一種利用廢玻璃制備微孔泡沫玻璃的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了屬于無機非金屬材料成型【技術(shù)領(lǐng)域】的一種利用廢玻璃制備微孔泡沫玻璃的方法，將廢玻璃粉碎、磨細成玻璃微粉，將玻璃微粉與水、分散劑按一定比例混合球磨，球磨后加入一定量室溫發(fā)泡劑并攪拌，制備出高固相含量的穩(wěn)定泡沫漿料；將泡沫漿料加入離心霧化干燥設(shè)備，制成空心微珠坯體，收集微珠坯體，放入高溫爐中加熱、保溫，使微珠坯體發(fā)泡、燒結(jié)，制備出低密度、高強度、低熱系數(shù)高的高質(zhì)量微孔泡沫玻璃；且微孔直徑均勻可控。該方法不需加入高溫發(fā)泡劑與還原劑，燒結(jié)熱周期短，無需退火，對于玻璃粉體具有普適性，適合規(guī)模化連續(xù)生產(chǎn)，成本低。
【專利說明】一種利用廢玻璃制備微孔泡沬玻璃的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無機非金屬材料成型【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種利用廢玻璃制備微孔泡沫玻璃的方法，具體是指一種微孔可控的直徑均勻的泡沫玻璃制備技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]泡沫玻璃是一種性能優(yōu)良的輕質(zhì)、絕熱、隔音材料，具有質(zhì)輕、低導(dǎo)熱、隔音、電絕緣性和熱穩(wěn)定性好、制造成本低等優(yōu)點，是一種用途廣泛的新型無機非金屬材料。
[0003]傳統(tǒng)的泡沫玻璃以磨細玻璃粉為主要原料，加發(fā)泡劑，經(jīng)燒熔發(fā)泡、退火冷卻加工處理而成，具有獨立氣泡結(jié)構(gòu)，保溫絕熱性較好，體積密度較小，約為0.2-0.5g/cm3o導(dǎo)熱系數(shù)小，常溫下約為0.05ff/m.k，但抗壓強度較小(平均約0.7Mpa)。主要用作墻體材料的保溫絕熱組成部分。
[0004]與傳統(tǒng)的泡沫玻璃相比，本發(fā)明所述微孔泡沫玻璃體積密度小、導(dǎo)熱系數(shù)小，抗壓強度高，可以達到前者數(shù)十倍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種利用廢玻璃制備微孔泡沫玻璃的方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0006]步驟一，將廢玻璃粉碎、磨細成玻璃微粉，玻璃微粉粒徑為1.0-10.Ομπι；
[0007]步驟二，將玻璃微粉與水、分散劑混合并球磨，制備出高固相含量的玻璃微粉漿料，漿料中玻璃微粉的體積占加入`玻璃微粉后溶液總體積的體積份數(shù)為25-60%，分散劑體積份數(shù)為0.1-1.0%，其余為水；
[0008]步驟三，將上述高固相含量的玻璃微粉漿料中加入發(fā)泡劑，充分攪拌，制成穩(wěn)定的泡沫漿料；
[0009]步驟四，將穩(wěn)定的泡沫漿料注入離心霧化干燥設(shè)備，制備成空心玻璃微珠坯體，其空心玻璃微珠坯體直徑為0.05-1.0mm,容重為0.8-1.5g/cm3 ;該空心玻璃微珠坯體直徑可以通過步驟三中的氣泡直徑來調(diào)節(jié)，容重可以通過步驟三中的漿料發(fā)泡率來調(diào)節(jié)；
[0010]步驟五，將空心玻璃微珠坯體裝入匣缽或模具中，放入700-850°C高溫爐中加熱、保溫1-3小時，使其膨脹發(fā)泡、燒結(jié)，再隨爐冷卻，即得到微孔泡沫玻璃；
[0011]所述微孔泡沫玻璃的氣孔直徑為5.0-500.0 μ m，比重為0.1-0.25g/cm3 ;該氣孔直徑與比重是通過改變驟五中保溫時間與步驟四中空心玻璃微珠直徑來調(diào)節(jié)。
[0012]所述膨脹發(fā)泡的體積膨脹倍數(shù)為3-10倍。
[0013]所述發(fā)泡劑指能使?jié){料充分發(fā)泡的曲拉通或沒食子酸丙脂，其加入量為漿料總體積的0.1-0.5%;泡沫漿料中氣泡直徑為0.2-1.5mm,陶瓷漿料發(fā)泡率達到50% -98%之間。氣泡直徑可以通過發(fā)泡劑加入量和攪拌時間調(diào)整。
[0014]所述分散劑為聚羧酸鈉、檸檬酸銨、聚丙烯酸鈉、三聚磷酸鈉中的一種或幾種的組
口 ο[0015]本發(fā)明的有益效果為該方法制備泡沫玻璃具有微米級氣孔，氣孔均一性好，比重為0.1-0.2g/cm3,產(chǎn)品強度高，抗壓強度達到2.9Mpa，絕熱性能優(yōu)異，導(dǎo)熱系數(shù)為
0.03-0.04ff/m.k，制備工藝過程中無需加入高溫發(fā)泡劑與還原劑，無需退火工藝。對于玻璃粉體具有普適性，工藝簡捷，生產(chǎn)效率高，適合規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)。
【具體實施方式】
[0016]本發(fā)明提供一種利用廢玻璃制備微孔泡沫玻璃的方法。下面結(jié)合實施例對本發(fā)明予以說明。
[0017]實施例1以廢平板玻璃為原料，制備微孔泡沫玻璃，具體工藝如下:
[0018]步驟一，將廢平板(D90)玻璃粉碎、磨細成粉粒徑為2.0 μ m的玻璃微粉；
[0019]步驟二，將玻璃微粉:水:三聚磷酸鈉按照體積份數(shù)為45.0:54.5:0.5混合，并球磨制備出體積份數(shù)為45%的高固相含量的玻璃微粉漿料。
[0020]步驟三，將上述高固相含量的玻璃微粉漿料中加入沒食子酸丙脂發(fā)泡劑(加入量為漿料總體積的0.3%，充分攪拌20min，使?jié){料發(fā)泡率達到85%，氣泡直徑為0.3-0.8mm的穩(wěn)定泡沫衆(zhòng)料。
[0021]步驟四，將上述泡沫漿料注入離心霧化干燥設(shè)備，制成直徑為0.2-0.5mm的空心玻璃微珠還體，容重為0.9g/cm3。
[0022]步驟五，將空心玻璃微珠坯體裝入匣缽中，放入700°C高溫爐中加熱、保溫2.5小時，使其膨脹發(fā)泡、燒結(jié)，體積膨脹倍數(shù)為8倍。再隨爐冷卻，即得到微孔泡沫玻璃，氣孔直徑為 8.0-100.0 μ m，比重為 0.12g/cm3。
[0023]實施例2以廢平板玻璃為原料，制備微孔泡沫玻璃，具體工藝如下:
[0024]步驟一，將廢平板(D90)玻璃粉碎、磨細成粉粒徑為5.0 μ m的玻璃微粉；
[0025]步驟二，將玻璃微粉:水:聚丙烯酸鈉按照體積份數(shù)為35.0:64.7:0.3混合，并球磨制備出體積份數(shù)為45 %的高固相含量的玻璃微粉漿料。
[0026]步驟三，將上述高固相含量的玻璃微粉漿料中加入曲拉通發(fā)泡劑(加入量為漿料總體積的0.4% )，充分攪拌20min，使?jié){料發(fā)泡率達到90%，氣泡直徑為0.6-lmm的穩(wěn)定泡沫漿料。
[0027]步驟四，將上述泡沫漿料注入離心霧化干燥設(shè)備，制成直徑為0.2-0.5mm的空心玻璃微珠還體，容重為0.9g/cm3。
[0028]步驟五，將空心玻璃微珠坯體裝入匣缽中，放入800°C高溫爐中加熱、保溫1.5小時，使其膨脹發(fā)泡、燒結(jié)，體積膨脹倍數(shù)為9倍。再隨爐冷卻，即得到微孔泡沫玻璃，氣孔直徑為 10.0-100.0 μ m，比重為 0.12g/cm3。
[0029]實施例3以廢平板玻璃為原料，制備微孔泡沫玻璃，具體工藝如下:
[0030]步驟一，將廢平板(D90)玻璃粉碎、磨細成粉粒徑為7.0 μ m的玻璃微粉；
[0031]步驟二，將玻璃微粉:水:檸檬酸銨按照體積份數(shù)為55.0:44.6:0.4混合，并球磨制備出體積份數(shù)為45 %的高固相含量的玻璃微粉漿料。
[0032]步驟三，將上述高固相含量的玻璃微粉漿料中加入曲拉通發(fā)泡劑(加入量為漿料總體積的0.5% )，充分攪拌20min，使?jié){料發(fā)泡率達到95%，氣泡直徑為0.8-1.2mm的穩(wěn)定泡沫漿料。[0033]步驟四，將上述泡沫漿料注入離心霧化干燥設(shè)備，制成直徑為0.2-0.5mm的空心玻璃微珠還體，容重為0.9g/cm3。
[0034]步驟五，將空心玻璃微珠坯體裝入匣缽中，放入850°C高溫爐中加熱、保溫1.2小時，使其膨脹發(fā)泡、燒結(jié)，體積膨脹倍數(shù)為7.5倍。再隨爐冷卻，即得到微孔泡沫玻璃，氣孔直徑為 10.0-100.0 μ m`，比重為 0.12g/cm3。
【權(quán)利要求】
1.一種利用廢玻璃制備微孔泡沫玻璃的方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一，將廢玻璃粉碎、磨細成玻璃微粉，玻璃微粉粒徑為1.0-10.Ομπι； 步驟二，將玻璃微粉與水、分散劑混合并球磨，制備出高固相含量的玻璃微粉漿料，漿料中玻璃微粉的體積占加入玻璃微粉后溶液總體積的體積份數(shù)為25-60%，分散劑體積份數(shù)為0.1-1.0%，其余為水； 步驟三，將上述高固相含量的玻璃微粉漿料中加入發(fā)泡劑，充分攪拌，制成穩(wěn)定的泡沫漿料； 步驟四，將穩(wěn)定的泡沫漿料注入離心霧化干燥設(shè)備，制備成空心玻璃微珠坯體，其空心玻璃微珠坯體直徑為0.05-1.0_，容重為0.8-1.5g/cm3 ;該空心玻璃微珠坯體直徑可以通過步驟三中的氣泡直徑來調(diào)節(jié)，容重可以通過步驟三中的漿料發(fā)泡率來調(diào)節(jié)； 步驟五，將空心玻璃微珠坯體裝入匣缽或模具中，放入700-850 0C高溫爐中加熱、保溫1-3小時，使其膨脹發(fā)泡、燒結(jié)，再隨爐冷卻，即得到微孔泡沫玻璃。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種利用廢玻璃制備微孔泡沫玻璃的方法，其特征在于，所述微孔泡沫玻璃的氣孔直徑為5.0-500.0 μ m，比重為0.1-0.25g/cm3 ;該氣孔直徑與比重是通過改變驟五中保溫時間與步驟四中空心玻璃微珠直徑來調(diào)節(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種利`用廢玻璃制備微孔泡沫玻璃的方法，其特征在于，所述膨脹發(fā)泡的體積膨脹倍數(shù)為3-10倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種利用廢玻璃制備微孔泡沫玻璃的方法，其特征在于，所述發(fā)泡劑指能使?jié){料充分發(fā)泡的曲拉通或沒食子酸丙脂，其加入量為漿料總體積的0.1-0.5% ;泡沫漿料中氣泡直徑為0.2-1.5mm,陶瓷漿料發(fā)泡率達到50% -98%之間，氣泡直徑可以通過發(fā)泡劑加入量和攪拌時間來調(diào)整。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種利用廢玻璃制備微孔泡沫玻璃的方法，其特征在于，所述分散劑為聚羧酸鈉、檸檬酸銨、聚丙烯酸鈉、三聚磷酸鈉中的一種或幾種的組合。
【文檔編號】C03C11/00GK103553343SQ201310529973
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】楊金龍, 蘇振國, 席小慶, 陳金德, 葛國軍 申請人:河北勇龍邦大新材料有限公司, 清華大學(xué)