专利名称：空心玻璃微球的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种空心玻璃微球的制造方法，属于利用化学和物理方法将液体原料喷雾固化成珠的方法。
空心玻璃微球是涂料、胶粘剂、密封剂、洗涤剂、腻子、合成树脂，尤其是不饱合聚脂理想的填料。因此，国内外从事空心玻璃微球制造方法研究的部门很多，而且研究的方向都集中在降低成本、提高性能和简化工艺上。在英国专利1426801中公开了一种空心玻璃微球的制造方法，包括如下步骤a、配制第一溶液——硅酸钠溶液；b、配制第二溶液——硼酸铵溶液；c、第一溶液与第二溶液混合；d、取出混合液；e、利用离心雾化器喷雾干燥，得空心玻璃微球，水分含量25％以下；f、再将喷雾干燥后的微球在70℃～400℃温度下，进行二次干燥，至水分7％以下；g、收集空心微球。
上述制造方法存在如下不足之处a、须二次干燥，工艺复杂，周期加长，增加了能耗；b、离心雾化，微球粒度较大，且不均匀，成球率低而造成吸油量大；亦会影响球膜强度；c、成本较高。
本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种工艺简单、成本较低、二次空气雾化、一次成球干燥、即得化学稳定性好、吸油量低、粒度细而均匀、强度高耐水性好的空心玻璃微球的理想的制造方法。
本发明的目的还在于提供一种简便的微球表面处理方法，从而提高微球的耐水性；另外还提供一种廉价的五硼酸铵溶液的制备方法，以进一步降低生产成本，提高产品的市场竞争力。
本发明的目的可以通过以下措施来达到；本发明空心玻璃微球制造方法包括如下步骤；a、制备多硼酸铵水溶液A将接配比计量好的多硼酸铵和水加入溶液A配制罐1中，加热搅拌使之溶解，备用；b、配制碱金属硅酸盐水溶液B按予订配料比例将原料惯酸盐水溶液加入配料罐3中备混合；c、溶液A通过泵2加入溶液B中，并加入防水剂搅匀，混合溶液通过泵4打入混合液贮槽17中，备喷雾干燥；d、喷雾干燥依次启动空压机15、引风机14、热空气鼓风机6并调节控制至使用状态；然后打开插板7，将混合液贮槽17中的物料按一定流速通过二次空气雾化喷咀9进入喷雾干燥塔8中，并随塔底进入的热风从下向上在喷雾干燥塔8中成球干燥，干燥后的微球在引风机14的吸引下，依次经过一次分离器10和二次分离器12，微球几乎全部得到分离收集，尾气排空。产品空心玻璃微球从放料阀11和放料阀13放出包装。本发明的空心玻璃微球(SiO2＋B2O3)/R2O≥2.5粒度≤50um水分≤2.0％
容重 0.0—0.2g/cm3破碎率≤3％本发明的目的还可以通过以下措施来达到本发明的多硼酸铵溶液A可以是五硼酸铵水溶液，其一种廉价的制备方法是将硼酸热水溶解后，加入工业氨水，反应方程式如下
本发明中的溶液B用硅酸钠水溶液较经济，SiO2∶Na2O＝2.4～3.2∶1较好，硅酸钠水溶液中硅酸钠的含量在30％～40％之间适宜。
本发明中的溶液A与溶液B混合时，容易产生不可逆凝胶，一种可以防止不可逆凝胶产生的混合方法是强化溶液A在溶液B中的分散，首先把溶液B加入配料罐3中，然后在压缩空气强力搅拌下，通过配料罐3下部的喷头将溶液A自下而上泵入溶液B中。使溶液A和溶液B及时均匀的混合，从而避免了不可逆凝胶的产生。
本发明的空心玻璃微球的制造方法中，采用的防水剂是含硅油18％～22％的硅油乳化液，其加入量为喷雾子燥前混合液总量的1.0％～3.0％较好；本发明所用的防水剂一并加在混合液中喷雾干燥，省去了传统工艺中成球并干燥后再经表面处理使之附着少量防水剂的繁锁步骤，而且防水效果显著。成球率提高，从而降低了产品的吸油量。
本发明的空心玻璃微球的制造方法采用的二次空气雾化喷咀的一次空气压力为0.3～0.6MPa，二次空气的压力为0.6～0.2MPa。可根据进料速度热空气温度及对微球的粒度要求进行适当调节。
本发明的空心玻璃微球制造方法最显著的特征之一是物料通过二次空气雾化，进入喷雾干燥塔后，同塔底引入的热空气顺流向上一次成球干燥，水分达2.0％以下.无须进行二次干燥，从而简化了工艺、节约了能源。而且二次空气雾化成球率高，粒度细而均匀因此强度高，吸油量低。
从喷雾干燥塔引入的热空气的温度一般在350℃～600℃，空气通过热风炉加热后进入喷雾干燥塔，加热炉的热源来自于燃烧的焦炭、煤气，或用电炉更好。
附图的图面说明如下
图1、空心玻璃微球制造工艺流程图1、溶液A配制罐；2、泵；3、配料罐；4、泵；5、热风炉；6、鼓风机；7、插板；8、喷雾干燥塔；9、二次空气雾化喷咀；10、一次分离器；11、放料阀；12、二次分离器；13、放料阀；14、引风机；15、空压机；16、缓冲罐；17、混合液贮槽。
图2、二次空气雾化喷咀18、一次风进风管；19、孔板；20、喷头；21、二次风进风管；22、进料管。
本发明下面将结合实施例作进一步详述实施例1在溶液A制备罐1中加水自来水56kg，硼酸4kg，加热搅拌使其溶解加入氨水(18％)4kg搅匀备用，即为溶液A；将100kg(SiO2∶Na2O＝3.0)硅酸钠溶液(溶液B)加入配料罐3中；在压缩空气搅拌下，溶液A通过泵2打入溶液B中.同时加入硅油乳剂(20％)1.5kg搅匀，混合溶液通过泵4打入混合液贮槽17中，备喷雾干燥；然后，依次开启空压机15、引风机14，并将一次空气压力控制在0.5～0.6MPa，二次空气压力控制在0.2～0.3MPa，塔底温度500℃±20℃，混合液流量为70kg/小时，喷雾干燥塔顶温度100℃～160℃，所得空心玻璃微球；SiO270.3％Na2O 23.4％B2O35.3％H2O1.0％(SiO2＋B2O3)/Na2O3.23产品粒度∠50um容重0.10g/cm3破碎率 ∠3％实施例2按照实施例1的步骤.原料配比硅酸钠溶液(SiO2∶Na2O＝2.4) 100kg硼酸 3kg氨水(18％)3kg自来水40kg硅油乳剂(18％)2.2kg工艺条件热空气入塔温度 450℃±20℃塔顶出口温度100℃——140℃一次空气压力0.3～0.4MPa二次空气压力0.2～0.3MPa进料量 100kg/小时产品分析结果SiO367.1％Na2O 27.9％B2O34.0％H2O1.0％(B2O3＋SiO2)/Na2O2.55粒度≤50um容重0.15g/cm3破碎率 ∠2％实施例3按照实施例1的步骤，原料配比硅酸钠溶液(SiO2∶Na2O＝3)100kg硼酸 2kg氨水(19％) 2kg自来水 20kg硅油乳剂(20％) 3kg工艺条件热空气入塔温度 400℃±20℃塔顶出口温度 100℃——120℃一次空气压力 0.5MPa二次空气压力 0.3MPa进料量 60kg/小时产品分析结果SiO271.4％
Na2O 23.8％B2O32.7％H2O2.0％(SiO2＋B2O3)/Na2O3.11粒度∠50um容重0.18g/cm3破碎率 ∠2％本发明相比现有技术有如下优点1、工艺简单、成本较低、节约能源；2、空心玻璃微球成球率高，而且加入防水剂，化学稳定性好，吸油量低；3、粒度细而均匀，强度高；4、容重较小。
权利要求
1.一种空心玻璃微球的制造方法，其特征在于包括如下步骤a、制备多硼酸铵水溶液A；b、配制碱金属硅酸盐水溶液B；c、溶液A和溶液B混合加入防水剂；d、采用二次空气雾化喷咀一次成球干燥得空心玻璃微球；(SiO2＋B2O3)/R2O≥2.5粒度≤50um水分≤2.0％容重0.1—0.29/cm3破碎率 ≤3％
2.按照权利要求1所述之空心玻璃微球的制造方法，其特征在于溶液A是五硼酸铵水溶液，其一种廉价的制备方法是用工业氨水与硼酸反应而得。
3.按照权利要求1所述之空心玻璃微球的制造方法，其特征在于溶液B是硅酸钠水溶液，SiO2∶Na2O＝2.4∶1～3.2∶1；硅酸钠水溶液中含硅酸钠30％～40％。
4.按照权利要求1所述之空心玻璃微球的制造方法，其特征在于一种可以防止不可逆凝胶产生2.4～3.2∶1的混合方法是首先将溶液B加入配料罐中，然后在压缩空气搅拌下，通过配料罐下部的喷头将溶液A自下而上泵入溶液B中。
5.按照权利要求1所述之空心玻璃微球的制造方法，其特征在于防水剂是硅油乳液。
6.按照权利要求5所述之空心玻璃微球的制造方法，其特征在于硅油乳液中硅油的浓度为18％～22％，使用时优选的加入量为混合液总重量的1.0％～3.0％。
7.按照权利要求1所述之空心玻璃微球的制造方法，其特征在于二次空气雾化喷咀的一次空气压力为0.3～0.6MPa，二次空气的压力为0.6～0.2MPa。
8.按照权利要求1所述之空心玻璃微球的制造方法，其特征在于经二次空气雾化喷咀雾化的物料通过从喷雾干燥塔底引入的热空气顺流接触一次成球干燥。
9.按照权利要求1或权利要求9所述之空心玻璃微球的制造方法，其特征在于从喷雾干燥塔塔底引入的热空气的温度是350℃～600℃。
10.按照权利要求1所述之空心玻璃微球的制造方法，其特征在于喷雾干燥的热源是焦炭炉、煤气炉、电炉。
全文摘要
本发明涉及一种空心玻璃微球的制备方法，属于液体原料喷雾固化成珠的方法；包括溶液配制和喷雾干燥两大步骤，其特征在于采用二次空气雾化喷嘴，实现了喷雾干燥、一次完成，大大简化了工艺，降低了成本，利用本发明的方法制造的空心玻璃微球，水分在2.0％以下，细度50μm以下，容重0.1～0.2g/cm
文档编号C03B19/00GK1123772SQ9411420
公开日1996年6月5日 申请日期1994年11月29日 优先权日1994年11月29日
发明者李浔九, 房崇睦 申请人:淄博市新材料研究所