色离子扩散料浆的制备I)首先，按质量比 AgNO3 =CuCl =Cu2O SnO =FeSO4 ·7Η20 /Κ :甘油糊精锌粉煤粉=(O 10) : (O 15) : (O 10) : (3 5) : (5 8) : (8 15) : (O 5) : (O 2) : (O 2) : (O 2)分别称取各种物料；2)然后，将水、甘油、糊精放入烧杯中搅拌混合均匀后，将其加入到AgN03、CuCl、Cu20、SnO、FeSO4 · 7H20、锌粉、煤粉的混合料中，搅拌均匀；3)最后,将搅拌均勻的混合料衆倒入球磨罐中，球磨3 10小时后过400目标准筛，得彩色玻璃微珠用着色离子扩散料浆；第三步彩色玻璃微珠的制备I)首先，将已制备的母体玻璃微珠加入混料机中，按照每100克母体玻璃微珠加入I毫升着色离子扩散料浆，向混料机中加入所需着色离子扩散料浆，混合3 10分钟后即形成混合料；2)然后，将混合料倒入不锈钢模具中，并均匀铺料，铺料厚度为3 5cm ;3)最后，将装有混合料的不锈钢模具移入已升温至550 650°C的炉中，保温5 10分钟后，迅速取出不锈钢模具，冷却后将试样表面多余的铜盐及银盐洗掉即得离子扩散着色的彩色玻璃微珠。所述的SiO2通过石英砂引入，纯度为99.9%，粒度为150目。所述的CaO、Na20、K2O> A1203、ZnO> Sb2O3分别由分析纯的碳酸I丐，碳酸钠，碳酸钾，
氢氧化铝、氧化锌、三氧化二锑引入。本发明通过离子交换着色方法对所制备的无色透明玻璃微珠进行着色，避免了传统制备方法中颜色单一，颜色不稳定，生产成本高等缺点。同时，该方法还可以对现有的各种规格的无色玻璃微珠直接进行着色，着色效果同样可以达到本申请的装饰效果。如果通过购买无色玻璃微珠后按照本申请方法进行着色，生产成本将大大降低。本申请的着色方法有利规模化生产，时间短，效益高。试样着色效果好。所制备的彩色玻璃微珠可以用于高档的装饰材料，装饰效果极佳。
图I是实施例I所制备的彩色玻璃微珠的透光率曲线图，其中横坐标为入射光波长，纵坐标为透光率。
具体实施例方式实施例1，第一步母体玻璃微珠的制备
I)首先，按质量分数将 68. 5% 的 SiO2,9% 的 CaO，16% 的 Na2O, 2% 的 K2O, 2% 的 Al2O3,2%的ZnO和O. 5%的Sb2O3粉体混合均匀后，形成配合料；所述的SiO2通过石英砂引入,纯度为99. 9%,粒度为150目，Ca0、Na20、K20、Al203、ZnO、Sb2O3分别由分析纯的碳酸钙，碳酸钠，碳酸钾，氢氧化铝、氧化锌、三氧化二锑引入；2)其将，将配合料的一半加入已经升温至1300°C的刚玉坩埚中；然后，通过10分钟升温至1450°C，并保温20分钟；再将剩余配合料加入刚玉坩埚中，10分钟升温至14000C，保温60min后，将熔制好的玻璃液倒入水中水淬；3)然后，将水淬后的玻璃渣捞出，烘干后采用粉磨分级，所用玻璃粉体粒径范围为10 200 μ m ；4)最后，将分级后的玻璃粉通过成珠炉中球化成珠，球化温度为1100°C，收集球化后的微珠，得无色透明母体玻璃微珠；第二步着色离子扩散料浆的制备I)首先，按质量比CuCl =Cu2O SnO =FeSO4 ·7Η20 :水甘油糊精锌粉煤粉=7 5 4793111分别称取各种物料；2)然后，将水、甘油、糊精放入烧杯中搅拌混合均匀后，将其加入到AgN03、Cu2O,SnO、FeSO4 · 7H20、锌粉、煤粉的混合料中，搅拌均匀；3)最后，将搅拌均匀的混合料浆倒入球磨罐中，球磨6小时后过400目标准筛，得彩色玻璃微珠用着色离子扩散料浆；第三步彩色玻璃微珠的制备I)首先,将已制备的母体玻璃微珠加入混料机中，按照每100克母体玻璃微珠加入I毫升着色离子扩散料浆，向混料机中加入所需着色离子扩散料浆，混合10分钟后即形成混合料；2)然后，将混合料倒入不锈钢模具中，并均匀铺料，铺料厚度为5cm ；3)最后，将装有混合料的不锈钢模具移入已升温至650°C的炉中，保温10分钟后，迅速取出不锈钢模具，冷却后将试样表面多余的铜盐及银盐洗掉即得离子扩散着色的彩色玻璃微珠。通过722分光光度计测试试样的透光率曲线，参见附图1，可以看出所制备的红色玻璃微珠在可见光范围内透光率高；所制备的试样表面平滑光亮，色泽鲜艳。实施例2，第一步母体玻璃微珠的制备I)首先，按质量分数将 63% 的 SiO2,9% 的 CaO，18% 的 Na2O, 3% 的 K2O, 3% 的 Al2O3,3%的ZnO和31%的Sb2O3粉体混合均匀后，形成配合料；所述的SiO2通过石英砂引入,纯度为99. 9%,粒度为150目，Ca0、Na20、K20、Al203、ZnO、Sb2O3分别由分析纯的碳酸钙，碳酸钠，碳酸钾，氢氧化铝、氧化锌、三氧化二锑引入；2)其将，将配合料的一半加入已经升温至1300°C的刚玉坩埚中；然后，通过10分钟升温至1450°C，并保温20分钟；再将剩余配合料加入刚玉坩埚中，10分钟升温至14200C，保温60min后，将熔制好的玻璃液倒入水中水淬；3)然后，将水淬后的玻璃渣捞出，烘干后采用粉磨分级，所用玻璃粉体粒径范围为 10 200 μ m ；4)最后，将分级后的玻璃粉通过成珠炉中球化成珠，球化温度为1200°C，收集球化后的微珠，得无色透明母体玻璃微珠；第二步着色离子扩散料浆的制备I)首先，按质量比 AgNO3 =CuCl SnO =FeSO4 · 7H20 /JC :甘油锌粉煤粉=5 10 3. 5 6 8 1 2 1. 5分别称取各种物料；2)然后，将水、甘油放入烧杯中搅拌混合均匀后，将其加入到AgN03、CuCl、SnO,FeSO4 · 7H20、锌粉、煤粉的混合料中，搅拌均匀；3)最后，将搅拌均匀的混合料浆倒入球磨罐中，球磨3小时后过400目标准筛，得彩色玻璃微珠用着色离子扩散料浆；第三步彩色玻璃微珠的制备I)首先,将已制备的母体玻璃微珠加入混料机中，按照每100克母体玻璃微珠加入I毫升着色离子扩散料浆，向混料机中加入所需着色离子扩散料浆，混合5分钟后即形成混合料；2)然后，将混合料倒入不锈钢模具中，并均匀铺料，铺料厚度为3cm ；3)最后，将装有混合料的不锈钢模具移入已升温至550°C的炉中，保温5分钟后，迅速取出不锈钢模具，冷却后将试样表面多余的铜盐及银盐洗掉即得离子扩散着色的彩色玻璃微珠。实施例3，第一步母体玻璃微珠的制备I)首先，按质量分数将 70% 的 SiO2, 5% 的 CaO, 15% 的 Na2O, 3% 的 K2O, 3% 的 Al2O3,3%的ZnO和1%的Sb2O3粉体混合均匀后，形成配合料；所述的SiO2通过石英砂引入,纯度为99. 9%,粒度为150目，Ca0、Na20、K20、Al203、ZnO、Sb2O3分别由分析纯的碳酸钙，碳酸钠，碳酸钾，氢氧化铝、氧化锌、三氧化二锑引入；2)其将，将配合料的一半加入已经升温至1300°C的刚玉坩埚中；然后，通过10分钟升温至1450°C，并保温20分钟；再将剩余配合料加入刚玉坩埚中，10分钟升温至1410°C，保温60min后，将熔制好的玻璃液倒入水中水淬；3)然后，将水淬后的玻璃渣捞出，烘干后采用粉磨分级，所用玻璃粉体粒径范围为10 200 μ m ；4)最后，将分级后的玻璃粉通过成珠炉中球化成珠，球化温度为1300°C，收集球化后的微珠，得无色透明母体玻璃微珠；第二步着色离子扩散料浆的制备I)首先，按质量比 AgNO3 Cu20 SnO =FeSO4 · 7H20 :水糊精煤粉=10 8 4. 5 5 10 2 2分别称取各种物料；2)然后，将水、糊精放入烧杯中搅拌混合均匀后，将其加入到AgN03、Cu2O, SnO、FeSO4 · 7H20、煤粉的混合料中，搅拌均匀；3)最后，将搅拌均匀的混合料浆倒入球磨罐中，球磨8小时后过400目标准筛，得彩色玻璃微珠用着色离子扩散料浆；第三步彩色玻璃微珠的制备I)首先,将已制备的母体玻璃微珠加入混料机中，按照每100克母体玻璃微珠加·入I毫升着色离子扩散料浆，向混料机中加入所需着色离子扩散料浆，混合8分钟后即形成混合料；2)然后，将混合料倒入不锈钢模具中，并均匀铺料，铺料厚度为4cm ；3)最后，将装有混合料的不锈钢模具移入已升温至600°C的炉中，保温7分钟后，迅速取出不锈钢模具，冷却后将试样表面多余的铜盐及银盐洗掉即得离子扩散着色的彩色玻璃微珠。实施例4，第一步母体玻璃微珠的制备I)首先，按质量分数将 75% 的 SiO2,8% 的 CaO, 12. 9% 的 Na20,1% 的 K2O, 2% 的 Al2O3,1%的ZnO和O. 1%的Sb2O3粉体混合均匀后，形成配合料；所述的SiO2通过石英砂引入,纯度为99. 9%,粒度为150目，Ca0、Na20、K20、Al203、ZnO、Sb2O3分别由分析纯的碳酸钙，碳酸钠，碳酸钾，氢氧化铝、氧化锌、三氧化二锑引入；2)其将，将配合料的一半加入已经升温至1300°C的刚玉坩埚中；然后，通过10分钟升温至1450°C，并保温20分钟；再将剩余配合料加入刚玉坩埚中，10分钟升温至14400C，保温60min后，将熔制好的玻璃液倒入水中水淬；3)然后，将水淬后的玻璃渣捞出，烘干后采用粉磨分级，所用玻璃粉体粒径范围为10 200 μ m ；4)最后，将分级后的玻璃粉通过成珠炉中球化成珠，球化温度为1150°C，收集球化后的微珠，得无色透明母体玻璃微珠；第二步着色离子扩散料浆的制备I)首先，按质量比 AgNO3 =CuCl =Cu2O SnO =FeSO4 · 7Η20 /Κ :甘油糊精锌粉=8 12 3 3 8 12 5 1. 5 :0. 5分别称取各种物料；2)然后，将水、甘油、糊精放入烧杯中搅拌混合均匀后，将其加入到AgN03、CuCl、Cu2O, SnO, FeSO4 · 7H20、锌粉的混合料中，搅拌均匀；3)最后，将搅拌均匀的混合料浆倒入球磨罐中，球磨5小时后过400目标准筛，得彩色玻璃微珠用着色离子扩散料浆；第三步彩色玻璃微珠的制备I)首先，将已制备的母体玻璃微珠加入混料机中，按照每100克母体玻璃微珠加入I毫升着色离子扩散料浆，向混料机中加入所需着色离子扩散料浆，混合3分钟后即形成混合料；2)然后，将混合料倒入不锈钢模具中，并均匀铺料，铺料厚度为3. 5cm ；3)最后，将装有混合料的不锈钢模具移入已升温至580°C的炉中，保温8分钟后，迅速取出不锈钢模具，冷却后将试样表面多余的铜盐及银盐洗掉即得离子扩散着色的彩色玻璃微珠。实施例5，第一步母体玻璃微珠的制备I)首先，按质量分数将 80% 的 SiO2,6% 的 CaO，10% 的 Na20,1% 的 K20,1% 的 Al2O3,1%的ZnO和1%的Sb2O3粉体混合均匀后，形成配合料；所述的SiO2通过石英砂引入,纯度为99. 9%,粒度为150目，Ca0、Na20、K20、Al203、 ZnO、Sb2O3分别由分析纯的碳酸钙，碳酸钠，碳酸钾，氢氧化铝、氧化锌、三氧化二锑引入；2)其将，将配合料的一半加入已经升温至1300°C的刚玉坩埚中；然后，通过10分钟升温至1450°C，并保温20分钟；再将剩余配合料加入刚玉坩埚中，10分钟升温至1450°C，保温60min后，将熔制好的玻璃液倒入水中水淬；3)然后，将水淬后的玻璃渣捞出，烘干后采用粉磨分级，所用玻璃粉体粒径范围为10 200 μ m ；4)最后，将分级后的玻璃粉通过成珠炉中球化成珠，球化温度为1350°C，收集球化后的微珠，得无色透明母体玻璃微珠；第二步着色离子扩散料浆的制备I)首先，按质量比 AgNO3 =CuCl =Cu2O SnO =FeSO4 · 7H20 :水甘油糊精锌粉煤粉=3 15 10 5 6 15 4 0. 5 1. 5 0. 5 分别称取各种物料；2)然后，将水、甘油、糊精放入烧杯中搅拌混合均匀后，将其加入到AgN03、CuCl、Cu20、SnO、FeSO4 · 7H20、锌粉、煤粉的混合料中，搅拌均匀；3)最后，将搅拌均匀的混合料浆倒入球磨罐中，球磨10小时后过400目标准筛，得彩色玻璃微珠用着色离子扩散料浆；第三步彩色玻璃微珠的制备I)首先，将已制备的母体玻璃微珠加入混料机中，按照每100克母体玻璃微珠加入I毫升着色离子扩散料浆，向混料机中加入所需着色离子扩散料浆，混合6分钟后即形成混合料；2)然后，将混合料倒入不锈钢模具中，并均匀铺料，铺料厚度为4. 5cm ；3)最后，将装有混合料的不锈钢模具移入已升温至630°C的炉中，保温6分钟后，迅速取出不锈钢模具，冷却后将试样表面多余的铜盐及银盐洗掉即得离子扩散着色的彩色玻璃微珠。本发明通过离子交换着色方法对所制备的无色透明玻璃微珠进行着色，避免了传统制备方法中颜色单一，颜色不稳定，生产成本高等缺点。同时，该方法还可以对现有的各种规格的无色玻璃微珠直接进行着色，着色效果同样可以达到本专利装饰效果。如果通过购买无色玻璃微珠后按照本专利方法进行着色，生产成本将大大降低。本专利的着色方法有利规模化生产，时间短，效益高。试样着色效果好。所制备的彩色玻璃微珠可以用于高档的装饰材料，装饰效果极佳。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可以利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范 围内。
权利要求
1.一种彩色玻璃微珠的制备方法,其特征在于 第一步母体玻璃微珠的制备 1)首先，按质量分数将63 80%的SiO2,5 9%的CaO, 10 18%的Na2O, I 3%的K2O, I 3%的Al2O3,1 3%的ZnO和O. I 1%的Sb2O3粉体混合均匀后，形成配合料； 2)然后，将配合料的一半加入已经升温至1300°C的刚玉坩埚中；然后，通过10分钟升温至1450°C，并保温20分钟；再将剩余配合料加入刚玉坩埚中，10分钟升温至1400 14500C，保温60min后，将熔制好的玻璃液倒入水中水淬； 3)然后，将水淬后的玻璃渣捞出，烘干后采用粉磨分级，所用玻璃粉体粒径范围为10 200 μ m ； 4)最后，将分级后的玻璃粉通过成珠炉中球化成珠，球化温度为1100 1350°C，收集球化后的微珠，得无色透明母体玻璃微珠； 第二步着色离子扩散料浆的制备 O首先，按质量比AgNO3 =CuCl =Cu2O SnO =FeSO4 · 7Η20 /Κ :甘油糊精锌粉煤粉=(O 10) : (O 15) : (O 10) : (3 5) : (5 8) : (8 15) : (O 5) : (O 2) : (O 2) : (O 2)分别称取各种物料； 2)然后，将水、甘油、糊精放入烧杯中搅拌混合均匀后，将其加入到AgN03、CuCl、Cu2O,SnO、FeSO4 · 7H20、锌粉、煤粉的混合料中，搅拌均匀； 3)最后，将搅拌均匀的混合料浆倒入球磨罐中，球磨3 10小时后过400目标准筛，得彩色玻璃微珠用着色离子扩散料浆； 第三步彩色玻璃微珠的制备 1)首先，将已制备的母体玻璃微珠加入混料机中，按照每100克母体玻璃微珠加入I毫升着色离子扩散料浆，向混料机中加入所需着色离子扩散料浆，混合3 10分钟后即形成混合料； 2)然后，将混合料倒入不锈钢模具中，并均匀铺料，铺料厚度为3 5cm; 3)最后，将装有混合料的不锈钢模具移入已升温至550 650°C的炉中，保温5 10分钟后，迅速取出不锈钢模具，冷却后将试样表面多余的铜盐及银盐洗掉即得离子扩散着色的彩色玻璃微珠。
2.根据权利要求I所述的彩色玻璃微珠的制备方法，其特征在于所述的SiO2通过石英砂引入，纯度为99.9%，粒度为150目。
3.根据权利要求I所述的彩色玻璃微珠的制备方法，其特征在于所述的CaO、Na2O,K2O, A1203、ZnO、Sb2O3分别由分析纯的碳酸钙，碳酸钠，碳酸钾，氢氧化铝、氧化锌、三氧化二铺引入。
全文摘要
一种彩色玻璃微珠的制备方法，将SiO2，CaO，Na2O，K2O，Al2O3，ZnO和Sb2O3粉体混合均匀后，形成配合料；将配合料熔制后的玻璃液倒入水中水淬；将水淬后的玻璃渣磨制成粒径为10~200μm后通过成珠炉中球化成母体玻璃微珠；将水、甘油、糊精放入烧杯中搅拌混合均匀后，将其加入到AgNO3、CuCl、Cu2O、SnO、FeSO4·7H2O、锌粉、煤粉的混合料中，搅拌均匀；球磨得彩色玻璃微珠用着色离子扩散料浆；将母体玻璃微珠与着色离子扩散料浆混合形成混合料；将混合料倒入不锈钢模具中升温至550～650℃，保温5～10分钟，冷却后得离子扩散着色的彩色玻璃微珠。本发明避免了传统制备方法中颜色单一，颜色不稳定，生产成本高等缺点。
文档编号C03C12/00GK102898003SQ201210409088
公开日2013年1月30日 申请日期2012年10月23日 优先权日2012年10月23日
发明者郭宏伟, 王顺逆, 刘盼, 高档妮 申请人:陕西科技大学
技术领域：
本发明涉及一种玻璃微珠的制备方法，特别涉及一种彩色玻璃微珠的制备方法。
背景技术：
玻璃微珠是近年来发展起来的一种用途广泛、性能特殊的新型材料。该产品由硅酸盐原料加工而成，粒度为10 250微米。该产品具有质轻、低导热、较高的强度、良好的化学稳定性等优点，其表面经过特殊处理具有亲油憎水性能，非常容易分散于有机材料体系中。玻璃微珠已被广泛应用于航空航天机械的除锈中，城市交通道路的斑马线、禁停线、双黄线的夜间反光、和交通标志牌的夜间反光装置中。目前，玻璃微珠的制备方法主要有粉末喷吹法，熔液法，火焰漂浮法，叶轮抛射法，及煅烧法等。这些方法制备的出来的玻璃微珠一般都为无色透明状的玻璃微珠制品。·
CN1792920公开了一种彩色高折射率玻璃微珠，它由TiO2-ZrO2-SiO2体系构成，各原料的重量百分比为Ti022 2 50%,Zr025 35%,Si028 40%,A12035 10%,B2035 10%, ZnOl 5%，BaOO. 5 20%，着色剂 2 5%。着色剂主要有 NiO，CuO, BaO+ZnO,CuO+MgO, Sb2O3, CoO,能使玻璃微珠呈现各种颜色。该方法制备彩色玻璃微珠的思路是先通过制备彩色玻璃，然后制备彩色玻璃微珠。此方法最大的问题在于所制备的彩色玻璃微珠颜色单一，颜色深度不够，且工艺复杂，应用不灵活。CN102010130A公开了一种彩色玻璃微珠的制备方法,该方法所制备的玻璃微珠内含有均匀彩色物质，可广泛应用于装饰。文中没有公开详细的制备工艺。此外，在玻璃珠内部制备颜色物质，一般都在玻璃微珠制作前期加入各种色料，使之均勻分布于微珠各个部位，形成本色玻璃珠。该工艺制备工艺复杂，成本高。CN1792928公开了一种空心玻璃微珠表面镀银的方法及其镀银空心玻璃微珠。本发明采用化学镀的方法，在镀银前，先对空心玻璃微珠表面进行敏化处理和活化处理，让该表面包裹一层作为催化核的活化层；然后有原位化学沉积的方法镀银。这样就避免空心玻璃微珠的团聚，加快了氧化还原反应的速度，降低了生产成本，又极大地提高了成品率。得到的是以空心玻璃微珠为基核、其外包裹有活化层和金属银层的镀银空心玻璃微珠。该方法在玻璃微珠表面镀制的是一种金属膜层。该方法已经改变了玻璃微珠原有的表面光泽度，应用于装饰领域，成本高，工艺复杂。Chun Shen等(Chun Shen, Yujun Wang, JianhongXujYangcheng Lu，Guangsheng Luo. Preparaion and ion exchange properies ofegg-shell glass beads with different surface morphologies[J]Particuology,2012(10) :317 - 326.)通过在高压反应釜中使玻璃微珠表面通过离子交换制备了含Ni离子的玻璃微珠。同时与含银和含铜的平板试样进行了对比。该方法虽然制备过程离子交换温度低，但是，试样需要在高压釜中长时间静置后才能制备而成，制备工艺复杂，设备投资大，不利于大规模生产。综上所述，玻璃微珠是一种性能优越，应用广泛的材料。目前工业化生产以无色透明的玻璃微珠微珠，颜色较单一，装饰效果较差。而有关彩色玻璃微珠的制备大都是先通过制备彩色玻璃粉，然后再制备彩色玻璃微珠，存在生产成本高，颜色单一，颜色不稳定等缺点。尤其是在制备大红色，棕色，黄色玻璃微珠方面，工艺更是无法满足要求。而关于不改变现有玻璃微珠表面光泽性，表面光滑，所制备的微珠颜色丰富，颜色鲜艳，制备工艺简单易行，设备简单，投资低，生产成本低的制备彩色玻璃的方法显有报道。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种表面光滑，颜色丰富，工艺简单，成本低廉的彩色玻璃微珠的制备方法。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是第一步母体玻璃微珠的制备 I)首先，按质量分数将63 80%的SiO2, 5 9%的CaO，10 18%的Na2O, I 3%的K2O,I 3%的Al2O3,1 3%的ZnO和O. I 1%的Sb2O3粉体混合均匀后，形成配合料； 2)然后，将配合料的一半加入已经升温至1300°C的刚玉坩埚中；然后，通过10分钟升温至1450°C，并保温20分钟；再将剩余配合料加入刚玉坩埚中，10分钟升温至1400 14500C，保温60min后，将熔制好的玻璃液倒入水中水淬；3)然后，将水淬后的玻璃渣捞出，烘干后采用粉磨分级，所用玻璃粉体粒径范围为10 200 μ m ；4)最后，将分级后的玻璃粉通过成珠炉中球化成珠，球化温度为110(Tl350°C，收集球化后的微珠，得无色透明母体玻璃微珠；第二步着色离子扩散料浆的制备I)首先，按质量比 AgNO3 =CuCl =Cu2O SnO =FeSO4 ·7Η20 /Κ :甘油糊精锌粉煤粉=(O 10) : (O 15) : (O 10) : (3 5) : (5 8) : (8 15) : (O 5) : (O 2) : (O 2) : (O 2)分别称取各种物料；2)然后，将水、甘油、糊精放入烧杯中搅拌混合均匀后，将其加入到AgN03、CuCl、Cu20、SnO、FeSO4 · 7H20、锌粉、煤粉的混合料中，搅拌均匀；3)最后,将搅拌均勻的混合料衆倒入球磨罐中，球磨3 10小时后过400目标准筛，得彩色玻璃微珠用着色离子扩散料浆；第三步彩色玻璃微珠的制备I)首先，将已制备的母体玻璃微珠加入混料机中，按照每100克母体玻璃微珠加入I毫升着色离子扩散料浆，向混料机中加入所需着色离子扩散料浆，混合3 10分钟后即形成混合料；2)然后，将混合料倒入不锈钢模具中，并均匀铺料，铺料厚度为3 5cm ;3)最后，将装有混合料的不锈钢模具移入已升温至550 650°C的炉中，保温5 10分钟后，迅速取出不锈钢模具，冷却后将试样表面多余的铜盐及银盐洗掉即得离子扩散着色的彩色玻璃微珠。所述的SiO2通过石英砂引入，纯度为99.9%，粒度为150目。所述的CaO、Na20、K2O> A1203、ZnO> Sb2O3分别由分析纯的碳酸I丐，碳酸钠，碳酸钾，
氢氧化铝、氧化锌、三氧化二锑引入。本发明通过离子交换着色方法对所制备的无色透明玻璃微珠进行着色，避免了传统制备方法中颜色单一，颜色不稳定，生产成本高等缺点。同时，该方法还可以对现有的各种规格的无色玻璃微珠直接进行着色，着色效果同样可以达到本申请的装饰效果。如果通过购买无色玻璃微珠后按照本申请方法进行着色，生产成本将大大降低。本申请的着色方法有利规模化生产，时间短，效益高。试样着色效果好。所制备的彩色玻璃微珠可以用于高档的装饰材料，装饰效果极佳。
图I是实施例I所制备的彩色玻璃微珠的透光率曲线图，其中横坐标为入射光波长，纵坐标为透光率。
具体实施例方式实施例1，第一步母体玻璃微珠的制备
I)首先，按质量分数将 68. 5% 的 SiO2,9% 的 CaO，16% 的 Na2O, 2% 的 K2O, 2% 的 Al2O3,2%的ZnO和O. 5%的Sb2O3粉体混合均匀后，形成配合料；所述的SiO2通过石英砂引入,纯度为99. 9%,粒度为150目，Ca0、Na20、K20、Al203、ZnO、Sb2O3分别由分析纯的碳酸钙，碳酸钠，碳酸钾，氢氧化铝、氧化锌、三氧化二锑引入；2)其将，将配合料的一半加入已经升温至1300°C的刚玉坩埚中；然后，通过10分钟升温至1450°C，并保温20分钟；再将剩余配合料加入刚玉坩埚中，10分钟升温至14000C，保温60min后，将熔制好的玻璃液倒入水中水淬；3)然后，将水淬后的玻璃渣捞出，烘干后采用粉磨分级，所用玻璃粉体粒径范围为10 200 μ m ；4)最后，将分级后的玻璃粉通过成珠炉中球化成珠，球化温度为1100°C，收集球化后的微珠，得无色透明母体玻璃微珠；第二步着色离子扩散料浆的制备I)首先，按质量比CuCl =Cu2O SnO =FeSO4 ·7Η20 :水甘油糊精锌粉煤粉=7 5 4793111分别称取各种物料；2)然后，将水、甘油、糊精放入烧杯中搅拌混合均匀后，将其加入到AgN03、Cu2O,SnO、FeSO4 · 7H20、锌粉、煤粉的混合料中，搅拌均匀；3)最后，将搅拌均匀的混合料浆倒入球磨罐中，球磨6小时后过400目标准筛，得彩色玻璃微珠用着色离子扩散料浆；第三步彩色玻璃微珠的制备I)首先,将已制备的母体玻璃微珠加入混料机中，按照每100克母体玻璃微珠加入I毫升着色离子扩散料浆，向混料机中加入所需着色离子扩散料浆，混合10分钟后即形成混合料；2)然后，将混合料倒入不锈钢模具中，并均匀铺料，铺料厚度为5cm ；3)最后，将装有混合料的不锈钢模具移入已升温至650°C的炉中，保温10分钟后，迅速取出不锈钢模具，冷却后将试样表面多余的铜盐及银盐洗掉即得离子扩散着色的彩色玻璃微珠。通过722分光光度计测试试样的透光率曲线，参见附图1，可以看出所制备的红色玻璃微珠在可见光范围内透光率高；所制备的试样表面平滑光亮，色泽鲜艳。实施例2，第一步母体玻璃微珠的制备I)首先，按质量分数将 63% 的 SiO2,9% 的 CaO，18% 的 Na2O, 3% 的 K2O, 3% 的 Al2O3,3%的ZnO和31%的Sb2O3粉体混合均匀后，形成配合料；所述的SiO2通过石英砂引入,纯度为99. 9%,粒度为150目，Ca0、Na20、K20、Al203、ZnO、Sb2O3分别由分析纯的碳酸钙，碳酸钠，碳酸钾，氢氧化铝、氧化锌、三氧化二锑引入；2)其将，将配合料的一半加入已经升温至1300°C的刚玉坩埚中；然后，通过10分钟升温至1450°C，并保温20分钟；再将剩余配合料加入刚玉坩埚中，10分钟升温至14200C，保温60min后，将熔制好的玻璃液倒入水中水淬；3)然后，将水淬后的玻璃渣捞出，烘干后采用粉磨分级，所用玻璃粉体粒径范围为 10 200 μ m ；4)最后，将分级后的玻璃粉通过成珠炉中球化成珠，球化温度为1200°C，收集球化后的微珠，得无色透明母体玻璃微珠；第二步着色离子扩散料浆的制备I)首先，按质量比 AgNO3 =CuCl SnO =FeSO4 · 7H20 /JC :甘油锌粉煤粉=5 10 3. 5 6 8 1 2 1. 5分别称取各种物料；2)然后，将水、甘油放入烧杯中搅拌混合均匀后，将其加入到AgN03、CuCl、SnO,FeSO4 · 7H20、锌粉、煤粉的混合料中，搅拌均匀；3)最后，将搅拌均匀的混合料浆倒入球磨罐中，球磨3小时后过400目标准筛，得彩色玻璃微珠用着色离子扩散料浆；第三步彩色玻璃微珠的制备I)首先,将已制备的母体玻璃微珠加入混料机中，按照每100克母体玻璃微珠加入I毫升着色离子扩散料浆，向混料机中加入所需着色离子扩散料浆，混合5分钟后即形成混合料；2)然后，将混合料倒入不锈钢模具中，并均匀铺料，铺料厚度为3cm ；3)最后，将装有混合料的不锈钢模具移入已升温至550°C的炉中，保温5分钟后，迅速取出不锈钢模具，冷却后将试样表面多余的铜盐及银盐洗掉即得离子扩散着色的彩色玻璃微珠。实施例3，第一步母体玻璃微珠的制备I)首先，按质量分数将 70% 的 SiO2, 5% 的 CaO, 15% 的 Na2O, 3% 的 K2O, 3% 的 Al2O3,3%的ZnO和1%的Sb2O3粉体混合均匀后，形成配合料；所述的SiO2通过石英砂引入,纯度为99. 9%,粒度为150目，Ca0、Na20、K20、Al203、ZnO、Sb2O3分别由分析纯的碳酸钙，碳酸钠，碳酸钾，氢氧化铝、氧化锌、三氧化二锑引入；2)其将，将配合料的一半加入已经升温至1300°C的刚玉坩埚中；然后，通过10分钟升温至1450°C，并保温20分钟；再将剩余配合料加入刚玉坩埚中，10分钟升温至1410°C，保温60min后，将熔制好的玻璃液倒入水中水淬；3)然后，将水淬后的玻璃渣捞出，烘干后采用粉磨分级，所用玻璃粉体粒径范围为10 200 μ m ；4)最后，将分级后的玻璃粉通过成珠炉中球化成珠，球化温度为1300°C，收集球化后的微珠，得无色透明母体玻璃微珠；第二步着色离子扩散料浆的制备I)首先，按质量比 AgNO3 Cu20 SnO =FeSO4 · 7H20 :水糊精煤粉=10 8 4. 5 5 10 2 2分别称取各种物料；2)然后，将水、糊精放入烧杯中搅拌混合均匀后，将其加入到AgN03、Cu2O, SnO、FeSO4 · 7H20、煤粉的混合料中，搅拌均匀；3)最后，将搅拌均匀的混合料浆倒入球磨罐中，球磨8小时后过400目标准筛，得彩色玻璃微珠用着色离子扩散料浆；第三步彩色玻璃微珠的制备I)首先,将已制备的母体玻璃微珠加入混料机中，按照每100克母体玻璃微珠加·入I毫升着色离子扩散料浆，向混料机中加入所需着色离子扩散料浆，混合8分钟后即形成混合料；2)然后，将混合料倒入不锈钢模具中，并均匀铺料，铺料厚度为4cm ；3)最后，将装有混合料的不锈钢模具移入已升温至600°C的炉中，保温7分钟后，迅速取出不锈钢模具，冷却后将试样表面多余的铜盐及银盐洗掉即得离子扩散着色的彩色玻璃微珠。实施例4，第一步母体玻璃微珠的制备I)首先，按质量分数将 75% 的 SiO2,8% 的 CaO, 12. 9% 的 Na20,1% 的 K2O, 2% 的 Al2O3,1%的ZnO和O. 1%的Sb2O3粉体混合均匀后，形成配合料；所述的SiO2通过石英砂引入,纯度为99. 9%,粒度为150目，Ca0、Na20、K20、Al203、ZnO、Sb2O3分别由分析纯的碳酸钙，碳酸钠，碳酸钾，氢氧化铝、氧化锌、三氧化二锑引入；2)其将，将配合料的一半加入已经升温至1300°C的刚玉坩埚中；然后，通过10分钟升温至1450°C，并保温20分钟；再将剩余配合料加入刚玉坩埚中，10分钟升温至14400C，保温60min后，将熔制好的玻璃液倒入水中水淬；3)然后，将水淬后的玻璃渣捞出，烘干后采用粉磨分级，所用玻璃粉体粒径范围为10 200 μ m ；4)最后，将分级后的玻璃粉通过成珠炉中球化成珠，球化温度为1150°C，收集球化后的微珠，得无色透明母体玻璃微珠；第二步着色离子扩散料浆的制备I)首先，按质量比 AgNO3 =CuCl =Cu2O SnO =FeSO4 · 7Η20 /Κ :甘油糊精锌粉=8 12 3 3 8 12 5 1. 5 :0. 5分别称取各种物料；2)然后，将水、甘油、糊精放入烧杯中搅拌混合均匀后，将其加入到AgN03、CuCl、Cu2O, SnO, FeSO4 · 7H20、锌粉的混合料中，搅拌均匀；3)最后，将搅拌均匀的混合料浆倒入球磨罐中，球磨5小时后过400目标准筛，得彩色玻璃微珠用着色离子扩散料浆；第三步彩色玻璃微珠的制备I)首先，将已制备的母体玻璃微珠加入混料机中，按照每100克母体玻璃微珠加入I毫升着色离子扩散料浆，向混料机中加入所需着色离子扩散料浆，混合3分钟后即形成混合料；2)然后，将混合料倒入不锈钢模具中，并均匀铺料，铺料厚度为3. 5cm ；3)最后，将装有混合料的不锈钢模具移入已升温至580°C的炉中，保温8分钟后，迅速取出不锈钢模具，冷却后将试样表面多余的铜盐及银盐洗掉即得离子扩散着色的彩色玻璃微珠。实施例5，第一步母体玻璃微珠的制备I)首先，按质量分数将 80% 的 SiO2,6% 的 CaO，10% 的 Na20,1% 的 K20,1% 的 Al2O3,1%的ZnO和1%的Sb2O3粉体混合均匀后，形成配合料；所述的SiO2通过石英砂引入,纯度为99. 9%,粒度为150目，Ca0、Na20、K20、Al203、 ZnO、Sb2O3分别由分析纯的碳酸钙，碳酸钠，碳酸钾，氢氧化铝、氧化锌、三氧化二锑引入；2)其将，将配合料的一半加入已经升温至1300°C的刚玉坩埚中；然后，通过10分钟升温至1450°C，并保温20分钟；再将剩余配合料加入刚玉坩埚中，10分钟升温至1450°C，保温60min后，将熔制好的玻璃液倒入水中水淬；3)然后，将水淬后的玻璃渣捞出，烘干后采用粉磨分级，所用玻璃粉体粒径范围为10 200 μ m ；4)最后，将分级后的玻璃粉通过成珠炉中球化成珠，球化温度为1350°C，收集球化后的微珠，得无色透明母体玻璃微珠；第二步着色离子扩散料浆的制备I)首先，按质量比 AgNO3 =CuCl =Cu2O SnO =FeSO4 · 7H20 :水甘油糊精锌粉煤粉=3 15 10 5 6 15 4 0. 5 1. 5 0. 5 分别称取各种物料；2)然后，将水、甘油、糊精放入烧杯中搅拌混合均匀后，将其加入到AgN03、CuCl、Cu20、SnO、FeSO4 · 7H20、锌粉、煤粉的混合料中，搅拌均匀；3)最后，将搅拌均匀的混合料浆倒入球磨罐中，球磨10小时后过400目标准筛，得彩色玻璃微珠用着色离子扩散料浆；第三步彩色玻璃微珠的制备I)首先，将已制备的母体玻璃微珠加入混料机中，按照每100克母体玻璃微珠加入I毫升着色离子扩散料浆，向混料机中加入所需着色离子扩散料浆，混合6分钟后即形成混合料；2)然后，将混合料倒入不锈钢模具中，并均匀铺料，铺料厚度为4. 5cm ；3)最后，将装有混合料的不锈钢模具移入已升温至630°C的炉中，保温6分钟后，迅速取出不锈钢模具，冷却后将试样表面多余的铜盐及银盐洗掉即得离子扩散着色的彩色玻璃微珠。本发明通过离子交换着色方法对所制备的无色透明玻璃微珠进行着色，避免了传统制备方法中颜色单一，颜色不稳定，生产成本高等缺点。同时，该方法还可以对现有的各种规格的无色玻璃微珠直接进行着色，着色效果同样可以达到本专利装饰效果。如果通过购买无色玻璃微珠后按照本专利方法进行着色，生产成本将大大降低。本专利的着色方法有利规模化生产，时间短，效益高。试样着色效果好。所制备的彩色玻璃微珠可以用于高档的装饰材料，装饰效果极佳。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可以利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范 围内。
权利要求
1.一种彩色玻璃微珠的制备方法,其特征在于 第一步母体玻璃微珠的制备 1)首先，按质量分数将63 80%的SiO2,5 9%的CaO, 10 18%的Na2O, I 3%的K2O, I 3%的Al2O3,1 3%的ZnO和O. I 1%的Sb2O3粉体混合均匀后，形成配合料； 2)然后，将配合料的一半加入已经升温至1300°C的刚玉坩埚中；然后，通过10分钟升温至1450°C，并保温20分钟；再将剩余配合料加入刚玉坩埚中，10分钟升温至1400 14500C，保温60min后，将熔制好的玻璃液倒入水中水淬； 3)然后，将水淬后的玻璃渣捞出，烘干后采用粉磨分级，所用玻璃粉体粒径范围为10 200 μ m ； 4)最后，将分级后的玻璃粉通过成珠炉中球化成珠，球化温度为1100 1350°C，收集球化后的微珠，得无色透明母体玻璃微珠； 第二步着色离子扩散料浆的制备 O首先，按质量比AgNO3 =CuCl =Cu2O SnO =FeSO4 · 7Η20 /Κ :甘油糊精锌粉煤粉=(O 10) : (O 15) : (O 10) : (3 5) : (5 8) : (8 15) : (O 5) : (O 2) : (O 2) : (O 2)分别称取各种物料； 2)然后，将水、甘油、糊精放入烧杯中搅拌混合均匀后，将其加入到AgN03、CuCl、Cu2O,SnO、FeSO4 · 7H20、锌粉、煤粉的混合料中，搅拌均匀； 3)最后，将搅拌均匀的混合料浆倒入球磨罐中，球磨3 10小时后过400目标准筛，得彩色玻璃微珠用着色离子扩散料浆； 第三步彩色玻璃微珠的制备 1)首先，将已制备的母体玻璃微珠加入混料机中，按照每100克母体玻璃微珠加入I毫升着色离子扩散料浆，向混料机中加入所需着色离子扩散料浆，混合3 10分钟后即形成混合料； 2)然后，将混合料倒入不锈钢模具中，并均匀铺料，铺料厚度为3 5cm; 3)最后，将装有混合料的不锈钢模具移入已升温至550 650°C的炉中，保温5 10分钟后，迅速取出不锈钢模具，冷却后将试样表面多余的铜盐及银盐洗掉即得离子扩散着色的彩色玻璃微珠。
2.根据权利要求I所述的彩色玻璃微珠的制备方法，其特征在于所述的SiO2通过石英砂引入，纯度为99.9%，粒度为150目。
3.根据权利要求I所述的彩色玻璃微珠的制备方法，其特征在于所述的CaO、Na2O,K2O, A1203、ZnO、Sb2O3分别由分析纯的碳酸钙，碳酸钠，碳酸钾，氢氧化铝、氧化锌、三氧化二铺引入。
全文摘要
一种彩色玻璃微珠的制备方法，将SiO2，CaO，Na2O，K2O，Al2O3，ZnO和Sb2O3粉体混合均匀后，形成配合料；将配合料熔制后的玻璃液倒入水中水淬；将水淬后的玻璃渣磨制成粒径为10~200μm后通过成珠炉中球化成母体玻璃微珠；将水、甘油、糊精放入烧杯中搅拌混合均匀后，将其加入到AgNO3、CuCl、Cu2O、SnO、FeSO4·7H2O、锌粉、煤粉的混合料中，搅拌均匀；球磨得彩色玻璃微珠用着色离子扩散料浆；将母体玻璃微珠与着色离子扩散料浆混合形成混合料；将混合料倒入不锈钢模具中升温至550～650℃，保温5～10分钟，冷却后得离子扩散着色的彩色玻璃微珠。本发明避免了传统制备方法中颜色单一，颜色不稳定，生产成本高等缺点。
文档编号C03C12/00GK102898003SQ201210409088
公开日2013年1月30日 申请日期2012年10月23日 优先权日2012年10月23日
发明者郭宏伟, 王顺逆, 刘盼, 高档妮 申请人:陕西科技大学
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0访客 来自[中国] 2021年04月22日 20:32这种林料在哪买得到
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