【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及隔熱材料，具體涉及一種空心玻璃微珠及其制備方法與應用。
技術介紹
1、建筑領域被認為是能源消耗的主要領域之一，全球建筑消耗的能源占總能源消耗的40％左右。建筑結構中，由墻體散失的熱量約占建筑領域總散熱量的20％，夏季通過外墻吸收的熱量約為建筑總吸收熱量的30％，因此，建筑保溫隔熱是減少能耗的重要措施之一。保溫隔熱涂料作為一種新型涂料，涂刷在被施工表面能起到隔熱保溫作用，具有低能耗、低污染的特點，是目前為止最有效、最便捷的節能措施，能顯著減少建筑物的熱量積累、改善居住和工作環境，在節能減排方面具有重要的作用。
2、空心玻璃微珠是一種微小、中空的圓球狀粉末，具有重量輕、體積大、抗壓強度高，且分散性、流動性和穩定性好的特點；現有空心玻璃微珠的組成為二氧化硅、氧化硼、氧化鈉、二氧化鈦、氧化鋁、氧化鈣、氧化銅，雖然具有良好的粘附力和化學穩定性，在涂料中應用廣泛，但是保溫隔熱效果較差。
3、因此，如何獲得一種具有隔熱保溫效果的空心玻璃微珠，是本領域亟需解決的技術問題之一。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術提供了一種具有隔熱保溫效果的空心玻璃微珠。
2、本專利技術還提供了一種上述空心玻璃微珠的制備方法。
3、第一方面，本專利技術提供一種空心玻璃微珠，所述空心玻璃微珠中包括以下組分：二氧化硅40wt％-65wt％、氧化硼5wt％-15wt％、氧化鈉5wt％-15wt％、氧化亞銅2wt％-8wt％、氧化鋇1wt％-5wt％、氧化鉻2
4、在一種可選的實施方式中，所述空心玻璃微珠中包括以下組分：二氧化硅45wt％-60wt％，氧化硼10wt％-15wt％，氧化鈉8wt％-12wt％，氧化亞銅5wt％-8wt％，氧化鋇2wt％-3.5wt％，氧化鉻3wt％-8wt％，氧化鎳3.5wt％-7wt％，氧化錫1.5wt％-2.5wt％、碳化硅2wt％-5wt％。
5、在一種可選的實施方式中，所述空心玻璃微珠中包括以下組分：二氧化硅50wt％-55wt％，氧化硼10wt％-12wt％，氧化鈉10wt％-12wt％，氧化亞銅5wt％-7wt％，氧化鋇2wt％-3.5wt％，氧化鉻6wt％-6.5wt％，氧化鎳4wt％-6wt％，氧化錫1.5wt％-2wt％、碳化硅2wt％-3.5wt％。
6、在一種可選的實施方式中，所述空心玻璃微珠的粒徑為10μm-50μm。
7、第二方面，本專利技術還提供了一種空心玻璃微珠的制備方法，包括以下步驟：
8、(1)稱取石英砂、硼酸、純堿、氧化亞銅、硫酸鋇、氧化鉻、氧化鎳、氧化錫、起泡劑，混合后進行一次加熱，得到熔融玻璃液；將所述熔融玻璃液快速冷卻，研磨，得到內部含有氣體的玻璃粉末；
9、(2)在400℃-800℃下對所述玻璃粉末進行二次加熱，即得。
10、在一種可選的實施方式中，所述石英砂、所述硼酸、所述純堿、所述氧化亞銅、所述硫酸鋇、所述氧化鉻、所述氧化鎳、所述氧化錫、所述碳化硅、所述起泡劑的質量比為40-65：8.88-26.64：8.55-25.65：2-8：1.52-7.61：2-10：3.5-7.5：1.5-3：1-5.5：4-8。
11、在一種可選的實施方式中，所述起泡劑包括碳粉、碳酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、二氧化錳中的至少一種。
12、在一種可選的實施方式中，所述碳酸鹽包括碳酸鈉、碳酸鈣、碳酸鎂中的至少一種。
13、在一種可選的實施方式中，所述硫酸鹽包括硫酸鈉、硫酸鈣中的至少一種。
14、在一種可選的實施方式中，所述硝酸鹽包括硝酸鋰、硝酸鈉、硝酸鉀中的至少一種。
15、在一種可選的實施方式中，所述一次加熱的溫度為1100℃-1250℃，加熱的時間為20min-60min。
16、在一種可選的實施方式中，所述二次加熱的時間為10min-30min。
17、第三方面，本專利技術還提供了一種隔熱涂料，包括空心玻璃微珠和水性涂料，所述空心玻璃微珠為上述空心玻璃微珠。
18、在一種可選的實施方式中，所述空心玻璃微珠的質量占所述隔熱涂料的5wt％-40wt％。
19、在一種可選的實施方式中，所述水性涂料包括水性聚氨酯、水性聚丙烯酸樹脂、水性硅丙涂料中的至少一種。
20、第四方面，本專利技術還提供了一種上述隔熱涂料在建筑領域中的應用。
21、與現有技術相比，本專利技術的技術方案具有如下優點：
22、1、本專利技術提供的空心玻璃微珠，空心玻璃微珠中包括以下組分：二氧化硅40wt％-65wt％、氧化硼5wt％-15wt％、氧化鈉5wt％-15wt％、氧化亞銅2wt％-8wt％、氧化鋇1wt％-5wt％、氧化鉻2wt％-10wt％、氧化鎳3.5wt％-7.5wt％、氧化錫1.5wt％-3wt％、碳化硅1wt％-5.5wt％。二氧化硅作為玻璃的主要成分，是玻璃的骨架，能夠增加玻璃液的粘度，提高玻璃的機械強度，本專利技術限定二氧化硅含量為40wt％-65wt％，能夠在滿足空心玻璃微珠強度的同時降低玻璃液熔化溫度，減少制備過程中的能源消耗，降低生產成本；氧化硼可以改善玻璃的物理和化學性質，提高玻璃的透明度、抗熱性和耐腐蝕性，還可以降低玻璃的熔點和粘度，促進玻璃的流動性和成型性，含量過低會使玻璃液熔化溫度增高，透明度降低，含量過多會使玻璃網絡結構變得松弛，玻璃熱膨脹系數增加，且與氧化鋇共同作用影響空心玻璃微珠的折射率效果；氧化鈉具有較低的熔點和良好的熔化性能，能大大降低玻璃液的粘度，是制造玻璃的助熔劑，可以降低玻璃的熔融溫度，加速熔融速度，氧化鈉含量過多，會使玻璃的化學穩定性、熱穩定性以及機械強度大大降低，而且容易使玻璃發霉和使玻璃生產成本增加；氧化亞銅能增強空心玻璃微珠的硬度和耐磨性，還具有防腐作用，將其涂覆在金屬材質上能顯著減緩銹蝕；鋇和其他金屬均以氧化物存在，氧化鋇不僅能降低玻璃熔融溫度，還具有較高的折射率，能顯著增強涂料的隔熱降溫性能；氧化錫具有良好的隔熱性能和硬度，能顯著增強涂料的隔熱性能，提高涂料的和耐磨性和耐腐蝕性；氧化亞銅、氧化鋇、氧化鉻、氧化鎳、氧化錫、碳化硅為空心玻璃微珠的功能成分，含量過高或過低會顯著降低空心玻璃微珠的輻射率和折射系數，本專利技術分別限定其含量，能顯著提高空心玻璃微珠的輻射率和折射系數，大大增強涂層的隔熱保溫性能。
23、門窗關閉的情況下，熱量主要通過熱傳導和熱輻射傳遞到室內，氧化亞銅、氧化鋇、氧化鉻具有較高的反射系數，能夠減少建筑物對熱量的吸收。氧化鎳、氧化錫、碳化硅具有較高的輻射系數，能夠將熱量以紅外輻射的形式散發到室外空氣中，從而降低建筑外表面溫度。此外，氧化亞銅具有抗菌作用，能顯著提高涂料表面清潔度，增強涂料隔熱保溫性能。
24、空心玻璃微珠內部含有氣體，不僅能提高涂層的彈性，防止涂層因熱脹冷縮造成本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種空心玻璃微珠，其特征在于，所述空心玻璃微珠中包括以下組分：二氧化硅40wt％-65wt％、氧化硼5wt％-15wt％、氧化鈉5wt％-15wt％、氧化亞銅2wt％-8wt％、氧化鋇1wt％-5wt％、氧化鉻2wt％-10wt％、氧化鎳3.5wt％-7.5wt％、氧化錫1.5wt％-3wt％、碳化硅1wt％-5.5wt％。
2.根據權利要求1所述的空心玻璃微珠，其特征在于，所述空心玻璃微珠中包括以下組分：二氧化硅45wt％-60wt％，氧化硼10wt％-15wt％，氧化鈉8wt％-12wt％，氧化亞銅5wt％-8wt％，氧化鋇2wt％-3.5wt％，氧化鉻3wt％-8wt％，氧化鎳3.5wt％-7wt％，氧化錫1.5wt％-2.5wt％、碳化硅2wt％-5wt％。
3.根據權利要求2所述的空心玻璃微珠，其特征在于，所述空心玻璃微珠中包括以下組分：二氧化硅50wt％-55wt％，氧化硼10wt％-12wt％，氧化鈉10wt％-12wt％，氧化亞銅5wt％-7wt％，氧化鋇2wt％-3.5wt％，氧化鉻6wt％-6.5wt％，氧化鎳4wt％-6wt％，氧
4.根據權利要求1所述的空心玻璃微珠，其特征在于，所述空心玻璃微珠的粒徑為10μm-50μm。
5.一種空心玻璃微珠的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
6.根據權利要求5所述的空心玻璃微珠的制備方法，其特征在于，所述石英砂、所述硼酸、所述純堿、所述氧化亞銅、所述硫酸鋇、所述氧化鉻、所述氧化鎳、所述氧化錫、所述碳化硅、所述起泡劑的質量比為40-65：8.88-26.64：8.55-25.65：2-8：1.52-7.61：2-10：3.5-7.5：1.5-3：1-5.5：4-8。
7.根據權利要求5所述的空心玻璃微珠的制備方法，其特征在于，所述起泡劑包括碳粉、碳酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、二氧化錳中的至少一種；
8.一種隔熱涂料，包括空心玻璃微珠和水性涂料，其特征在于，所述空心玻璃微珠為權利要求1-4任一項所述的空心玻璃微珠，或者由權利要求5-7任一項所述的制備方法制得的空心玻璃微珠。
9.根據權利要求8所述的隔熱涂料，其特征在于，所述空心玻璃微珠的質量占所述隔熱涂料的5wt％-40wt％；和/或，
10.由權利要求8或9所述的隔熱涂料在建筑領域中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種空心玻璃微珠，其特征在于，所述空心玻璃微珠中包括以下組分：二氧化硅40wt％-65wt％、氧化硼5wt％-15wt％、氧化鈉5wt％-15wt％、氧化亞銅2wt％-8wt％、氧化鋇1wt％-5wt％、氧化鉻2wt％-10wt％、氧化鎳3.5wt％-7.5wt％、氧化錫1.5wt％-3wt％、碳化硅1wt％-5.5wt％。
2.根據權利要求1所述的空心玻璃微珠，其特征在于，所述空心玻璃微珠中包括以下組分：二氧化硅45wt％-60wt％，氧化硼10wt％-15wt％，氧化鈉8wt％-12wt％，氧化亞銅5wt％-8wt％，氧化鋇2wt％-3.5wt％，氧化鉻3wt％-8wt％，氧化鎳3.5wt％-7wt％，氧化錫1.5wt％-2.5wt％、碳化硅2wt％-5wt％。
3.根據權利要求2所述的空心玻璃微珠，其特征在于，所述空心玻璃微珠中包括以下組分：二氧化硅50wt％-55wt％，氧化硼10wt％-12wt％，氧化鈉10wt％-12wt％，氧化亞銅5wt％-7wt％，氧化鋇2wt％-3.5wt％，氧化鉻6wt％-6.5wt％，氧化鎳4wt％-6wt％，氧化錫1.5wt％-2wt％、碳化硅2wt％-3.5wt％。...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉成雄，陳福，夏韋美，陳兆民，王建華，柳子濤，王江賞，
申請(專利權)人：秦皇島玻璃工業研究設計院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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