Стеклянный микрошарик для световозвращающих покрытий - RU2692714C1
Код документа: RU2692714C1
Описание
Предложенное решение относится к стеклянным микрошарикам, которые могут быть использованы при разметке поверхности дорог и при изготовлении световозвращающих устройств, например, в системах обеспечения безопасности дорожного движения.
В отечественной и мировой практике широко применяются световозвращающие материалы, содержащие стеклянные микрошарики (СМШ). При этом качество световозвращения СМШ характеризует величина коэффициента световозвращения, которая определяется показателем преломления, коэффициентом светопропускания и величиной поверхностного натяжения стекла, используемого для производства СМШ (патент РФ №2602328, МПК С03В 19/10, 2013 г.).
Наиболее близкими к предлагаемому решению являются СМШ для дорожной разметки (Методические рекомендации по устройству горизонтальной дорожной разметки безвоздушным способом. Приняты и введены в действие распоряжением Государственной службы дорожного хозяйства РФ (Росавтодора) от 01.11.2001 г. №OC-450-p), изготавливаемые из натрий-кальций-силикатного прозрачного бесцветного стекла. СМШ для дорожной разметки получают из боя стекла (в основном листового). Недостатком таких СМШ является низкая эффективность световозвращения (не более 280 мКд) в виду малого показателя преломления стекла (не более 1,53), невысокого коэффициента светопропускания и высокого содержания частиц несферической формы (до 20%). Большое содержание частиц несферической формы связано с недостаточно высоким поверхностным натяжением данного стекла (не более 325 мН/м при 1300°С) и большим температурным диапазоном изменения вязкости стекла от 104 Па*с до 108 Па*с.
Технический результат предложенного решения заключается в повышении эффективности световозвращения СМШ за счет:
увеличения показателя преломления стекла;
увеличения коэффициента светопропускания стекла;
увеличения доли сферических СМШ в связи с увеличением поверхностного натяжения стекла и снижения температурного диапазона изменения вязкости стекла от 104 Па*с до 108 Па*с.
Указанный технический результат достигается тем, что стеклянный микрошарик для световозвращающих покрытий, изготовленный из прозрачного бесцветного натрий-кальций-силикатного стекла, содержит 54,0-70,0 мас. % SiO2, 17,0-30,0 мас. % СаО, 7,0-16,0 мас. % Na2O и/или K2O, 0-5,0 мас. % MgO, 0-5,0 мас. % Al2O3, не более 0,1 мас. % Fe2O3 и имеет показатель преломления более 1,53, предпочтительно не менее 1,539. Поверхностное натяжение предложенного стекла составляет при температуре 1300°С не менее 335 мН/м. Температурный диапазон изменения вязкости предложенного стекла от 104 Па*с до 108 Па*с не превышает 216°С.
Предложенный СМШ имеет показатель преломления более 1,53, предпочтительно не менее 1,539, а также:
более высокий коэффициент светопропускания стекла;
более высокое поверхностное натяжение стекла (при температуре 1300°С не менее чем до 335 мН/м) и более низкий температурный диапазон изменения вязкости стекла от 104 Па*с до 108 Па*с, что значительно уменьшает долю несферических СМШ.
Снижение до 216°С температурного диапазона изменения вязкости стекла от 104 Па*с до 108 Па*с сокращает время формования СМШ, поэтому они меньше деформируются от соприкосновения между собой и корпусом печи, что увеличивает содержание СМШ сферической формы в готовом продукте.
Удельный вес предложенного стекла составляет не более 2,8 г/см3, так как в нем отсутствуют тяжелые металлы, применение которых приводит к повышению стоимости стекла, отрицательно сказывается на экологии и снижает производительность установок по производству СМШ.
Натрий-кальций-силикатное стекло для изготовления СМШ варят в газовой или электрической стекловаренной печи по общепринятой в стеклоделии технологии с последующим гранулированием расплава стекла. Полученный стеклогранулят (стеклобой, эрклез) далее подвергают измельчению и классификации полученных при измельчении порошков стекла на фракции в диапазоне размеров 5-1500 мкм. Затем из полученных порошков стекла формуют стеклянные микрошарики во взвешенном состоянии в восходящем потоке газов при температуре 1100-1500°С. Охлаждение стекломассы, содержащей 54,0-70,0 мас. % SiO2, 17,0-30,0 мас. % СаО, 7,0-16,0 мас. % Na2O и/или K2O, 0-5,0 мас. % MgO, 0-5,0 мас. % Al2O3 и не более 0,1 мас. % Fe2O3, производят со скоростью предотвращающей образование кристаллической фазы, например, отливкой в воду.
Примеры составов стекол для СМШ приведены в таблице 1.
В последнем столбце таблицы приведен традиционный состав стекла, представляющий собой стеклобой листового стекла, используемый для изготовления СМШ.
Свойства СМШ, изготовленных из перечисленных в таблице 1 составов стекла, приведены в таблице 2.
Проведенные исследования показывают, что применение предложенного решения существенно повышает эффективность световозвращения СМШ.
Реферат
Изобретение относится к стеклянным микрошарикам, которые могут быть использованы при разметке поверхности дорог и при изготовлении световозвращающих устройств. Стеклянный микрошарик изготовлен из прозрачного бесцветного натрий-кальций-силикатного стекла и сформирован со скоростью, предотвращающей появление кристаллической фазы. Стеклошарик содержит следующие компоненты, мас.%: 54,0-70,0 SiO, 17,0-30,0 CaO, 7,0-16,0 NaO и/или KO, 0-5,0 MgO, 0-5,0 AlO, не более 0,1 FeOи имеет показатель преломления более 1,53, предпочтительно не менее 1,539. Технический результат заключается в повышении эффективности световозвращения стеклянных микрошариков за счет увеличения показателя преломления стекла, увеличения коэффициента светопропускания стекла и увеличения доли сферических стеклянных микрошариков. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.
