常，以促進(jìn)一些特定性質(zhì)。通常，這些其他 組分不合計超過基于玻璃微泡的重量（基于理論氧化物當(dāng)量）約5重量％，優(yōu)選地不超過 約2重量％，并且更優(yōu)選地不超過約0.5重量％。鋅（例如ZnO)是可以添加以為玻璃熔 體提供可熔性和流動性的一種可能的附加組分的示例；然而，它也似乎降低壓碎強(qiáng)度。因 此，如果鋅存在，那么其以不超過0. 4重量％，優(yōu)選地小于0. 3重量％，更優(yōu)選地小于0. 2重 量％，更優(yōu)選地小于〇. 1重量％，并且更優(yōu)選地小于〇. 01重量％的量存在。在一些實(shí)施例 中，玻璃微泡不含鋅。
[0045] 著色劑也可被包含在玻璃微泡中。此類著色劑包括例如Ce02、Fe20 3、C〇0、Cr203、 NiO、CuO和MnO2。通常，基于組合物的總重量（基于理論當(dāng)量氧化物），根據(jù)本公開的玻璃 組合物包含不超過約5重量％，優(yōu)選地不超過約1重量％的著色劑。而且，為了熒光可以包 含稀土元素，諸如銪。
[0046] 根據(jù)本公開的玻璃微泡可以例如通過各種工藝來制備。例如，制備玻璃微泡的一 種工藝包括同時熔合玻璃形成組分和膨脹熔合的物質(zhì)。在另一種工藝中，包含無機(jī)氣體形 成劑或發(fā)泡劑的玻璃組合物被加熱至足以釋放發(fā)泡劑的溫度。另一種工藝包括通過濕粉碎 來粉碎材料以獲得粉末狀粉末材料的漿液，噴射該漿液以形成液滴，并加熱該液滴以熔合 或燒結(jié)粉末材料以便獲得無機(jī)玻璃微泡。在另一種工藝中，可以通過在夾帶流反應(yīng)器中在 部分氧化條件下采用謹(jǐn)慎控制的時間-溫度過程來處理精確配制的進(jìn)料混合物來制備低 密度玻璃微泡。
[0047] 在一種可用的工藝中，進(jìn)料包含緊密混合在一起以形成附聚物的玻璃前體材料 (例如，再循環(huán)玻璃料；31、0 &、似、1(、8、？或其他元素的無機(jī)氧化物；和/或包含310&、似、 K、B、P或其他元素的無機(jī)鹽），該玻璃前體材料可以粒子形式測量，每種起始材料在尺寸上 優(yōu)選地為約0. 01微米至50微米。
[0048] 進(jìn)料可包含再循環(huán)玻璃、硅砂、火山灰、珍珠巖、螢石、黑曜巖、硅膠、沸石、膨潤土、 純堿、硼砂、硼酸、鋅粉、石灰、0 &3(?04)2、.504、化?20 731203、派生玻璃形成組分諸如5102、 B2O3或Na 20的化合物或鹽，或它們的組合物中的至少一種?？捎糜诒竟_的進(jìn)料可以例如 通過壓碎和/或研磨組合的期望組分來制備。在一些實(shí)施例中，進(jìn)料包含與其他類型的適 合組分共混的再循環(huán)玻璃粒子，所述適合組分例如諸如其他類型的適合的玻璃和/或各個 氧化物組分。
[0049] 進(jìn)料的組合物可以與粗制產(chǎn)品和/或玻璃微泡的組合物相同，或者更典型與其不 同。通常，不同是由于在加熱期間可發(fā)生的進(jìn)料中的組分的揮發(fā)。選擇適當(dāng)?shù)慕M合物以用于 進(jìn)料來實(shí)現(xiàn)粗制產(chǎn)品和/或玻璃微泡的期望組合物在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員的能力之內(nèi)。
[0050] 任選地，進(jìn)料還可包含一種或多種發(fā)泡劑。發(fā)泡劑有時也稱為泡沫劑或膨脹劑。如 果存在，那么基于進(jìn)料的總重量，發(fā)泡劑通常以大于約0. 1重量％ (例如，至少0. 2重量％、 0. 3重量％、0. 4重量％或甚至至少0. 5重量％ )的量存在于進(jìn)料中。如果使用硫化合物， 它們通常以百萬分之1000重量份至百萬分之4000重量份的硫的量存在。
[0051] 在結(jié)構(gòu)上或化學(xué)上的結(jié)合水（例如，含水礦物）可以用作發(fā)泡劑；然而，當(dāng)使用相 對較高的熔融玻璃組合物時，在結(jié)構(gòu)上/化學(xué)上的結(jié)合水可以在工藝中被過早去除以成為 有效的發(fā)泡劑。非有效發(fā)泡劑的發(fā)泡劑的使用可能產(chǎn)生變形的氣泡和/或固體珠。因此， 并非所有釋放氣體的化合物或組分都是用于形成高質(zhì)量中空玻璃微泡的有效發(fā)泡劑。有效 的發(fā)泡劑以特定速率和溫度釋放氣體以與熔化的玻璃相互作用并在其中產(chǎn)生中空腔，從而 形成玻璃微泡。有效的發(fā)泡劑的示例包括硫氧化物，例如諸如硫酸鹽和亞硫酸鹽。可用的 硫酸鹽的示例包括金屬硫酸鹽（例如，硫酸鋅、硫酸鈉、硫酸鉀、硫酸鋰、硫酸銣、硫酸鎂、硫 酸鈣、硫酸鋇和硫酸鉛）。除硫氧化物之外可以包括其他發(fā)泡劑，諸如〇) 2、02或~2;事實(shí)上， 氧作為來自硫酸根離子的殘基相當(dāng)普遍地存在。根據(jù)本公開的玻璃微泡在形成后可以填充 有氣體材料，但此類填充在描述微泡中的成分的量中不被考慮。附加發(fā)泡劑包含碳酸鹽化 合物。
[0052] 附加成分可以被包含在進(jìn)料中例如以向所得玻璃微泡貢獻(xiàn)特定性質(zhì)或特性（例 如，硬度或顏色）。進(jìn)料可任選地包含無機(jī)或有機(jī)粘合劑材料，但這不是必要的。
[0053] 進(jìn)料可以例如通過形成包含組分材料（例如，再循環(huán)玻璃粒子、無機(jī)氧化物粒子、 無機(jī)鹽粒子和任選的發(fā)泡劑）的含水組合物并且噴霧干燥該含水組合物來制備。
[0054] 在一些實(shí)施例中，進(jìn)料可以通過將主要組分和任選的接合劑（粘結(jié)劑）在含水組 合物（例如含水分散體或漿液）中組合來制備。除水之外，含水組合物還可包含水溶性有 機(jī)溶劑，例如諸如，有機(jī)醚（例如，二甘醇二甲醚、甘醇二甲醚或二氧雜環(huán)己烷）、酮（例如， 丙酮）、酰胺（例如，N-乙烯基吡咯烷酮或N，N-二甲基乙酰胺）和/或醇（例如，甲醇、乙 醇或丙醇）。
[0055] 可用于本公開的接合劑可用于將進(jìn)料中的各個粒子密切結(jié)合為附聚物?？捎糜诒?公開的示例性接合劑包括糖、淀粉以及作為CELLULOSE GUM可從肯塔基州科文頓的亞什蘭 公司（Ashland Inc. ,Covington, Kentucky)商購獲得的羧甲基纖維素。然后干燥含水組合 物以制備進(jìn)料，該進(jìn)料通?；旧鲜瞧浣M分材料的固體附聚物混合物。
[0056] 通常，混合步驟提供了含水組合物，其隨后進(jìn)行干燥?；旌峡梢酝ㄟ^用于共混陶瓷 粉末的任何常規(guī)方式進(jìn)行。合適的混合技術(shù)的示例包括但不限于攪拌罐、球磨、單螺桿混合 機(jī)和雙螺桿混合機(jī)以及破碎機(jī)。根據(jù)情況，可以在混合步驟中添加某些混合助劑，諸如表面 活性劑。例如，表面活性劑可以用于輔助混合、懸浮和分散粒子。
[0057] 干燥通常是在約30°C至300°C的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行?？梢允褂霉I(yè)上常使用的用于 干燥漿液和糊狀物的任何類型的烘干機(jī)。在一些實(shí)施例中，干燥可以在噴霧烘干機(jī)、流化床 烘干機(jī)、旋轉(zhuǎn)烘干機(jī)、轉(zhuǎn)盤烘干機(jī)、盤式烘干機(jī)或閃速烘干機(jī)中進(jìn)行。有利地，干燥使用噴霧 烘干機(jī)進(jìn)行。噴霧烘干機(jī)是為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所熟知的。
[0058] 除了上述優(yōu)點(diǎn)之外，通常希望合成具有預(yù)定的平均粒度和預(yù)定的（通常，窄的）粒 度分布的玻璃微泡。在根據(jù)本公開的某些實(shí)施例中，已發(fā)現(xiàn)噴霧烘干機(jī)的使用降低了對進(jìn) 料或最終對玻璃微泡的任何篩分/分類的需要。噴霧干燥具有附加的優(yōu)點(diǎn)：允許材料高吞 吐量和快速干燥時間。因此，在根據(jù)本公開的某些實(shí)施例中，干燥步驟使用噴霧烘干機(jī)進(jìn) 行。
[0059] 在噴霧干燥工藝中粒度和粒度分布可以受到下列參數(shù)中的一個或多個的影響：噴 霧器的設(shè)計（旋轉(zhuǎn)噴霧器、壓力噴嘴、兩個流體噴嘴等）；入口漿液壓力和速度（粒度趨于 隨壓力增加而降低）；氣體入口噴嘴的設(shè)計；體積流速和氣體的流型；漿液粘度、漿液固體 百分比和有效的漿液表面張力。有利地，進(jìn)料到噴霧烘干機(jī)的含水組合物包含約25重量％ 至70重量％的固體，或約40重量％至60重量％的固體。
[0060] 除了上述成分之外，含水組合物可包含進(jìn)一步處理助劑或添加劑以改善噴霧烘干 機(jī)中的混合、流動性或液滴形成。適合的添加劑是噴霧干燥領(lǐng)域中熟知的。
[0061] 在噴霧干燥工藝中，通常在預(yù)定的壓力和溫度下將含水組合物栗送至噴霧器以形 成漿液滴。噴霧器可以是下列項中的一種或組合：基于旋轉(zhuǎn)噴霧器（離心霧化）、壓力噴嘴 (液壓式霧化）或其中漿液與另一種流體混合的雙流體壓力噴嘴（氣動式霧化）的噴霧器。
[0062] 為了確保所形成的液滴具有正確的粒度，還可以使噴霧器經(jīng)受循環(huán)的機(jī)械脈沖或 聲脈沖。霧化可以從烘干機(jī)室的頂部或從底部進(jìn)行?？梢詫岣稍餁怏w與噴霧方向并流或 逆流注入烘干機(jī)中。
[0063] 通過控制噴霧干燥條件，可以控制進(jìn)料的平均粒度和進(jìn)料粒子粒度分布。例如，可 將旋轉(zhuǎn)噴霧器用于產(chǎn)生比壓力噴嘴更均一的附聚物粒度分布。此外，旋轉(zhuǎn)噴霧器允許適合 于研磨材料的更高進(jìn)料速率，其中堵塞或阻塞忽略不計。在一些實(shí)施例中，可以使用已知的 霧化技術(shù)的混合以實(shí)現(xiàn)具有所需特性的附聚物進(jìn)料。
[0064] 將漿液的霧化液滴在噴霧烘干機(jī)中干燥預(yù)定的停留時間。停留時間可以影響所得 進(jìn)料的平均粒度、粒度分布和含水量。通常，控制停留時間以提供進(jìn)料的期望特性，如上所 述?？梢酝ㄟ^漿液的水含量、漿液液滴尺寸（總表面積）、噴霧烘干機(jī)內(nèi)的干燥氣體入口溫 度和氣體流型、以及噴霧烘干機(jī)內(nèi)的粒子流動路徑來控制停留時間。有利地，噴霧烘干機(jī)中 的入口溫度在約120°C至500°C的范圍內(nèi)，并且出口溫度在約90°C至150°C的范圍內(nèi)。
[0065] 有利地，進(jìn)料粒子的D5。在5微米至150微米的范圍內(nèi)，更有利地在6微米至100 微米的范圍內(nèi)，更有利地在8微米至50微米的范圍內(nèi)，并且甚至更有利地在10微米至30 微米的范圍內(nèi)。進(jìn)料的粒度將與所得的玻璃微泡的粒度有關(guān)，但是，當(dāng)然對應(yīng)程度將僅是大 致的。如果需要，可以采用標(biāo)準(zhǔn)的粉碎/篩分/分類技術(shù)以實(shí)現(xiàn)期望的平均粒度。
[0066] 進(jìn)料被饋送到熱源（例如，天然氣/空氣或天然氣/空氣/氧焰）中以制備包含玻 璃微泡的粗制產(chǎn)品。火焰可以是中性的、還原性的或氧化性的?？梢哉{(diào)節(jié)天然氣/空氣和 /或天然氣/空氣/氧氣比率以產(chǎn)生不同密度和強(qiáng)度的玻璃微泡。將進(jìn)料加熱到將該進(jìn)料 熔化為熔體，降低該熔體的粘度，密封該進(jìn)料的表面并促進(jìn)氣體在熔體內(nèi)膨脹形成的溫度， 以形成包含玻璃微泡的粗制產(chǎn)品。加熱溫度還應(yīng)有利地將熔體維持在足以使內(nèi)部氣泡聚結(jié) 并且在熔融玻璃微泡內(nèi)形成單個基本內(nèi)部間隙的溫度和時間。然后，包括玻璃微泡、纖維和 未膨脹的玻璃粒子的所得粗制產(chǎn)品例如根據(jù)常規(guī)技術(shù)冷卻并還原。通常適用于加熱附聚物 進(jìn)料以形成玻璃微泡的方法描述于例如美國專利申請公布2011/0152057 Al (Qi)和美國專 利 3, 493, 403 (