[發明專利]一種無機鹽模法燒結制備高吸聲性能多孔硅酸鹽材料的方法

無效

• 申請號: 201310320057.5
• 申請日: 2013-07-26
• 公開（公告）號: CN103408226A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 徐穎;鄒偉仁;王常力;羅璐
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: C03C11/00
• 分類號: C03C11/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 呂湘連

技術領域：

本發明涉及一種多孔硅酸鹽方法，具體涉及一種無機鹽模法燒結制備高吸聲性能多孔硅酸鹽材料的方法，屬于無機材料領域。

背景技術：

多孔硅酸鹽材料通常是指含有大量氣孔的硅酸鹽材料，如常用的泡沫玻璃和玻璃棉等材料。它不僅具有阻燃、耐腐蝕、抗老化等特點，而且具有很好的吸聲性能而得到廣泛的應用。

泡沫玻璃典型的制備方法是將玻璃粉、發泡劑和添加劑等混合料經高溫發泡而形成的充滿微小氣孔的多孔材料；另外典型方法是在玻璃熔融狀態，充入氣體后冷卻凝固而形成的多孔材料。這些方法制備的多孔玻璃閉孔占絕大部分，一般用作隔熱隔音材料。

玻纖多孔材料通常是用玻璃纖維制成的不同孔隙率和不同厚度的玻璃棉氈材料。但存在的缺點是，玻纖多孔材料由于強度低，易斷裂，纖維短，應用時容易出現泄露而散落，不易回收，易造成環境污染等。因此采用多孔玻璃材料來代替玻纖氈作為吸聲材料，將成為很好的選擇。

目前泡沫玻璃材料制備中存在的問題是，發泡工藝不易控制，孔隙率、孔徑大小以及孔的形態難以控制，孔與孔的連通不易實現，即無法控制多孔玻璃材料的結構，限制了其在吸聲方面的應用。

發明內容：

本發明的目的是：為了克服現有制備技術中的泡沫玻璃材料存在的不足，提出一種無機鹽模法燒結制備高吸聲性能多孔硅酸鹽材料的方法。

本發明的技術方案是：采用無機鹽與玻璃粉混合壓制，燒結后，溶出無機鹽的方法制備多孔玻璃材料。其特征在于：孔隙率、孔的大小、孔的形態以及孔與孔相連性可以控制等。

一種無機鹽模法燒結制備高吸聲性能多孔硅酸鹽材料的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：選擇普通玻璃，將其研磨成粉，粒徑在50—400目，用量根據孔隙率計算得到，計算公式參考文獻[1]；所述參考文獻[1]為：“劉培生著，多孔材料引論（第二版），北京：清華大學出版社，2012：305.”，孔隙率控制在20%-90%；

步驟2：選擇熔點高于玻璃軟化點的無機鹽，該無機鹽易溶于水，無機鹽的粒徑大小為50—400目，可以在壓力5.0～7.0Mpa時，壓制緊實的無機鹽塊，測量其密度，然后根據孔隙率的大小計算得到無機鹽用量，計算公式參考文獻[1]；

步驟3：將步驟1和2的玻璃粉和無機鹽粉，加入軟化劑硼酸，所述軟化劑硼酸占總質量的0.8%—1.2%；進行機械混合均勻后裝入模具中加壓至5.0—7.0MPa，成型后退模，制成初級樣品；

步驟4：將初樣品放入馬弗爐中，升溫至750—950℃，恒溫60—120min，隨爐冷卻至室溫；

步驟5：將燒結后的樣品,用清水沖洗或煮沸溶出無機鹽，干燥后即得到多孔硅酸鹽材料。在燒結過程中，玻璃顆粒之間融合，而無機鹽不發生熔化，不與玻璃粉反應，因此在燒結完成后仍然能夠保持其形狀，清水溶出后在玻璃中留下了孔洞，形成了多孔玻璃材料。可以看出，無機鹽的形貌控制著多孔玻璃中的孔形貌和孔徑，無機鹽的用量控制著孔隙率，孔隙率越大孔的連通性越好。

本發明的有益效果是：根據需要，可以控制孔隙率、孔徑大小、孔形態以及孔與孔的連通性，獲得具有很好的吸聲性能的多孔玻璃材料。

附圖說明：

圖1為實施例一、二中多孔硅酸鹽材料示意圖。

圖2為實施例一、二中多孔硅酸鹽材料的吸聲曲線。

圖3為實施例三中具有不同孔隙率的多孔硅酸鹽材料示意圖。

圖4為實施例三中具有不同孔隙率的多孔硅酸鹽材料的吸聲曲線。

圖5為實施例四中具有內空腔結構的多孔硅酸鹽材料示意圖。

圖6為實施例四中具有內空腔結構的多孔硅酸鹽材料的吸聲曲線。

具體實施方式：

實施例一：制備孔隙率分別為53%，平均孔徑為0.3mm的多孔硅酸鹽材料方法

參閱圖1，本實施例中的多孔玻璃材料，由普通硅酸鹽玻璃粉燒結而成；材料樣品為一直徑是29mm、厚度為20mm以及孔隙率分別為53%的圓柱狀燒結玻璃材料。多孔玻璃的平均孔徑及孔形貌是由硫酸鈉顆粒形成。

該實施例中多孔玻璃材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：選擇普通玻璃，將其研磨成粉，所述玻璃粉均粒徑小于200目，質量為15.4g；

步驟2：選擇熔點高于玻璃軟化點的無機鹽，本實施例中為平均粒徑為0.3mm，質量為8.4g硫酸鈉顆粒；