[發明專利]廢玻璃低溫熔融-高溫發泡快速制備多孔微晶玻璃的方法

有效

• 申請號: 201410704674.X
• 申請日: 2014-12-01
• 公開（公告）號: CN104445956A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 盧金山;陸章揚;江龍祥
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: C03C10/14
• 分類號: C03C10/14;C03C11/00
• 代理公司: 南昌洪達專利事務所 36111
• 代理人: 劉凌峰

技術領域

本發明涉及屬于節能建筑材料領域，具體涉及一種廢玻璃低溫熔融—高溫發泡快速制備多孔微晶玻璃的方法。

背景技術

隨著科學技術的迅速發展和人民生活水平的不斷提高，玻璃產品已廣泛應用于建筑、化工、交通以及食品飲料等眾多行業。城市里每天產生大量的日用玻璃廢渣與科研生產玻璃廢料，如各種化學試劑瓶、酒類和食品飲料包裝瓶、廢舊窗戶玻璃等等。歐美發達國家的玻璃廢渣量占城市垃圾總量的4％～8％，我國每年產生的玻璃廢渣約320萬噸，占城市生活垃圾總量的2％。過去玻璃廢渣大多由一些小平拉玻璃廠進行回收利用，但小平拉生產工藝設備簡陋、環境污染嚴重、能耗較高，工藝落后，生產出的平板玻璃透光率低，質量低劣，成為經濟結構轉型的重點治理對象之一，現在基本上都被強制關閉。因此，玻璃廢渣的再生利用對于發展循環經濟具有重要的現實意義。

多孔微晶玻璃是在研制微晶玻璃和泡沫玻璃基礎上，解決了微晶玻璃容重大、保溫差以及泡沫玻璃機械強度低等性能缺陷，是一種性能優越的隔熱、吸聲、防潮、防火、輕質高強的新型環保建筑材料。作為低成本建筑材料，大幅度降低建筑物重量，并賦予隔熱節能、隔音以及濕度調控等功能。

關于廢玻璃制備微晶玻璃板，申請號200410104277.5公開了一種利用廢玻璃制備建筑用微晶玻璃板材的方法，通過對玻璃廢渣的粉碎、研磨制成玻璃粉，加入析晶促進劑，模壓燒結而成。與此類似，申請號201310437328.5也是利用廢玻璃和其他組份混合后燒結微晶玻璃，這種粉體直接燒結法對于環境保護和節能方面有積極意義，但廢玻璃燒結時不同組份很難混合均勻，降低微晶玻璃性能。申請號200610140748.7和201010521831.5是將廢玻璃粉碎后與添加劑混合均勻，然后經熔制、水淬、裝模、燒結得到微晶玻璃，這種熔融—燒結法制備的建筑微晶玻璃，存在表面層致密化深度淺（2?mm左右）；玻璃顆粒間的氣孔難以排除，致密性差；產品易產生變形，對耐火模具要求高等缺點。

關于廢玻璃制備多孔微晶玻璃，其制備方法與前述的致密型微晶玻璃板相似，也分為粉體直接燒結法和熔融—燒結法兩種，前者是將廢玻璃粉與發泡劑、助溶劑、穩泡劑等助劑混合均勻后，裝入耐火模具直接燒結制備出多孔微晶玻璃，如申請號201210520916.4和201210496820.5；后者是將基礎玻璃的原料粉體混合均勻后，在1450°C附近高溫熔融，水淬成玻璃顆粒，研磨粉碎后的玻璃粉與發泡劑（成孔劑）、粘接劑混合造粒，在模具內加壓成型后進行燒結晶化，制備出多孔微晶玻璃，如申請號200810144537.X，201210110719.1及201310025575.4。

多孔微晶玻璃的這兩種制備方法都是由粉體與發泡劑混合后燒結、發泡、析晶獲得的，區別在于粉體來源，粉體直接燒結法是原料粉體機械混合、燒結，熔融—燒結法是原料粉體熔融后水淬玻璃顆粒，然后燒結而成。兩種方法都是發泡劑在燒結過程中熱分解生成的氣體在燒結體內膨脹形成氣泡，與燒結體內部原有的氣孔相疊加，造成氣孔尺寸均勻性差，氣泡之間開孔與閉孔混雜、無序，從而無法調控多孔微晶玻璃的力學和導熱性能。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用廢玻璃快速制備多孔微晶玻璃的方法，以廢玻璃為原料，添加助溶劑、析晶形核劑和發泡形核劑等，在低溫下熔融，消除粉體中氣孔；高溫下熔融發泡，制備出以三維閉合氣孔為主、氣孔尺寸均勻的多孔微晶玻璃，這種多孔微晶玻璃具有孔徑和孔隙率可調、高強度等優點，滿足輕質節能墻體材料的要求，實現廢玻璃的節能環保和高附加值利用。

本發明是這樣來實現的，廢玻璃低溫熔融—高溫發泡快速制備多孔微晶玻璃的方法，其特征在于通過以下工藝步驟實現：

1）廢玻璃破碎、細磨后，加入適量助溶劑、析晶形核劑和發泡形核劑，球磨混合均勻，得到混合粉體；

2）混合粉體均勻鋪展于耐火材料模具中，直接放入已升溫至700～800?°C的快速升溫爐中，使混合粉體恒溫熔融；

3）熔融的混合粉體升溫至850～1000?°C恒溫發泡；

4）降溫至650°C恒溫60分鐘，隨爐冷卻至室溫，得到多孔微晶玻璃。

所述的廢玻璃為建筑玻璃、容器玻璃、燈管玻璃等硅酸鹽玻璃，廢玻璃破碎、細磨后顆粒粒徑為45~120微米。

所述的助溶劑為硼酸，其添加量是廢玻璃質量的1～8%。