CN103964693B - 一种低温泡沫玻璃保温材料的膨化成型一体化工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低温泡沫玻璃保温材料的膨化成型一体化工艺，包括料仓、混合器、螺旋送料器、挤出机筒、挤出模具和冷却筒，所述的挤出机筒的内部横向安装有挤出螺杆，该挤出螺杆的一端通过变速箱与电动机相连，所述的挤出螺杆的另一端穿出挤出机筒并与挤出模具相连，该挤出模具的另一侧依次布置有冷却筒和切断工具，所述的挤出机筒的外侧包裹有保温与辅助加热套筒，该挤出机筒靠近变速箱的一端的上侧与横向布置的混合器的一端下侧相连，该混合器的另一端的上侧与其上方横向布置的螺旋式送料器的一端下侧相连，该螺旋式送料器的另一端上侧与其上方的料仓相连。本发明采用螺杆挤出工艺，使膨化和成型可以同时不间断地进行，效率高，能耗低。

Description

一种低温泡沫玻璃保温材料的膨化成型一体化工艺

技术领域

本发明属于低温泡沫玻璃保温材料及其制备领域，特别是涉及一种低温泡沫玻璃保温材料的膨化成型一体化工艺。

背景技术

泡沫玻璃保温板是一种新型的保温、隔燃、吸声材料。泡沫玻璃保温板以碎玻璃为材料，经过高温融熔通过离心加工成无机纤维，泡沫玻璃墙体保温材料就是其中一种新型的环保保温材料，拥有着环保、安全、舒适、节约的性质。低温泡沫玻璃保温材料是从高化学稳定性高耐久性钠硼硅系玻璃及其内秉结构特征的角度出发的。硼元素有夺取游离氧或取代Si元素形成带负电荷的[BO₄]^-四面体的趋势从而将体系中的R⁺牢牢地吸附，使结构趋向紧密从而大大提高了其稳定性。它是通过溶胶-凝胶法制备胚体料，在200～300℃下进行加热膨化制备而成。

低温泡沫玻璃保温材料内部充满无数开口或闭口的小气孔，气孔的面积占总体积的80％～90％，孔径有几微米左右。它是一种性能优越的绝热(保冷)、吸声、防潮、防火的轻质高强建筑材料和装饰材料，A级不燃与建筑物同寿命。此外，因为发泡工艺的关系，低温泡沫玻璃保温材料的发泡温度低，消耗能源极少，而且原料简单易得，为人工合成保温骨料替代天然轻集料矿物提供了发展方向。

目前，如专利号为201210295591.0的中国发明专利《一种聚合物改性的低温泡沫玻璃保温材料及其制备方法》所述的低温泡沫玻璃保温材料最可行的工艺还是依靠对颗粒胚体料进行加热膨化，最终获得的只能是颗粒料，要做成其他可用的保温成品需要进一步的加工；而且加热膨化都是间歇式，在放入胚体料和收集颗粒料的阶段需要打开密闭容器，热量浪费大，过程不连续效率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种低温泡沫玻璃保温材料的膨化成型一体化工艺，采用螺杆挤出工艺，使膨化和成型可以同时不间断地进行，效率高，能耗低。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种低温泡沫玻璃保温材料的膨化成型一体化工艺，其装置包括料仓、混合器、螺旋送料器、挤出机筒、挤出模具、冷却筒和回火箱，挤出机筒的内部横向安装有挤出螺杆，该挤出螺杆的一端通过变速箱与电动机相连。

为了使膨化和成型可以同时不间断的进行，挤出螺杆的另一端穿出挤出机筒并与挤出模具相连，该挤出模具的另一侧依次布置有冷却筒和切断工具，所述的挤出机筒的外侧包裹有保温与辅助加热套筒，以对机筒进行持续的加热。

为了保证进入挤出机筒的含水中间料能够充分混合均匀，在该挤出机筒靠近变速箱的一端的上侧与横向布置的混合器的一端下侧相连，该混合器的另一端的上侧与其上方横向布置的螺旋式送料器的一端下侧相连，该螺旋式送料器的另一端上侧与其上方的料仓相连，料仓中的中间料经过螺旋式送料器和混合器的先后混合搅拌以后形成均匀的混合料。

作为本发明所述的连续挤压膨化装置的一种补充，所述的料仓的下端中部安装有振动装置，该料仓上与螺旋式送料器连接的开口布置在靠近一侧侧壁的位置，振动装置使中间料不断振动并从料仓上与螺旋式送料器连接的开口处进入到螺旋式送料器中，保证了膨化的连续性。

作为本发明所述的连续挤压膨化装置的另一种补充，所述的混合器的中部横向安装有搅拌轴，该搅拌轴上错位安装有若干个搅拌杆，这种结构使中间料能顺利地通过混合器，并充分混合。

作为本发明所述的连续挤压膨化装置的一种优选，所述的挤出螺杆上螺棱的螺距以及螺槽深度从其靠近变速箱的一端向另一端逐渐变小，由于螺槽空间进一步变小，低温泡沫玻璃保温材料中间料进一步升温升压，半熔融的颗粒与颗粒之间会交联在一起形成整体，有利于后期的成型步骤。

作为本发明所述的连续挤压膨化装置的一种补充，所述的冷却筒与切断工具之间布置有回火箱，回火箱对冷却后的产品进行回火升温处理，以消除制品内应力。

另外，本发明还提供了一种上述连续挤压膨化装置的使用方法，其具体步骤如下：

(a)将含硼原料与水玻璃用溶胶-凝胶法制备含水中间料；

(b)将含水中间料投入到料仓中，含水中间料在料仓的位置偏向与螺旋式送料器连接的一侧；

(c)整个装置开始工作，含水中间料进入螺旋式送料器进行初步的搅拌后进入混合器与添加剂进行充分的搅拌混合；

(d)充分混合的含水中间料进入到挤出机筒中受到挤出螺杆产生的200～400℃温度及3～8Mpa的高压开始熔融膨化；保温与辅助加热套筒保证温度稳定；

(e)随着挤出螺杆的螺距和挤压空间越来越小，含水中间料完全熔融膨化进入到挤出模具中进行成型，成型后的成型料从挤出模具中挤出后其中的水分立刻蒸发，形成基本成型的具有多孔结构的半熔融状态的低温泡沫玻璃保温材料；

(f)基本成型的低温泡沫玻璃保温材料进入冷却筒使其冷却成型，冷却温度由冷水控制在15～30℃；

(g)将成型的低温泡沫玻璃保温材料送入回火箱进行回火升温处理，以消除制品内应力，烘箱温度设定在100～150℃；

(h)成型后的材料输送到切断工具中切断呈大小均匀的成品。

有益效果

本发明涉及一种低温泡沫玻璃保温材料的膨化成型一体化工艺，其优点在于，根据挤压膨化技术所用的物料的特点与溶胶法获得的低温泡沫玻璃保温材料含水中间料的性质极为类似，所以可以讲挤压膨化技术从食品工业移植到建筑材料工业中。利用其生产成本低、工艺连续性强、设备简单方便的特点，低温泡沫玻璃保温材料的膨化过程和成型过程可以同时进行，膨化过程可连续不中断，膨化效率高，保温材料可以快速成型，可以实现在工地现场视实际情况来生产所需几何形状的低温泡沫玻璃保温材料。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明的局部结构图；

图3为本发明所述的搅拌轴的结构图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1-3所示，本发明涉及一种低温泡沫玻璃保温材料的膨化成型一体化工艺，其装置包括料仓1、混合器3、螺旋送料器2、挤出机筒、挤出模具6、冷却筒7和回火箱10，所述的挤出机筒的内部横向安装有挤出螺杆4，该挤出螺杆4的一端通过变速箱8与电动机9相连，所述的挤出螺杆4的另一端穿出挤出机筒并与挤出模具6相连，该挤出模具6的另一侧依次布置有冷却筒7和切断工具11，所述的挤出机筒的外侧包裹有保温与辅助加热套筒5，该挤出机筒靠近变速箱8的一端的上侧与横向布置的混合器3的一端下侧相连，该混合器3的另一端的上侧与其上方横向布置的螺旋式送料器2的一端下侧相连，该螺旋式送料器2的另一端上侧与其上方的料仓1相连。

所述的料仓1的下端中部安装有振动装置，该料仓1上与螺旋式送料器2连接的开口布置在靠近一侧侧壁的位置。

所述的混合器3的中部横向安装有搅拌轴31，该搅拌轴31上错位安装有若干个搅拌杆32。

所述的挤出螺杆4上螺棱的螺距以及螺槽深度从其靠近变速箱8的一端向另一端逐渐变小。

所述的冷却筒7与切断工具11之间布置有回火箱10。

相对应的使用方法与具体实施例结合如下：

实施例1

现在需要加工方形板状的低温泡沫玻璃保温块，具体步骤如下：

(a)将含硼原料与水玻璃用溶胶-凝胶法制备含水中间料；

(b)将含水中间料投入到料仓1中，含水中间料在料仓1的位置偏向与螺旋式送料器2连接的一侧；

(c)整个装置开始工作，含水中间料进入螺旋式送料器2进行初步的搅拌后进入混合器3与添加剂进行充分的搅拌混合；

(d)充分混合的含水中间料进入到挤出机筒中受到挤出螺杆4产生的200～400℃温度及3～8Mpa的高压开始熔融膨化；保温与辅助加热套筒5保证温度稳定；

(e)随着挤出螺杆4的螺距和挤压空间越来越小，含水中间料完全熔融膨化进入到挤出模具6中进行成型，成型后的成型料从挤出模具6中挤出后其中的水分立刻蒸发，形成基本成型的具有多孔结构的半熔融状态的低温泡沫玻璃保温材料；

(f)基本成型的低温泡沫玻璃保温材料进入冷却筒7使其冷却成型，冷却温度由冷水控制在15～30℃；

(g)将成型的低温泡沫玻璃保温材料送入回火箱10进行回火升温处理，以消除制品内应力，烘箱温度设定在100～150℃；

成型后的材料输送到切断工具11中切断呈大小均匀的成品。将制得的低温泡沫玻璃保温块直接在20平米的外墙上进行施工，施工过程简单方便，粘贴后平整度高，垂直板面强度好。

实施例2

现在需要加工方形板状的低温泡沫玻璃保温块，具体的操作步骤跟实施例1中相同，就是在步骤e中将挤出模具6更换为成型腔为长方形的模具，切断工具11中切断呈大小均匀的成品，成品为100mm×30mm×300mm的低温泡沫玻璃保温块，密度为170kg/m³，导热系数约为0.042w/(m·k)，将制得的低温泡沫玻璃保温块直接在15平米的外墙上进行施工，施工过程简单方便，粘贴后平整度高，垂直板面强度好。

实施例3

现在需要加工圆柱形的低温泡沫玻璃保温块，具体的操作步骤跟实施例1中相同，就是在步骤e中将挤出模具6更换为成型腔为圆形的模具，切断工具11中切断呈大小均匀的成品，成品为10mm的低温泡沫玻璃保温块，密度为190kg/m³，导热系数约为0.050w/(m·k)，将其填充到管道中，保温效果良好。

Claims (1)

1.一种低温泡沫玻璃保温材料的膨化成型一体化工艺，具体的一体化装置包括包括料仓(1)、混合器(3)、螺旋送料器(2)、挤出机筒、挤出模具(6)、冷却筒(7)和回火箱(10)，所述的挤出机筒的内部横向安装有挤出螺杆(4)，该挤出螺杆(4)的一端通过变速箱(8)与电动机(9)相连，其特征在于，所述的挤出螺杆(4)的另一端穿出挤出机筒并与挤出模具(6)相连，该挤出模具(6)的另一侧依次布置有冷却筒(7)和切断工具(11)，所述的挤出机筒的外侧包裹有保温与辅助加热套筒(5)，该挤出机筒靠近变速箱(8)的一端的上侧与横向布置的混合器(3)的一端下侧相连，该混合器(3)的另一端的上侧与其上方横向布置的螺旋式送料器(2)的一端下侧相连，该螺旋式送料器(2)的另一端上侧与其上方的料仓(1)相连，所述的挤出螺杆(4)上螺棱的螺距以及螺槽深度从其靠近变速箱(8)的一端向另一端逐渐变小，所述的料仓(1)的下端中部安装有振动装置，该料仓(1)上与螺旋式送料器(2)连接的开口布置在靠近一侧侧壁的位置，所述的冷却筒(7)与切断工具(11)之间布置有回火箱(10)，使用方法的具体步骤如下，

(a)将含硼原料与水玻璃用溶胶-凝胶法制备含水中间料；

(b)将含水中间料投入到料仓(1)中，含水中间料在料仓(1)的位置偏向与螺旋式送料器(2)连接的一侧；

(c)整个装置开始工作，含水中间料进入螺旋式送料器(2)进行初步的搅拌后进入混合器(3)与添加剂进行充分的搅拌混合；

(d)充分混合的含水中间料进入到挤出机筒中受到挤出螺杆(4)产生的200～400℃温度及3～8Mpa的高压开始熔融膨化；保温与辅助加热套筒(5)保证温度稳定；

(e)随着挤出螺杆(4)的螺距和挤压空间越来越小，含水中间料完全熔融膨化进入到挤出模具(6)中进行成型，成型后的成型料从挤出模具(6)中挤出后其中的水分立刻蒸发，形成基本成型的具有多孔结构的半熔融状态的低温泡沫玻璃保温材料；

(f)基本成型的低温泡沫玻璃保温材料进入冷却筒(7)使其冷却成型，冷却温度由冷水控制在15～30℃；

(g)将成型的低温泡沫玻璃保温材料送入回火箱(10)进行回火升温处理，以消除制品内应力，烘箱温度设定在100～150℃；

(h)成型后的材料输送到切断工具(11)中切断呈大小均匀的成品。