CN103553343A - 一种利用废玻璃制备微孔泡沫玻璃的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了属于无机非金属材料成型技术领域的一种利用废玻璃制备微孔泡沫玻璃的方法，将废玻璃粉碎、磨细成玻璃微粉，将玻璃微粉与水、分散剂按一定比例混合球磨，球磨后加入一定量室温发泡剂并搅拌，制备出高固相含量的稳定泡沫浆料；将泡沫浆料加入离心雾化干燥设备，制成空心微珠坯体，收集微珠坯体，放入高温炉中加热、保温，使微珠坯体发泡、烧结，制备出低密度、高强度、低热系数高的高质量微孔泡沫玻璃；且微孔直径均匀可控。该方法不需加入高温发泡剂与还原剂，烧结热周期短，无需退火，对于玻璃粉体具有普适性，适合规模化连续生产，成本低。
Description
技术领域
本发明属于无机非金属材料成型技术领域，特别涉及一种利用废玻璃制备微孔泡沫玻璃的方法，具体是指一种微孔可控的直径均匀的泡沫玻璃制备技术。
背景技术
泡沫玻璃是一种性能优良的轻质、绝热、隔音材料，具有质轻、低导热、隔音、电绝缘性和热稳定性好、制造成本低等优点,是一种用途广泛的新型无机非金属材料。
传统的泡沫玻璃以磨细玻璃粉为主要原料，加发泡剂，经烧熔发泡、退火冷却加工处理而成，具有独立气泡结构，保温绝热性较好，体积密度较小，约为0.2-0.5g/cm3。导热系数小，常温下约为0.05W/m·k，但抗压强度较小（平均约0.7Mpa）。主要用作墙体材料的保温绝热组成部分。
与传统的泡沫玻璃相比，本发明所述微孔泡沫玻璃体积密度小、导热系数小，抗压强度高，可以达到前者数十倍。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用废玻璃制备微孔泡沫玻璃的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将废玻璃粉碎、磨细成玻璃微粉,玻璃微粉粒径为1.0-10.0μm；
步骤二，将玻璃微粉与水、分散剂混合并球磨，制备出高固相含量的玻璃微粉浆料，浆料中玻璃微粉的体积占加入玻璃微粉后溶液总体积的体积份数为25-60％，分散剂体积份数为0.1-1.0％，其余为水；
步骤三，将上述高固相含量的玻璃微粉浆料中加入发泡剂，充分搅拌，制成稳定的泡沫浆料；
步骤四，将稳定的泡沫浆料注入离心雾化干燥设备，制备成空心玻璃微珠坯体，其空心玻璃微珠坯体直径为0.05-1.0mm，容重为0.8-1.5g/cm3；该空心玻璃微珠坯体直径可以通过步骤三中的气泡直径来调节，容重可以通过步骤三中的浆料发泡率来调节；
步骤五，将空心玻璃微珠坯体装入匣钵或模具中，放入700-850℃高温炉中加热、保温1-3小时，使其膨胀发泡、烧结，再随炉冷却，即得到微孔泡沫玻璃；
所述微孔泡沫玻璃的气孔直径为5.0-500.0μm，比重为0.1-0.25g/cm3；该气孔直径与比重是通过改变骤五中保温时间与步骤四中空心玻璃微珠直径来调节。
所述膨胀发泡的体积膨胀倍数为3-10倍。
所述发泡剂指能使浆料充分发泡的曲拉通或没食子酸丙脂，其加入量为浆料总体积的0.1-0.5％；泡沫浆料中气泡直径为0.2-1.5mm，陶瓷浆料发泡率达到50％-98％之间。气泡直径可以通过发泡剂加入量和搅拌时间调整。
所述分散剂为聚羧酸钠、柠檬酸铵、聚丙烯酸钠、三聚磷酸钠中的一种或几种的组合。
本发明的有益效果为该方法制备泡沫玻璃具有微米级气孔，气孔均一性好，比重为0.1-0.2g/cm3，产品强度高，抗压强度达到2.9Mpa，绝热性能优异，导热系数为0.03-0.04W/m·k，制备工艺过程中无需加入高温发泡剂与还原剂，无需退火工艺。对于玻璃粉体具有普适性，工艺简捷，生产效率高，适合规模化工业生产。
具体实施方式
本发明提供一种利用废玻璃制备微孔泡沫玻璃的方法。下面结合实施例对本发明予以说明。
实施例1以废平板玻璃为原料，制备微孔泡沫玻璃，具体工艺如下：
步骤一，将废平板（D90）玻璃粉碎、磨细成粉粒径为2.0μm的玻璃微粉；
步骤二，将玻璃微粉：水：三聚磷酸钠按照体积份数为45.0:54.5:0.5混合，并球磨制备出体积份数为45％的高固相含量的玻璃微粉浆料。
步骤三，将上述高固相含量的玻璃微粉浆料中加入没食子酸丙脂发泡剂（加入量为浆料总体积的0.3％，充分搅拌20min，使浆料发泡率达到85％，气泡直径为0.3-0.8mm的稳定泡沫浆料。
步骤四，将上述泡沫浆料注入离心雾化干燥设备，制成直径为0.2-0.5mm的空心玻璃微珠坯体，容重为0.9g/cm3。
步骤五，将空心玻璃微珠坯体装入匣钵中，放入700℃高温炉中加热、保温2.5小时，使其膨胀发泡、烧结，体积膨胀倍数为8倍。再随炉冷却，即得到微孔泡沫玻璃，气孔直径为8.0-100.0μm，比重为0.12g/cm3。
实施例2以废平板玻璃为原料，制备微孔泡沫玻璃，具体工艺如下：
步骤一，将废平板（D90）玻璃粉碎、磨细成粉粒径为5.0μm的玻璃微粉；
步骤二，将玻璃微粉：水：聚丙烯酸钠按照体积份数为35.0:64.7:0.3混合，并球磨制备出体积份数为45％的高固相含量的玻璃微粉浆料。
步骤三，将上述高固相含量的玻璃微粉浆料中加入曲拉通发泡剂（加入量为浆料总体积的0.4％），充分搅拌20min，使浆料发泡率达到90％，气泡直径为0.6-1mm的稳定泡沫浆料。
步骤四，将上述泡沫浆料注入离心雾化干燥设备，制成直径为0.2-0.5mm的空心玻璃微珠坯体，容重为0.9g/cm3。
步骤五，将空心玻璃微珠坯体装入匣钵中，放入800℃高温炉中加热、保温1.5小时，使其膨胀发泡、烧结，体积膨胀倍数为9倍。再随炉冷却，即得到微孔泡沫玻璃，气孔直径为10.0-100.0μm，比重为0.12g/cm3。
实施例3以废平板玻璃为原料，制备微孔泡沫玻璃，具体工艺如下：
步骤一，将废平板（D90）玻璃粉碎、磨细成粉粒径为7.0μm的玻璃微粉；
步骤二，将玻璃微粉：水：柠檬酸铵按照体积份数为55.0:44.6:0.4混合，并球磨制备出体积份数为45％的高固相含量的玻璃微粉浆料。
步骤三，将上述高固相含量的玻璃微粉浆料中加入曲拉通发泡剂（加入量为浆料总体积的0.5％），充分搅拌20min，使浆料发泡率达到95％，气泡直径为0.8-1.2mm的稳定泡沫浆料。
步骤四，将上述泡沫浆料注入离心雾化干燥设备，制成直径为0.2-0.5mm的空心玻璃微珠坯体，容重为0.9g/cm3。
步骤五，将空心玻璃微珠坯体装入匣钵中，放入850℃高温炉中加热、保温1.2小时，使其膨胀发泡、烧结，体积膨胀倍数为7.5倍。再随炉冷却，即得到微孔泡沫玻璃，气孔直径为10.0-100.0μm，比重为0.12g/cm3。
Claims (5)
1.一种利用废玻璃制备微孔泡沫玻璃的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将废玻璃粉碎、磨细成玻璃微粉,玻璃微粉粒径为1.0-10.0μm；
步骤二，将玻璃微粉与水、分散剂混合并球磨，制备出高固相含量的玻璃微粉浆料，浆料中玻璃微粉的体积占加入玻璃微粉后溶液总体积的体积份数为25-60％，分散剂体积份数为0.1-1.0％，其余为水；
步骤三，将上述高固相含量的玻璃微粉浆料中加入发泡剂，充分搅拌，制成稳定的泡沫浆料；
步骤四，将稳定的泡沫浆料注入离心雾化干燥设备，制备成空心玻璃微珠坯体，其空心玻璃微珠坯体直径为0.05-1.0mm，容重为0.8-1.5g/cm3；该空心玻璃微珠坯体直径可以通过步骤三中的气泡直径来调节，容重可以通过步骤三中的浆料发泡率来调节；
步骤五，将空心玻璃微珠坯体装入匣钵或模具中，放入700-850℃高温炉中加热、保温1-3小时，使其膨胀发泡、烧结，再随炉冷却，即得到微孔泡沫玻璃。
2.根据权利要求1所述一种利用废玻璃制备微孔泡沫玻璃的方法，其特征在于，所述微孔泡沫玻璃的气孔直径为5.0-500.0μm，比重为0.1-0.25g/cm3；该气孔直径与比重是通过改变骤五中保温时间与步骤四中空心玻璃微珠直径来调节。
3.根据权利要求1所述一种利用废玻璃制备微孔泡沫玻璃的方法，其特征在于，所述膨胀发泡的体积膨胀倍数为3-10倍。
4.根据权利要求1所述一种利用废玻璃制备微孔泡沫玻璃的方法，其特征在于，所述发泡剂指能使浆料充分发泡的曲拉通或没食子酸丙脂，其加入量为浆料总体积的0.1-0.5％；泡沫浆料中气泡直径为0.2-1.5mm，陶瓷浆料发泡率达到50％-98％之间，气泡直径可以通过发泡剂加入量和搅拌时间来调整。
5.根据权利要求1所述一种利用废玻璃制备微孔泡沫玻璃的方法，其特征在于，所述分散剂为聚羧酸钠、柠檬酸铵、聚丙烯酸钠、三聚磷酸钠中的一种或几种的组合。
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