CN107188422A - 一种新型泡沫玻璃及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型泡沫玻璃,包括如下重量份的原料:高炉渣12~27份、硅质原料5~22份、改性废玻璃20~40份、陶瓷抛光废料10~25份、方解石8~13份、珍珠岩9~21份、氧化铝1.3~2.8份、碳酸钠2~4份、硼砂3~12份、二氧化锰0.8~1.4份、三氧化二铁0.7~1.3份、六偏磷酸钠0.05~0.16份、耐火纤维1~5份、纳米麦饭石粉0.9~1.7份、纳米氧化锌0.3~0.7份、乙酰化二酸双淀粉钠1.1~2.2份、碳酸钙0.8~2.4份。所述新型泡沫玻璃采用高炉渣、硅质原料、改性废玻璃及陶瓷抛光废料作为原料,变废为宝,原料来源广泛,降低了成本,同时添加耐火纤维、纳米氧化锌作为添加剂,有效改善了泡沫玻璃的性能,提高了其强度。
Description
技术领域
本发明属于泡沫玻璃技术领域,具体涉及一种新型泡沫玻璃及其制备方法。
背景技术
泡沫玻璃是利用废弃平板玻璃,瓶罐玻璃为主要原料,添加发泡剂、改性剂,助熔剂等,经球磨均匀混合形成配合料,然后放在特定的磨具中经过发泡、退火等工艺过程形成的一种内部充满无数均匀气泡的多孔玻璃材料。泡沫玻璃除了具有玻璃本身固有的永久性、安全性、防化学腐蚀性和不受虫蚁鼠侵害的特点外,还具有容重轻、导热系数小、不透湿、吸水率小、不燃烧、不霉变、性能稳定、既是保冷材料又是保温材料,能适应深冷到较高温度范围等特点。同时它的重要价值不仅在于长年使用不会变质,而且本身又起到防火、防震作用。近年来,随着国家对节能环保材料性能的要求和需求,使泡沫玻璃得到进一步的发展,不仅在建筑领域可以代替传统钢筋水泥等材料,用于高层建筑墙体材料,也可作为化工耐热环境下的管道材料使用。而且还可用做防火材料。但是,泡沫玻璃强度较低,并且原料来源有限,成本较高。
发明内容
本发明提供了一种新型泡沫玻璃及其制备方法,解决上述背景技术中的不足,所述新型泡沫玻璃采用高炉渣、硅质原料、改性废玻璃及陶瓷抛光废料作为原料,变废为宝,原料来源广泛,降低了成本,同时添加耐火纤维、纳米氧化锌作为添加剂,有效改善了泡沫玻璃的性能,提高了其强度。
为了解决现有技术存在的问题,采用如下技术方案:
一种新型泡沫玻璃,包括如下重量份的原料:高炉渣12~27份、硅质原料5~22份、改性废玻璃20~40份、陶瓷抛光废料10~25份、方解石8~13份、珍珠岩9~21份、氧化铝1.3~2.8份、碳酸钠2~4份、硼砂3~12份、二氧化锰0.8~1.4份、三氧化二铁0.7~1.3份、六偏磷酸钠0.05~0.16份、耐火纤维1~5份、纳米麦饭石粉0.9~1.7份、纳米氧化锌0.3~0.7份、乙酰化二酸双淀粉钠1.1~2.2份、碳酸钙0.8~2.4份。
优选的,所述新型泡沫玻璃,包括如下重量份的原料:高炉渣18份、硅质原料15份、改性废玻璃30份、陶瓷抛光废料17份、方解石11份、珍珠岩14份、氧化铝1.9份、碳酸钠2.5份、硼砂9份、二氧化锰1.2份、三氧化二铁1份、六偏磷酸钠0.14份、耐火纤维3份、纳米麦饭石粉1.4份、纳米氧化锌0.5份、乙酰化二酸双淀粉钠1.6份、碳酸钙1.7份。
优选的,所述高炉渣二氧化钛的含量为18%~23%。
优选的,所述硅质原料为石英岩、石英砂岩、石英砂或脉石英中的一种或任意两种的混合物。
优选的,所述改性废玻璃有以下方法制得:将脱镁硼泥与废玻璃粉末按质量比1:2混合,研磨,加热至900~1200℃,保温35~45分钟,然后淬火、干燥、研磨,即可得到所述改性废玻璃。
优选的,所述耐火纤维为直径为0.005~2毫米,长度为0.1~100毫米的含锆耐碱玻璃纤维或含锆真空纤维。
一种制备所述新型泡沫玻璃的方法,包括如下步骤:
(1)按上述配方称取高炉渣、硅质原料、改性废玻璃、陶瓷抛光废料、方解石、珍珠岩、氧化铝、碳酸钠、硼砂、二氧化锰、三氧化二铁、六偏磷酸钠、耐火纤维、纳米麦饭石粉、纳米氧化锌、乙酰化二酸双淀粉钠、碳酸钙,除杂,备用;
(2)将高炉渣、硅质原料、改性废玻璃、陶瓷抛光废料、方解石及珍珠岩混合均匀,再置于70~80℃的烘干箱中烘干,烘干后,放于研磨机中研磨至100~200目;
(3)将氧化铝、二氧化锰、三氧化二铁、六偏磷酸钠、纳米麦饭石粉、乙酰化二酸双淀粉钠分别放入研磨机中研磨至50~100目,再混合均匀,研磨至180~200目;
(4)将步骤(3)所得的混合粉末和步骤(2)所得的混合物料混合,先置于高速分散机中高速分散1~2小时,再入坩埚,按8~13℃/分钟的升温速度升温至1300℃~1500℃,烧成后保温2~3小时,水淬处理,烘干,研磨至100~200目;
(5)将碳酸钠、碳酸钙、硼砂、耐火纤维及纳米氧化锌分别烘干研磨至100~200目,和步骤(4)得到的混合粉末混合均匀,放入球磨机中球磨10~20分钟,得泡沫玻璃母料;
(6)将步骤(5)得到的泡沫玻璃母料装模后,按15~25℃/min的升温速度升温至430~480℃,保温60~90分钟,再以5~10℃的升温速度升温至900~950℃,保温20~30分钟;
(7)降温时先以15~20℃/min的降温速度降温至600~650℃,保温60~120分钟,再以8~13℃/min的降温速度降温至300~320℃,最后降温至常温时间控制在4~8小时,即得所述新型泡沫玻璃。
优选的,所述步骤步骤(4)中高速分散机的转速为1200~1400r/min。
本发明与现有技术相比,其具有以下有益效果:
(1)本发明所述新型泡沫玻璃采用高炉渣、硅质原料、改性废玻璃及陶瓷抛光废料作为原料,解决了较难利用含钛高炉渣和陶瓷抛光废料的问题,并且为泡沫玻璃的生产找到了十分廉价的原料,其生产成本低、产品质量好、生产操作简单、无二次污染,其应用前景十分广泛,同时所述改性废玻璃采用脱镁硼泥进行改性,颗粒较细,不需研磨,节能降耗,脱镁硼泥中含有微量硼可以降低发泡温度,使助熔剂添加量相对减少;
(2)本发明所述的新型泡沫玻璃中添加了碳酸钠、碳酸钙、硼砂、耐火纤维及纳米氧化锌作为添加剂,不与玻璃粉反应,可以在常温下长期存在,化学稳定性良好,力学性能优良,有利于提高所述新型泡沫玻璃的力学性能和稳定性。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。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。
实施例1
本实施例涉及一种新型泡沫玻璃,包括如下重量份的原料:高炉渣12份、硅质原料5份、改性废玻璃20份、陶瓷抛光废料10份、方解石8份、珍珠岩9份、氧化铝1.3份、碳酸钠2份、硼砂3份、二氧化锰0.8份、三氧化二铁0.7份、六偏磷酸钠0.05份、耐火纤维1份、纳米麦饭石粉0.9份、纳米氧化锌0.3份、乙酰化二酸双淀粉钠1.1份、碳酸钙0.8份。
其中,所述高炉渣二氧化钛的含量为18%~23%,所述硅质原料为石英岩。
其中,所述改性废玻璃有以下方法制得:将脱镁硼泥与废玻璃粉末按质量比1:2混合,研磨,加热至900℃,保温35分钟,然后淬火、干燥、研磨,即可得到所述改性废玻璃。
其中,所述耐火纤维为直径为0.005~2毫米,长度为0.1~100毫米的含锆耐碱玻璃纤维或含锆真空纤维。
一种制备所述新型泡沫玻璃的方法,包括如下步骤:
(1)按上述配方称取高炉渣、硅质原料、改性废玻璃、陶瓷抛光废料、方解石、珍珠岩、氧化铝、碳酸钠、硼砂、二氧化锰、三氧化二铁、六偏磷酸钠、耐火纤维、纳米麦饭石粉、纳米氧化锌、乙酰化二酸双淀粉钠、碳酸钙,除杂,备用;
(2)将高炉渣、硅质原料、改性废玻璃、陶瓷抛光废料、方解石及珍珠岩混合均匀,再置于70℃的烘干箱中烘干,烘干后,放于研磨机中研磨至100~200目;
(3)将氧化铝、二氧化锰、三氧化二铁、六偏磷酸钠、纳米麦饭石粉、乙酰化二酸双淀粉钠分别放入研磨机中研磨至50~100目,再混合均匀,研磨至180~200目;
(4)将步骤(3)所得的混合粉末和步骤(2)所得的混合物料混合,先置于高速分散机中高速分散1小时,再入坩埚,按8℃/分钟的升温速度升温至1300℃,烧成后保温2小时,水淬处理,烘干,研磨至100~200目;
(5)将碳酸钠、碳酸钙、硼砂、耐火纤维及纳米氧化锌分别烘干研磨至100~200目,和步骤(4)得到的混合粉末混合均匀,放入球磨机中球磨10分钟,得泡沫玻璃母料;
(6)将步骤(5)得到的泡沫玻璃母料装模后,按15℃/min的升温速度升温至430℃,保温60分钟,再以5℃的升温速度升温至900℃,保温20分钟;
(7)降温时先以15℃/min的降温速度降温至600℃,保温60分钟,再以8℃/min的降温速度降温至300℃,最后降温至常温时间控制在4小时,即得所述新型泡沫玻璃。
其中,所述步骤步骤(4)中高速分散机的转速为1200r/min。
实施例2
本实施例涉及一种新型泡沫玻璃,包括如下重量份的原料:高炉渣27份、硅质原料22份、改性废玻璃40份、陶瓷抛光废料25份、方解石13份、珍珠岩21份、氧化铝2.8份、碳酸钠4份、硼砂12份、二氧化锰1.4份、三氧化二铁1.3份、六偏磷酸钠0.16份、耐火纤维5份、纳米麦饭石粉1.7份、纳米氧化锌0.7份、乙酰化二酸双淀粉钠2.2份、碳酸钙2.4份。
其中,所述高炉渣二氧化钛的含量为18%~23%,所述硅质原料为石英砂和脉石英的混合物。
其中,所述改性废玻璃有以下方法制得:将脱镁硼泥与废玻璃粉末按质量比1:2混合,研磨,加热至1200℃,保温45分钟,然后淬火、干燥、研磨,即可得到所述改性废玻璃。
其中,所述耐火纤维为直径为0.005~2毫米,长度为0.1~100毫米的含锆耐碱玻璃纤维或含锆真空纤维。
一种制备所述新型泡沫玻璃的方法,包括如下步骤:
(1)按上述配方称取高炉渣、硅质原料、改性废玻璃、陶瓷抛光废料、方解石、珍珠岩、氧化铝、碳酸钠、硼砂、二氧化锰、三氧化二铁、六偏磷酸钠、耐火纤维、纳米麦饭石粉、纳米氧化锌、乙酰化二酸双淀粉钠、碳酸钙,除杂,备用;
(2)将高炉渣、硅质原料、改性废玻璃、陶瓷抛光废料、方解石及珍珠岩混合均匀,再置于80℃的烘干箱中烘干,烘干后,放于研磨机中研磨至100~200目;
(3)将氧化铝、二氧化锰、三氧化二铁、六偏磷酸钠、纳米麦饭石粉、乙酰化二酸双淀粉钠分别放入研磨机中研磨至50~100目,再混合均匀,研磨至180~200目;
(4)将步骤(3)所得的混合粉末和步骤(2)所得的混合物料混合,先置于高速分散机中高速分散2小时,再入坩埚,按13℃/分钟的升温速度升温至1500℃,烧成后保温3小时,水淬处理,烘干,研磨至100~200目;
(5)将碳酸钠、碳酸钙、硼砂、耐火纤维及纳米氧化锌分别烘干研磨至100~200目,和步骤(4)得到的混合粉末混合均匀,放入球磨机中球磨20分钟,得泡沫玻璃母料;
(6)将步骤(5)得到的泡沫玻璃母料装模后,按25℃/min的升温速度升温至480℃,保温90分钟,再以10℃的升温速度升温至950℃,保温30分钟;
(7)降温时先以20℃/min的降温速度降温至650℃,保温120分钟,再以13℃/min的降温速度降温至320℃,最后降温至常温时间控制在8小时,即得所述新型泡沫玻璃。
其中,所述步骤步骤(4)中高速分散机的转速为1400r/min。
实施例3
本实施例涉及一种新型泡沫玻璃,包括如下重量份的原料:高炉渣18份、硅质原料15份、改性废玻璃30份、陶瓷抛光废料17份、方解石11份、珍珠岩14份、氧化铝1.9份、碳酸钠2.5份、硼砂9份、二氧化锰1.2份、三氧化二铁1份、六偏磷酸钠0.14份、耐火纤维3份、纳米麦饭石粉1.4份、纳米氧化锌0.5份、乙酰化二酸双淀粉钠1.6份、碳酸钙1.7份。
其中,所述高炉渣二氧化钛的含量为18%~23%,所述硅质原料为石英砂岩、石英砂的混合物。
其中,所述改性废玻璃有以下方法制得:将脱镁硼泥与废玻璃粉末按质量比1:2混合,研磨,加热至1100℃,保温40分钟,然后淬火、干燥、研磨,即可得到所述改性废玻璃。
其中,所述耐火纤维为直径为0.005~2毫米,长度为0.1~100毫米的含锆耐碱玻璃纤维或含锆真空纤维。
一种制备所述新型泡沫玻璃的方法,包括如下步骤:
(1)按上述配方称取高炉渣、硅质原料、改性废玻璃、陶瓷抛光废料、方解石、珍珠岩、氧化铝、碳酸钠、硼砂、二氧化锰、三氧化二铁、六偏磷酸钠、耐火纤维、纳米麦饭石粉、纳米氧化锌、乙酰化二酸双淀粉钠、碳酸钙,除杂,备用;
(2)将高炉渣、硅质原料、改性废玻璃、陶瓷抛光废料、方解石及珍珠岩混合均匀,再置于75℃的烘干箱中烘干,烘干后,放于研磨机中研磨至100~200目;
(3)将氧化铝、二氧化锰、三氧化二铁、六偏磷酸钠、纳米麦饭石粉、乙酰化二酸双淀粉钠分别放入研磨机中研磨至50~100目,再混合均匀,研磨至180~200目;
(4)将步骤(3)所得的混合粉末和步骤(2)所得的混合物料混合,先置于高速分散机中高速分散1.5小时,再入坩埚,按10℃/分钟的升温速度升温至1400℃,烧成后保温2.5小时,水淬处理,烘干,研磨至100~200目;
(5)将碳酸钠、碳酸钙、硼砂、耐火纤维及纳米氧化锌分别烘干研磨至100~200目,和步骤(4)得到的混合粉末混合均匀,放入球磨机中球磨15分钟,得泡沫玻璃母料;
(6)将步骤(5)得到的泡沫玻璃母料装模后,按20℃/min的升温速度升温至450℃,保温70分钟,再以7℃的升温速度升温至930℃,保温20分钟;
(7)降温时先以17℃/min的降温速度降温至630℃,保温90分钟,再以10℃/min的降温速度降温至310℃,最后降温至常温时间控制在6小时,即得所述新型泡沫玻璃。
其中,所述步骤步骤(4)中高速分散机的转速为1300r/min。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改,这并不影响本发明的实质内容。
Claims (8)
1.一种新型泡沫玻璃,其特征在于,包括如下重量份的原料:高炉渣12~27份、硅质原料5~22份、改性废玻璃20~40份、陶瓷抛光废料10~25份、方解石8~13份、珍珠岩9~21份、氧化铝1.3~2.8份、碳酸钠2~4份、硼砂3~12份、二氧化锰0.8~1.4份、三氧化二铁0.7~1.3份、六偏磷酸钠0.05~0.16份、耐火纤维1~5份、纳米麦饭石粉0.9~1.7份、纳米氧化锌0.3~0.7份、乙酰化二酸双淀粉钠1.1~2.2份、碳酸钙0.8~2.4份。
2.根据权利要求1所述的新型泡沫玻璃,其特征在于,包括如下重量份的原料:高炉渣18份、硅质原料15份、改性废玻璃30份、陶瓷抛光废料17份、方解石11份、珍珠岩14份、氧化铝1.9份、碳酸钠2.5份、硼砂9份、二氧化锰1.2份、三氧化二铁1份、六偏磷酸钠0.14份、耐火纤维3份、纳米麦饭石粉1.4份、纳米氧化锌0.5份、乙酰化二酸双淀粉钠1.6份、碳酸钙1.7份。
3.根据权利要求1所述的新型泡沫玻璃,其特征在于,所述高炉渣二氧化钛的含量为18%~23%。
4.根据权利要求1所述的新型泡沫玻璃,其特征在于,所述硅质原料为石英岩、石英砂岩、石英砂或脉石英中的一种或任意两种的混合物。
5.根据权利要求1所述的新型泡沫玻璃,其特征在于,所述改性废玻璃有以下方法制得:将脱镁硼泥与废玻璃粉末按质量比1:2混合,研磨,加热至900~1200℃,保温35~45分钟,然后淬火、干燥、研磨,即可得到所述改性废玻璃。
6.根据权利要求1所述的新型泡沫玻璃,其特征在于,所述耐火纤维为直径为0.005~2毫米,长度为0.1~100毫米的含锆耐碱玻璃纤维或含锆真空纤维。
7.一种制备权利要求1~6任一项所述新型泡沫玻璃的方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)按上述配方称取高炉渣、硅质原料、改性废玻璃、陶瓷抛光废料、方解石、珍珠岩、氧化铝、碳酸钠、硼砂、二氧化锰、三氧化二铁、六偏磷酸钠、耐火纤维、纳米麦饭石粉、纳米氧化锌、乙酰化二酸双淀粉钠、碳酸钙,除杂,备用;
(2)将高炉渣、硅质原料、改性废玻璃、陶瓷抛光废料、方解石及珍珠岩混合均匀,再置于70~80℃的烘干箱中烘干,烘干后,放于研磨机中研磨至100~200目;
(3)将氧化铝、二氧化锰、三氧化二铁、六偏磷酸钠、纳米麦饭石粉、乙酰化二酸双淀粉钠分别放入研磨机中研磨至50~100目,再混合均匀,研磨至180~200目;
(4)将步骤(3)所得的混合粉末和步骤(2)所得的混合物料混合,先置于高速分散机中高速分散1~2小时,再入坩埚,按8~13℃/分钟的升温速度升温至1300℃~1500℃,烧成后保温2~3小时,水淬处理,烘干,研磨至100~200目;
(5)将碳酸钠、碳酸钙、硼砂、耐火纤维及纳米氧化锌分别烘干研磨至100~200目,和步骤(4)得到的混合粉末混合均匀,放入球磨机中球磨10~20分钟,得泡沫玻璃母料;
(6)将步骤(5)得到的泡沫玻璃母料装模后,按15~25℃/min的升温速度升温至430~480℃,保温60~90分钟,再以5~10℃的升温速度升温至900~950℃,保温20~30分钟;
(7)降温时先以15~20℃/min的降温速度降温至600~650℃,保温60~120分钟,再以8~13℃/min的降温速度降温至300~320℃,最后降温至常温时间控制在4~8小时,即得所述新型泡沫玻璃。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述步骤步骤(4)中高速分散机的转速为1200~1400r/min。
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