CN100554202C - 通孔泡沫玻璃的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种通孔泡沫玻璃制备方法，将废平板玻璃粉、二氧化锰、三氧化二铁和硼酸混合；然后再加入聚乙烯醇和蒸馏水球磨制成浆料；将塑料泡沫海绵浸入到料浆中，待塑料泡沫海绵中全部浸入料浆后，取出放于耐火材料上，并移入发泡窑中，经干燥、海绵燃烧、发泡稳泡、冷却和退火得通孔泡沫玻璃。本发明以工业废料为原料，添加少量添加剂，并以泡沫海绵作为泡孔形成剂，采用海绵浸浆法成型，制备了通孔泡沫玻璃。不但有利于废物利用，保护环境，而且制得的通孔泡沫玻璃连通开孔气孔率达90%以上、质轻、高强、气孔分布均匀，可大量作为良好的吸音材料和特种过滤材料。

Description

通孔泡沫玻璃的制备方法
技术领域
本发明涉及一种泡沫玻璃的制备方法，特别涉及一种通孔泡沫玻璃的制备方法。
背景技术
泡沫玻璃是利用废弃玻璃为主要原料，添加发泡剂、改性剂、促进剂等经细粉碎和均匀混合成配合料，放置在特定模具中经过750～900℃温度加热，使玻璃软化、发泡、退火形成一种内部充满无数均匀气泡的多孔玻璃材料。
泡沫玻璃具有密度小、强度高、导热系数小等物理性质，其不仅具有玻璃材料本身固有的永久性、安全性、可靠性、防化学腐蚀性和不受蚁鼠侵害等优点，而且与其它建筑材料相比，还具有保温隔热、防水防潮、防火、耐酸碱、密度小、机械强度高、吸声等一系列优越性能。
近年来，随着对泡沫玻璃应用方面的进一步研究和开发，发现泡沫玻璃在作为吸声材料和过滤材料方面具有很多优点，比如体积密度小，强度高，导热系数小等。
但是，泡沫玻璃的开孔气孔率为2％～20％。当泡沫玻璃作为吸声材料和特种过滤材料时，我们希望泡沫玻璃开孔气孔率，尤其是连通气孔的开孔气孔率越高越好，一般常采用特殊的发泡剂来制备开孔气孔率较高的泡沫玻璃，但开孔气孔率的提高幅度也有限。
文献CN2358074Y中报道了一种高效吸声泡沫玻璃，通过在泡沫玻璃的迎声面和及迎声面的对面采用机械方法打一些均匀分布且不贯通到另一面的吸声孔，能使其开孔率达到50％～60％。该方法在一定程度上提高了泡沫玻璃开孔率，增强了泡沫玻璃的吸声性能，但是，采用机械的方法在泡沫玻璃上打孔，不但降低了产品的成品率，而且降低了制品的强度。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种开孔气孔率高，特别是连通开孔气孔率可达90％以上的泡沫玻璃的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的制备方法为：首先，将废平板玻璃清洗干净，烘干后球磨至300目，然后按质量分数将球磨后的95％的玻璃粉，1.5％的二氧化锰，1.5％的三氧化二铁和2.0％的硼酸放入球磨罐中制成配合料；其次，在球磨罐中再加入占配合料质量3～5％的聚乙烯醇和8％的蒸馏水球磨5～10小时制成浆料；将密度为20～40kg/m3的塑料泡沫海绵浸入到料浆中，待塑料泡沫海绵中全部浸入料浆后，取出放于耐火材料上，并移入发泡窑中，按照以下烧成制度烧成：干燥阶段，升温速度为3℃/min，升温至150℃，保温2～3小时；塑料泡沫海绵燃烧阶段，升温速度为5℃/min，升温至300℃保温3～5小时；发泡稳泡阶段，升温速度为25～30℃/min，升温至700～750℃保温10～30分钟；冷却阶段，降温速度为10℃/min，降温至600℃保温30分钟；退火阶段，降温速度为1℃/min，退火至100℃以下得连通气孔的通孔泡沫玻璃。
由于本发明以工业废料为原料，添加少量添加剂，并以泡沫海绵作为泡孔形成剂，采用海绵浸浆法成型，制备了通孔泡沫玻璃。不但有利于废物利用，保护环境，而且制得的通孔泡沫玻璃连通开孔气孔率达90％以上、质轻、高强、气孔分布均匀，可大量作为良好的吸音材料和特种过滤材料。
具体实施方式
实施例1，首先，将废平板玻璃清洗干净，烘干后球磨至300目，然后按质量分数将球磨后的95％的玻璃粉，1.5％的二氧化锰，1.5％三氧化二铁和2.0％硼酸放入球磨罐中制成配合料；其次，在球磨罐中再加入配合料质量3％的聚乙烯醇和8％的蒸馏水球磨10小时制成浆料；将密度为40kg/m3的塑料泡沫海绵浸入到料浆中，待塑料泡沫海绵中全部浸入料浆后，取出放于耐火材料上，并移入发泡窑中，按照以下烧成制度烧成：干燥阶段，升温速度为3℃/min，升温至150℃，保温3小时；海绵燃烧阶段，升温速度为5℃/min，升温至300℃保温5小时；发泡稳泡阶段，升温速度为30℃/min，升温至700℃保温10分钟；冷却阶段，降温速度为10℃/min，降温至600℃保温30分钟；退火阶段，降温速度为1℃/min，退火至100℃以下得连通气孔的通孔泡沫玻璃。
测试相关性能为：表观密度：0.13g/cm3；平均泡径：1.04mm；抗折强度：0.2Mpa；开孔气孔率：91％。
实施例2，首先，将平板废玻璃清洗干净，烘干后球磨至300目，然后按质量分数将球磨后的95％的玻璃粉，1.5％的二氧化锰，1.5％三氧化二铁和2.0％硼酸放入球磨罐中制成配合料；其次，在球磨罐中再加入配合料质量4％的聚乙烯醇和8％的蒸馏水球磨9小时制成浆料；将密度为30kg/m3的塑料泡沫海绵浸入到料浆中，待塑料泡沫海绵中全部浸入料浆后，取出放于耐火材料上，并移入发泡窑中，按照以下烧成制度烧成：干燥阶段，升温速度为3℃/min，升温至150℃，保温3小时；海绵燃烧阶段，升温速度为5℃/min，升温至300℃保温5小时；发泡稳泡阶段，升温速度为30℃/min，升温至710℃保温15分钟；冷却阶段，降温速度为10℃/min，降温至600℃保温30分钟；退火阶段，降温速度为1℃/min，退火至100℃以下得连通气孔的通孔泡沫玻璃。
测试相关性能为：表观密度：0.15g/cm3；平均泡径：1.12mm；抗折强度：0.3Mpa；开孔气孔率：93％。
实施例3，首先，将废平板玻璃清洗干净，烘干后球磨至300目，然后按质量分数将球磨后的95％的玻璃粉，1.5％的二氧化锰，1.5％三氧化二铁和2.0％硼酸放入球磨罐中制成配合料；其次，在球磨罐中再加入配合料质量5％的聚乙烯醇和8％的蒸馏水球磨8小时制成浆料；将密度为30kg/m3的塑料泡沫海绵浸入到料浆中，待塑料泡沫海绵中全部浸入料浆后，取出放于耐火材料上，并移入发泡窑中，按照以下烧成制度烧成：干燥阶段，升温速度为3℃/min，升温至150℃，保温2.5小时；海绵燃烧阶段，升温速度为5℃/min，升温至300℃保温4小时；发泡稳泡阶段，升温速度为25℃/min，升温至730℃保温20分钟；冷却阶段，降温速度为10℃/min，降温至600℃保温30分钟；退火阶段，降温速度为1℃/min，退火至100℃以下得连通气孔的通孔泡沫玻璃。
测试相关性能为：表观密度：0.18g/cm3；平均泡径：1.09mm；抗折强度：0.3Mpa；开孔气孔率：93％。
实施例4，首先，将废平板玻璃清洗干净，烘干后球磨至300目，然后按质量分数将球磨后的95％的玻璃粉，1.5％的二氧化锰，1.5％三氧化二铁和2.0％硼酸放入球磨罐中制成配合料；其次，在球磨罐中再加入配合料质量4％的聚乙烯醇和8％的蒸馏水球磨6小时制成浆料；将密度为25kg/m3的塑料泡沫海绵浸入到料浆中，待塑料泡沫海绵中全部浸入料浆后，取出放于耐火材料上，并移入发泡窑中，按照以下烧成制度烧成：干燥阶段，升温速度为3℃/min，升温至150℃，保温2小时；海绵燃烧阶段，升温速度为5℃/min，升温至300℃保温3.5小时；发泡稳泡阶段，升温速度为25℃/min，升温至740℃保温30分钟；冷却阶段，降温速度为10℃/min，降温至600℃保温30分钟；退火阶段，降温速度为1℃/min，退火至100℃以下得连通气孔的通孔泡沫玻璃。
测试相关性能为：表观密度：0.20g/cm3；平均泡径：1.14mm；抗折强度：0.3Mpa；开孔气孔率：94％。
实施例5，首先，将废平板玻璃清洗干净，烘干后球磨至300目，然后按质量分数将球磨后的95％的玻璃粉，1.5％的二氧化锰，1.5％三氧化二铁和2.0％硼酸放入球磨罐中制成配合料；其次，在球磨罐中再加入配合料质量3％的聚乙烯醇和8％的蒸馏水球磨5小时制成浆料；将密度为20kg/m3的塑料泡沫海绵浸入到料浆中，待塑料泡沫海绵中全部浸入料浆后，取出放于耐火材料上，并移入发泡窑中，按照以下烧成制度烧成：干燥阶段，升温速度为3℃/min，升温至150℃，保温2.3小时；海绵燃烧阶段，升温速度为5℃/min，升温至300℃保温3小时；发泡稳泡阶段，升温速度为27℃/min，升温至750℃保温30分钟；冷却阶段，降温速度为10℃/min，降温至600℃保温30分钟；退火阶段，降温速度为1℃/min，退火至100℃以下得连通气孔的通孔泡沫玻璃。
测试相关性能为：表观密度：0.21g/cm3；平均泡径：1.31mm；抗折强度：0.4Mpa；开孔气孔率：91％。
实施例6，首先，将废平板玻璃清洗干净，烘干后球磨至300目，然后按质量分数将球磨后的95％的玻璃粉，1.5％的二氧化锰，1.5％三氧化二铁和2.0％硼酸放入球磨罐中制成配合料；其次，在球磨罐中再加入配合料质量4％的聚乙烯醇和8％的蒸馏水球磨8小时制成浆料；将密度为30kg/m3的塑料泡沫海绵浸入到料浆中，待塑料泡沫海绵中全部浸入料浆后，取出放于耐火材料上，并移入发泡窑中，按照以下烧成制度烧成：干燥阶段，升温速度为3℃/min，升温至150℃，保温3小时；海绵燃烧阶段，升温速度为5℃/min，升温至300℃保温4小时；发泡稳泡阶段，升温速度为28℃/min，升温至720℃保温20分钟；冷却阶段，降温速度为10℃/min，降温至600℃保温30分钟；退火阶段，降温速度为1℃/min，退火至100℃以下得连通气孔的通孔泡沫玻璃。
测试相关性能为：表观密度：0.19g/cm3；平均泡径：1.02mm；抗折强度：0.3Mpa；开孔气孔率：95％。
本发明利用工业废料为原料，添加少量添加剂，以泡沫海绵作为泡孔形成剂，采用海绵浸浆法成型，制备了通孔泡沫玻璃。本发明不但有利于废物利用，保护环境，而且制得的通孔泡沫玻璃连通开孔气孔率达90％以上、质轻、高强、气孔分布均匀，可大量作为良好的吸音材料和特种过滤材料如用来吸收和过滤HF气体或含有氢氟酸的液体。本发明选用泡沫海绵作为泡孔形成剂，以聚乙烯醇为悬浮剂，采用浸浆法成型，目的在于形成连通开孔气孔率达90％以上、轻质、高强、气孔分布均匀的泡沫玻璃。

Claims (7)

1、一种通孔泡沫玻璃的制备方法，其特征在于：
1)首先，将废平板玻璃清洗干净，烘干后球磨至300目，然后按质量分数将球磨后的95％的玻璃粉，1.5％的二氧化锰，1.5％的三氧化二铁和2.0％的硼酸放入球磨罐中制成配合料；
2)其次，在球磨罐中再加入占配合料质量3～5％的聚乙烯醇和8％的蒸馏水球磨5～10小时制成浆料；
3)将密度为20～40kg/m3的塑料泡沫海绵浸入到料浆中，待塑料泡沫海绵中全部浸入料浆后，取出放于耐火材料上，并移入发泡窑中，按照以下烧成制度烧成：干燥阶段，升温速度为3℃/min，升温至150℃，保温2～3小时；塑料泡沫海绵燃烧阶段，升温速度为5℃/min，升温至300℃保温3～5小时；发泡稳泡阶段，升温速度为25～30℃/min，升温至700～750℃保温10～30分钟；冷却阶段，降温速度为10℃/min，降温至600℃保温30分钟；退火阶段，降温速度为1℃/min，退火至100℃以下得连通气孔的通孔泡沫玻璃。
2、根据权利要求1所述的通孔泡沫玻璃的制备方法，其特征在于：首先，将废平板玻璃清洗干净，烘干后球磨至300目，然后按质量分数将球磨后的95％的玻璃粉，1.5％的二氧化锰，1.5％的三氧化二铁和2.0％的硼酸放入球磨罐中制成配合料；其次，在球磨罐中再加入占配合料质量3％的聚乙烯醇和8％的蒸馏水球磨10小时制成浆料；将密度为40kg/m3的塑料泡沫海绵浸入到料浆中，待塑料泡沫海绵中全部浸入料浆后，取出放于耐火材料上，并移入发泡窑中，按照以下烧成制度烧成：干燥阶段，升温速度为3℃/min，升温至150℃，保温3小时；塑料泡沫海绵燃烧阶段，升温速度为5℃/min，升温至300℃保温5小时；发泡稳泡阶段，升温速度为30℃/min，升温至700℃保温10分钟；冷却阶段，降温速度为10℃/min，降温至600℃保温30分钟；退火阶段，降温速度为1℃/min，退火至100℃以下得连通气孔的通孔泡沫玻璃。
3、根据权利要求1所述的通孔泡沫玻璃的制备方法，其特征在于：首先，将废平板玻璃清洗干净，烘干后球磨至300目，然后按质量分数将球磨后的95％的玻璃粉，1.5％的二氧化锰，1.5％的三氧化二铁和2.0％的硼酸放入球磨罐中制成配合料；其次，在球磨罐中再加入占配合料质量4％的聚乙烯醇和8％的蒸馏水球磨9小时制成浆料；将密度为30kg/m3的塑料泡沫海绵浸入到料浆中，待塑料泡沫海绵中全部浸入料浆后，取出放于耐火材料上，并移入发泡窑中，按照以下烧成制度烧成：干燥阶段，升温速度为3℃/min，升温至150℃，保温3小时；塑料泡沫海绵燃烧阶段，升温速度为5℃/min，升温至300℃保温5小时；发泡稳泡阶段，升温速度为30℃/min，升温至710℃保温15分钟；冷却阶段，降温速度为10℃/min，降温至600℃保温30分钟；退火阶段，降温速度为1℃/min，退火至100℃以下得连通气孔的通孔泡沫玻璃。
4、根据权利要求1所述的通孔泡沫玻璃的制备方法，其特征在于：首先，将废平板玻璃清洗干净，烘干后球磨至300目，然后按质量分数将球磨后的95％的玻璃粉，1.5％的二氧化锰，1.5％的三氧化二铁和2.0％的硼酸放入球磨罐中制成配合料；其次，在球磨罐中再加入占配合料质量5％的聚乙烯醇和8％的蒸馏水球磨8小时制成浆料；将密度为30kg/m3的塑料泡沫海绵浸入到料浆中，待塑料泡沫海绵中全部浸入料浆后，取出放于耐火材料上，并移入发泡窑中，按照以下烧成制度烧成：干燥阶段，升温速度为3℃/min，升温至150℃，保温2.5小时；塑料泡沫海绵燃烧阶段，升温速度为5℃/min，升温至300℃保温4小时；发泡稳泡阶段，升温速度为25℃/min，升温至730℃保温20分钟；冷却阶段，降温速度为10℃/min，降温至600℃保温30分钟；退火阶段，降温速度为1℃/min，退火至100℃以下得连通气孔的通孔泡沫玻璃。
5、根据权利要求1所述的通孔泡沫玻璃的制备方法，其特征在于：首先，将废平板玻璃清洗干净，烘干后球磨至300目，然后按质量分数将球磨后的95％的玻璃粉，1.5％的二氧化锰，1.5％的三氧化二铁和2.0％的硼酸放入球磨罐中制成配合料；其次，在球磨罐中再加入占配合料质量4％的聚乙烯醇和8％的蒸馏水球磨6小时制成浆料；将密度为25kg/m3的塑料泡沫海绵浸入到料浆中，待塑料泡沫海绵中全部浸入料浆后，取出放于耐火材料上，并移入发泡窑中，按照以下烧成制度烧成：干燥阶段，升温速度为3℃/min，升温至150℃，保温2小时；塑料泡沫海绵燃烧阶段，升温速度为5℃/min，升温至300℃保温3.5小时；发泡稳泡阶段，升温速度为25℃/min，升温至740℃保温30分钟；冷却阶段，降温速度为10℃/min，降温至600℃保温30分钟；退火阶段，降温速度为1℃/min，退火至100℃以下得连通气孔的通孔泡沫玻璃。
6、根据权利要求1所述的通孔泡沫玻璃的制备方法，其特征在于：首先，将废平板玻璃清洗干净，烘干后球磨至300目，然后按质量分数将球磨后的95％的玻璃粉，1.5％的二氧化锰，1.5％的三氧化二铁和2.0％的硼酸放入球磨罐中制成配合料；其次，在球磨罐中再加入占配合料质量3％的聚乙烯醇和8％的蒸馏水球磨5小时制成浆料；将密度为20kg/m3的塑料泡沫海绵浸入到料浆中，待塑料泡沫海绵中全部浸入料浆后，取出放于耐火材料上，并移入发泡窑中，按照以下烧成制度烧成：干燥阶段，升温速度为3℃/min，升温至150℃，保温2.3小时；塑料泡沫海绵燃烧阶段，升温速度为5℃/min，升温至300℃保温3小时；发泡稳泡阶段，升温速度为27℃/min，升温至750℃保温30分钟；冷却阶段，降温速度为10℃/min，降温至600℃保温30分钟；退火阶段，降温速度为1℃/min，退火至100℃以下得连通气孔的通孔泡沫玻璃。
7、根据权利要求1所述的通孔泡沫玻璃的制备方法，其特征在于：首先，将废平板玻璃清洗干净，烘干后球磨至300目，然后按质量分数将球磨后的95％的玻璃粉，1.5％的二氧化锰，1.5％的三氧化二铁和2.0％的硼酸放入球磨罐中制成配合料；其次，在球磨罐中再加入占配合料质量4％的聚乙烯醇和8％的蒸馏水球磨8小时制成浆料；将密度为30kg/m3的塑料泡沫海绵浸入到料浆中，待塑料泡沫海绵中全部浸入料浆后，取出放于耐火材料上，并移入发泡窑中，按照以下烧成制度烧成：干燥阶段，升温速度为3℃/min，升温至150℃，保温3小时；塑料泡沫海绵燃烧阶段，升温速度为5℃/min，升温至300℃保温4小时；发泡稳泡阶段，升温速度为28℃/min，升温至720℃保温20分钟；冷却阶段，降温速度为10℃/min，降温至600℃保温30分钟；退火阶段，降温速度为1℃/min，退火至100℃以下得连通气孔的通孔泡沫玻璃。
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