[發明專利]一種利用蛋殼和廢玻璃制備多孔材料的方法

在審

• 申請號: 201510072698.2
• 申請日: 2015-02-11
• 公開（公告）號: CN104609734A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 田如錦
• 申請（專利權）人: 大連交通大學
• 主分類號: C03C11/00
• 分類號: C03C11/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 趙淑梅;李馨

技術領域

本發明屬于廢物資源化利用領域，特別涉及利用蛋殼和廢玻璃制備多孔材料的方法。

背景技術

玻璃因其較高的化學穩定性和無害性而廣泛應用于房屋建筑和制造各種衛生要求較高的日常生活用品，但因其較易破碎而不可避免地會產生許多玻璃廢棄物。這些廢玻璃的大量堆積不僅嚴重影響周圍的環境衛生，也是人畜活動的一大安全隱患。目前，廢玻璃的回收技術主要包括：1.重新回爐熔制，2.生產玻璃纖維，3.取代天然礦物做熔劑，4.生產玻璃馬賽克和人造大理石和花崗巖等。

與此同時，隨著生活水平的提高和食品行業的迅猛發展，需要消耗大量的禽蛋。蛋殼作為一種廢棄物，通常是采用填埋處理，易引起環境污染。蛋殼的主要成分是碳酸鈣，在我國大多利用蛋殼來制作動物飼料添加劑。

鑒于玻璃和蛋殼采用一般方法和自然循環都很難在短期內發生降解，兩者都屬于一種資源的錯誤閑置。因此，利用蛋殼和廢玻璃來制備多孔材料不僅可以進一步擴大其應回收再利用的范圍，特別是對于節約資源、保護環境和實施可持續發展戰略目標都有著十分重要的意義。

多孔材料是一種由相互貫通或封閉的孔洞構成網絡結構的材料。雖然現有生產多孔材料的方法有很多種，原材料的來源和種類也不盡相同，但還未見采用蛋殼和廢玻璃來制備多孔材料的相關研究報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種低成本的性能優良、易于生產加工且能夠滿足大規模市場應用要求的多孔材料的制備方法。其特點是以廢玻璃為主要原料、蛋殼作為發泡劑制備多孔材料，為蛋殼和廢玻璃的回收利用開辟新途徑，節能環保，符合當前綠色材料生產的要求和可持續發展的基本國策，是多孔材料生產技術的一項重要突破。

本發明的技術方案是將廢玻璃和蛋殼以及添加劑均勻混合燒結而成多孔材料。其具體步驟為：

廢玻璃預處理：廢玻璃用清水充分清洗3次并入干燥箱進行干燥；再依次經破碎機和球磨機進行破碎和球磨處理，獲得玻璃粉；

蛋殼預處理：將清洗和干燥后的蛋殼置于球磨機內球磨，獲得蛋殼粉。

多孔材料制備：將玻璃粉、蛋殼粉與添加劑按以下比例均勻混合：

添加劑??????????3.5～11.5wt.％

蛋殼粉??????????0.5～2.5wt.％

廢玻璃粉????????余量

各原料按上述比例混合后裝入模具內并置于電阻爐內，加熱到800～1000℃后保溫20～60分鐘，然后隨爐冷卻至室溫并脫模，形成多孔材料；

所述添加劑為磷酸鈉和氟硅酸鈉，以降低廢玻璃粉的熔化溫度和加速廢玻璃粉熔化，提高熔體的聚合度和粘度，并穩定多孔結構。

本發明提供的方法，所述蛋殼粉的直徑小于200目，優選10～200目。

本發明提供的方法，所述廢玻璃粉的直徑為140～200目。

本發明提供的方法，所述廢玻璃為平板玻璃、壓花玻璃、廢玻璃瓶中的一種或幾種的混合物。

本發明提供的方法，所述蛋殼為雞蛋殼、鴨蛋殼、鵝蛋殼中的一種或幾種的混合物。

本發明制備多孔材料的模具優選不銹鋼模具。

本發明所涉及方法制備的多孔材料密度為0.1～0.4g/cm³，孔隙直徑為0.5～3mm，常溫導熱系數小于0.04W/(K·m)。

本發明與現有技術相比，其有益效果主要體現在：通過對生產和生活中的固體廢棄物(蛋殼和玻璃)進行合理加工以便資源再利用，解決了蛋殼和玻璃長期堆積存放而導致的環境污染和可能存在的安全隱患，突破了制備多孔材料所需發泡劑來源的局限性。該方法所涉及的多孔材料由低溫燒結直接制備，無需后續加工。更重要的是，孔徑均勻，可以通過改變燒結溫度和造孔劑所占比例加以調整和控制。本發明技術方案工藝簡單，成本低廉，無二次污染，生產周期短，生產效率高，可以實現批量化連續生產，具有突出的使用價值和廣闊的應用前景。本發明為固體廢棄物—蛋殼和廢玻璃的處理提供了一種簡便有效的方法，所制備的多孔材料不僅能夠在保溫隔熱和吸音降噪方面發揮積極作用，可用作建筑保溫材料、隔音降噪材料和裝飾材料，但又不局限于此，廣泛應用于各種民用建筑、廠房、地鐵等不同場合，在環境污染治理和資源回收利用方面實現了新的突破。

用蛋殼和廢玻璃制備多孔材料，原材料來源廣泛，成本低廉，設備操作簡單，有效回收和實現資源再利用，變廢為寶，具有顯著的經濟和社會效益。該方法生產的多孔材料具有質量輕、發泡均勻、強度高、保溫隔熱性能好和產品質量穩定等優點，可以作為房屋建筑的保溫隔熱材料，充分實現了固體廢棄物的資源化利用。

具體實施方式