[發明專利]一種低溫制備低密度泡沫玻璃保溫材料的方法

有效

• 申請號: 201510241998.9
• 申請日: 2015-05-12
• 公開（公告）號: CN104909575B
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 何峰;張秋平;謝峻林;劉小青
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C03C11/00
• 分類號: C03C11/00;C03B19/08
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 崔友明,劉洋

技術領域

本發明屬于玻璃材料技術領域，具體涉及一種低溫制備低密度泡沫玻璃保溫材料的方法。

背景技術

由于能源的緊張，節約能源是中國緩解資源約束的現實選擇。中國大力支持節能重點以及示范項目，鼓勵高效節能產品的推廣應用。在建筑節能方面，積極推進既有建筑節能改造，廣泛使用新型墻體材料。泡沫玻璃作為一種無機非金屬材料，其內部含有大量的均勻氣泡，具有密度低、導熱系數小、不燃燒、不變形的特性，是一類性能優異的保溫隔熱、防火、吸聲的新型節能建筑材料和裝飾材料。

然而就目前而言，然而就目前而言，泡沫玻璃離我們的市場需求還有一段距離。其中最突出的問題就是在泡沫玻璃的制備過程中要經過多次高溫加熱，而且溫度一般在850℃左右，甚至有些達到1000℃以上，能源消耗較大，燃燒成本較高，制約著泡沫玻璃的大規模推廣使用。

CN103145340A提供了一種利用高爐礦渣制備高強度多孔泡沫玻璃的方法，該方法需要在890℃～950℃的溫度范圍內發泡20～30min；CN101955319A提供了一種利用廢棄的玻璃纖維制品制備泡沫玻璃的方法，需要在950℃～1050℃的溫度范圍內發泡20～30min。以上專利中制備泡沫玻璃的所用基礎原料主要是從市場收集而來的廢棄物，受其基礎成分的限制其對應的發泡溫度較高，從而能耗較大。CN1559947A提供了一種利用廢顯像管生產泡沫玻璃的方法。該方法以廢顯像管為原料，將其粉碎后與炭黑、焦炭粉、硼砂、氧化鋅等按一定比例混合，在770℃～850℃的溫度范圍內發泡30～50min。這種方法雖然發泡溫度較低，但是發泡時間相對較長，不利于節能減排。怎樣在較低的溫度下以及較短的保溫時間內制得高性能的泡沫玻璃具有重要意義。

CN103332853A提供了一種低溫生產泡沫玻璃的方法。將原料平板玻璃粉、發泡劑二氧化錳、助熔劑氟硅酸鈉和碳酸鈉、穩泡劑磷酸鈉和碳纖維在球磨機內球磨，之后在750℃～780℃的溫度范圍內發泡7～15min，這種方法不僅降低了能源的消耗，還提高了生產效率。但是所用發泡劑二氧化錳價格較高，且所得制品的密度在480kg/m³左右，而產品體積密度是體現泡沫玻璃發泡效果的最直接參數，也是其在應用過程中最主要的一項指標，所以在降低能源消耗的同時保障制品的密度也是至關重要的。

發明內容

本發明目的在于提供一種在較低溫度下制備具有較低密度的泡沫玻璃的方法。在較低的溫度下制備泡沫玻璃，可以降低能源消耗，從而降低生產成本；并且所制得的泡沫玻璃密度低，氣孔分布均勻且為閉孔氣孔，導熱系數低，性能優異。

一種低溫制備低密度泡沫玻璃保溫材料的方法，包括如下步驟：

1)按如下質量比配料，石英砂68.00％～75.00％，鈉長石0.00％～3.00％，氧化鐵粉1.20％～3.60％，碳酸鋇0.50％～1.50％，碳酸鈣5.00％～10.00％，白云石2.00％～6.00％，純堿10.00％～18.00％，碳酸鉀1.50％～2.50％，碳酸鋰2.00％～3.50％，二氧化錳0.60％～1.80％，在球磨機中球磨混合均勻；

2)放入玻璃熔化爐中進行高溫熔融，然后水淬得到制備泡沫玻璃所用的玻璃顆粒；

3)玻璃顆粒在烘箱中烘干之后在球磨機內磨成玻璃粉；

4)將基礎玻璃粉、芒硝、硼砂、碳粉在球磨機中混合均勻得到泡沫玻璃混合料；按如下質量比配料，基礎玻璃粉94.00-98.00，硼砂2.50-5.00，芒硝0.20-0.80，碳粉0.20-0.80；

5)將泡沫玻璃混合料裝入模具放入加熱爐內，在340-360℃下預熱25-35min后以5～10℃/min的升溫速率升溫到680～700℃，然后以2-5℃/min的升溫速率升溫到發泡溫度720℃～780℃，發泡時間10min～30min，隨爐冷卻至室溫得到具有均勻氣泡結構的低密度閉孔泡沫玻璃。

如上述方案，步驟2)所述玻璃熔化爐溫度范圍為1460～1520℃，熔化時間為2～4h。

如上述方案，步驟3)所得玻璃粉通過240目篩，篩余為0.5wt％。

本發明以礦物與化工原料為基礎，按照發泡溫度的要求自行設定并調節基礎玻璃的配方，熔融得到特制玻璃顆粒。本發明以碳粉作為發泡劑，這樣有利于得到氣孔壁厚度均勻的閉孔氣孔，但是碳粉的反應溫度遠低于基礎玻璃的軟化溫度，即使添加助熔劑，也不會使兩者完全匹配，因此在添加助熔劑降低軟化溫度的同時制定了合理的溫度制度，使氣體盡可能多地被包裹，從而得到性能優異的泡沫玻璃制品。

本發明的有益效果在于：