CN103332853B - 一种低温生产泡沫玻璃制品的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低温生产泡沫玻璃制品的方法，将原料平板玻璃粉、发泡剂二氧化锰、助熔剂氟硅酸钠和碳酸钠、稳泡剂磷酸钠及碳纤维放入球磨机内球磨，球磨后的颗粒在430℃下预热10-20min，发泡温度750-780℃，保温时间7-15min，退火温度550℃，保温时间30min，最后冷却到室温；其中所述二氧化锰、氟硅酸钠、碳酸钠、磷酸钠、碳纤维占平板玻璃粉的质量百分比分别为1-5%、3-5%、3-5%、5-10%、1-5%。本发明所制备出的泡沫玻璃孔径较均匀，且多为闭合孔，性能优异，达到其使用标准；低温烧制泡沫玻璃不仅可以降低其生产成本，同时还可以大大提高其生产效率。

Description

一种低温生产泡沫玻璃制品的方法

技术领域

本发明公开了一种低温生产具有较高强度泡沫玻璃制品的方法。

背景技术

我国在新型墙体材料的研究方面已经取得了一些进展，生产泡沫玻璃的方法有很多，对泡沫玻璃性能的要求也越来越高。泡沫玻璃的主要原料为废旧玻璃和粉煤灰等，通过添加一些其他辅料，经过破碎、球磨和均匀混合后，再经过预热、熔融软化、发泡和退火的过程形成的具有一些如隔热、吸声、防潮、防火等优越性能的新型环保建筑材料。

泡沫玻璃的原材料从废弃玻璃而来，但是其发泡温度一般都较高，为850-1000℃，甚至高达1200℃，能源消耗较大，燃料的成本是制约其大规模推广使用的重要影响因素，不符合其环境友好型材料的定义。怎样降低其生产的能源损耗是一个具有重要意义的课题。因此，需要一种新型生产方式来降低生产成本，提高生产效率，促进其推广使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种低温生产具有较高强度泡沫玻璃制品的方法，本发明所制备出的泡沫玻璃孔径较均匀，且多为闭合孔，性能优异，达到其使用标准；低温烧制泡沫玻璃不仅可以降低其生产成本，同时还可以大大提高其生产效率。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种低温生产具有较高强度泡沫玻璃制品的方法，将原料平板玻璃粉、发泡剂二氧化锰、助熔剂氟硅酸钠和碳酸钠、稳泡剂磷酸钠及碳纤维放入球磨机内球磨，球磨后的颗粒在430℃下预热10-20min，发泡温度750-780℃，保温时间7-15min，退火温度500℃，保温时间30min，最后冷却到室温；其中所述二氧化锰、氟硅酸钠、碳酸钠、磷酸钠、碳纤维占平板玻璃粉的质量百分比分别为1-5%、3-5%、3-5%、5-10%、1-5%。

优选地，所述球磨后的颗粒细度达到140-160目。

优选地，所述球磨后的颗粒细度达到150目。

优选地，所述平板玻璃粉由Si0₂、Fe₂0₃、K₂0、A1₂0₃、Ca0、Na₂0组成， Si0₂、Fe₂0₃、K₂0、A1₂0₃、Ca0、Na₂0的重量份分别为71.0、0.07、0.83、1.47、8.91、13.1。

优选地，所述二氧化锰、氟硅酸纳、磷酸钠、碳酸钠、碳纤维占平板玻璃粉的质量百分比分别为5%、4%、5%、7%、5%；预热温度430℃，预热时间为7min，发泡温度770℃，保温时间15min，退火温度500℃，保温时间30min。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

第一，本发明使用二氧化锰作为发泡剂，二氧化锰DTA曲线在525-700℃有吸热峰，是因二氧化锰发生了分解反应4MnO₂＝2Mn₂O₃＋O₂所致，950℃附近的吸热峰是Mn₂O₃继续发生脱氧反应形成的，所以二氧化锰可以作为低温发泡剂。二氧化锰在700℃就会发生分解发出气体，可以作为低温发泡剂，其次通过添加一些化学试剂的方法来降低泡沫玻璃的发泡温度，不仅可以降低其生产成本，提高生产效率。低温制备泡沫玻璃可降低生产成本，提高生产效率。

第二，本发明添加剂助熔剂氟硅酸钠和碳酸钠，稳泡剂采用磷酸钠，同时通过添加少量的碳纤维，通过加入碳纤维的方法来提高泡沫玻璃制品的强度。加入的碳纤维分布在玻璃粉料中，通过高温烧结后，不仅可以起到连接孔的作用，烧结后碳纤维依附在孔壁上，增强孔壁的连接强度，同时加入的碳纤维提供了晶体生长所需的晶核，有利于形成紧密排列的柱状体，如图3所示，这些柱状体可以提高样品的强度。根据图3-6可知，柱状体的大小和排布与所加入碳纤维的量及热处理的时间紧密相关。当加入的碳纤维较少时，作为晶体生长衣服的晶核较少，晶体的数量较少，保温时间较短则晶体生长的不完全，这时对制品强度增强的效果较弱如图3所示，晶体比较细小并且数量较少。当加入的碳纤维的质量占平板玻璃粉质量的3-5%时，保温时间足够使得晶体生长时，所制得的成品强度较高。同时图5为保温10min后的形貌，其中的晶体排列比较杂乱。图6为保温15min后的形貌，其晶体则为紧密堆积，对试样强度提高效果较好。

第三，本发明所制备出的泡沫玻璃孔径较均匀，且多为闭合孔，性能优异，达到其使用标准。低温烧制泡沫玻璃不仅可以降低其生产成本，同时还可以大大提高其生产效率。

附图说明

图1是本发明低温生产具有较高强度泡沫玻璃制品的方法使用的玻璃粉的DTA曲线；

图2是本发明低温生产具有较高强度泡沫玻璃制品的方法使用的二氧化锰的DTA曲线；

图3是加入1%碳纤维后试样的表面微观形貌图；

图4是加入3%碳纤维后试样的表面微观形貌图；

图5是加入5%碳纤维保温10min后试样的表面微观形貌图；

图6是加入5%碳纤维保温15min试样的表面微观形貌图。

具体实施方式

下面结合实例的具体实施方式对本发明作进一步的解释。

实施例1

由图1可知，图1 为玻璃粉的DTA曲线，通过此曲线得出玻璃粉的软化温度，从而确定泡沫玻璃的热处理工艺。600℃以前曲线的波动较大，有可能是水分的蒸发和玻璃粉内部的反应，在750℃附近有个吸热峰，但并不是很明显，所以不能直接确定玻璃的软化温度，吸热峰大概在750℃左右，所以暂定玻璃粉的软化温度为750℃。

如图2所示，图2 为二氧化锰的DTA曲线，通过此曲线分析二氧化锰的分解温度，从而确定其是否能在玻璃粉软化时放出气体。二氧化锰DTA曲线在525-700℃有吸热峰，是因二氧化锰发生了分解反应4MnO₂＝2Mn₂O₃＋O₂所致，950℃附近的吸热峰是Mn₂O₃继续发生脱氧反应形成的，所以二氧化锰可以作为低温发泡剂。

一种低温生产具有较高强度泡沫玻璃制品的方法，将原料平板玻璃粉、发泡剂二氧化锰、助熔剂氟硅酸钠和碳酸钠、稳泡剂磷酸钠及碳纤维放入球磨机内球磨，球磨后的颗粒在430℃下预热10-20min，发泡温度750-780℃，保温时间7-15min，退火温度500℃，保温时间30min，最后冷却到室温；其中所述二氧化锰、氟硅酸钠、碳酸钠、磷酸钠、碳纤维占平板玻璃粉的质量百分比分别为1-5%、3-5%、3-5%、5-10%、1-5%。

所述球磨后的颗粒细度达到140-160目。

所述球磨后的颗粒细度达到150目。

所述平板玻璃粉由Si0₂、Fe₂0₃、K₂0、A1₂0₃、Ca0、Na₂0组成， Si0₂、Fe₂0₃、K₂0、A1₂0₃、Ca0、Na₂0的重量份分别为71.0、0.07、0.83、1.47、8.91、13.1。

所述二氧化锰、氟硅酸纳、磷酸钠、碳酸钠、碳纤维占平板玻璃粉的质量百分比分别为5%、4%、5%、7%、5%；预热温度430℃，预热时间为7min，发泡温度770℃，保温时间15min，退火温度500℃，保温时间30min。

实施例2

玻璃粉100，二氧化锰1，氟硅酸纳3，磷酸钠3，碳酸钠10，碳纤维1。预热温度430℃，时间为10min，发泡温度780℃，时间7min，退火温度500℃，保温时间30min。所制备的泡沫玻璃孔径较小，小于1mm，表观密度为0.552g/cm³，抗压强度为5.16MPa。

实施例3

玻璃粉100，二氧化锰3，氟硅酸纳5，磷酸钠4，碳酸钠5，碳纤维3。预热温度430℃，时间为15min，发泡温度750℃，时间10min，退火温度500℃，保温时间30min。所制备的泡沫玻璃孔径较均匀为2mm左右，表观密度为0.546g/cm³，抗压强度6.08为MPa。

实施例4

玻璃粉100，二氧化锰5，氟硅酸纳4，磷酸钠5，碳酸钠7，碳纤维5。预热温度430℃，时间为7min，发泡温度770℃，时间15min，退火温度500℃，保温时间30min。所制备的泡沫玻璃孔径大于2mm，表观密度为0.483g/cm³，抗压强度为5.43MPa。

Claims (3)

1. 一种低温生产泡沫玻璃制品的方法，其特征是，所述方法是将原料平板玻璃粉、发泡剂二氧化锰、助熔剂氟硅酸钠和碳酸钠、稳泡剂磷酸钠及碳纤维放入球磨机内球磨，球磨后的颗粒在430℃下预热10-20min，发泡温度750-780℃，保温时间7-15min，退火温度500℃，保温时间30min，最后冷却到室温；其中所述二氧化锰、氟硅酸钠、碳酸钠、磷酸钠、碳纤维占平板玻璃粉的质量百分比分别为1-5%、3-5%、3-5%、5-10%、1-5%；所述平板玻璃粉由SiO₂、Fe₂O₃、K₂O、A1₂O₃、CaO、Na₂O组成，SiO₂、Fe₂O₃、K₂O、A1₂O₃、CaO、Na₂O的重量份分别为71.0、0.07、0.83、1.47、8.91、13.1。

2. 根据权利要求1所述的低温生产泡沫玻璃制品的方法，其特征是，所述球磨后的颗粒细度达到140-160目。

3. 根据权利要求1所述的低温生产泡沫玻璃制品的方法，其特征是，所述球磨后的颗粒细度达到150目。