[發明專利]一種利用廢CRT屏玻璃制備微晶泡沫玻璃的方法

有效

• 申請號: 201510301569.6
• 申請日: 2015-06-05
• 公開（公告）號: CN104909546B
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 關杰;袁昊;郭耀廣;張沛君;倪從兵
• 申請（專利權）人: 上海第二工業大學
• 主分類號: C03B19/08
• 分類號: C03B19/08;C03C6/02
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司31200
• 代理人: 陸飛,王潔平

技術領域

本發明涉及一種微晶泡沫玻璃及其制備方法，特別是利用廢CRT屏玻璃為主要原料制備微晶泡沫玻璃及其制備方法。

背景技術

微晶泡沫玻璃是一種在玻璃相基體中均勻分布著大量氣孔和針狀納米級微晶體的新材料。由于玻璃與晶體網絡連結在一起，形成了玻晶交織結構，所以微晶泡沫玻璃比普通泡沫玻璃強度要大得多。同時微晶泡沫玻璃中存在的大量不連通氣孔，使材料還具有輕質、保溫、隔音及可加工等優異性能，被廣泛應用于建筑承重墻、熱油儲罐、隔音材料等領域。根據 建筑材料工業“十二五”發展指導意見預測，到2015年，我國僅新型墻體材料和保溫絕熱材料的需求量就分別達到了5700億塊磚和1000萬噸，市場十分廣闊。

由于微晶泡沫玻璃的優異性能，近年來，對微晶泡沫玻璃的制備工藝、原料的選擇、性能、應用及發泡溫度確定等方面都有研究。吳義軍等以石英、長石等非金屬礦石為原料，經高溫熱處理制備出了微晶泡沫玻璃。沈琪等采用硅砂、純堿、長石等為基礎原料，加適量水壓制成型，烘干后放入電阻爐中按一定的升溫程序燒結制成了微晶泡沫玻璃墻體材料。其缺點是以化工原料作為主要原料，制造成本較高。陸金馳等利用煤粉爐渣為主要原料，與碳酸鈣、碳酸鎂和碳酸鈉按一定比例混合均勻后裝入坩堝中于1450 ℃燒結90min后水淬得到基礎玻璃，然后采用粉末燒結技術制備微晶泡沫玻璃。由于其熔融溫度較高，不僅對生產設備要求較高，且能耗高。其次，需要經過兩次燒結過程，工藝復雜，大大增加了生產成本。

隨著電子產業的快速發展以及社會對電子類消費產品需求的不斷更新，電子產品被廢棄和淘汰的速度越來越快，電子垃圾所帶來的壓力日益突出。其中危害較大且數量最多的當屬陰極射線管玻璃，我國作為家用電器生產、消費的大國，已經進入了CRT顯示器報廢的高峰期，每年淘汰處理數千萬臺CRT電視機，CRT玻璃中含有等多種有毒有害物質，處理不善不僅占用大量土地，而且會造成嚴重的環境污染，因此如何提高CRT玻璃的綜合利用率，提高CRT玻璃資源的附加值，是亟待解決的技術問題。

發明內容

針對現有技術中微晶泡沫玻璃中存在的問題，本發明的目的在于提供一種利用廢CRT屏玻璃制備微晶泡沫玻璃的方法。本發明方法采用一步燒結制備工藝，工藝簡單，周期短，成本低廉。

本發明以廢CRT玻璃為主要原料，添加適量化學原料，采用粉末燒成法，通過一次發泡、析晶制備了微晶泡沫玻璃，本發明的技術方案具體如下。

本發明提供一種利用廢CRT屏玻璃制備微晶泡沫玻璃的方法，具體步驟如下：

（1） 將屏錐分離后的CRT屏玻璃初破碎成2～5 cm 的碎塊，先去除表面灰塵，表面熒光粉以及石墨，之后進行烘干、研磨，獲得粒度為200~300目的原料玻璃粉；

（2）以質量百分數計，按照原料玻璃粉87-90%，發泡劑0.3-0.6%，晶核劑1-3%，助熔劑5-6%，穩泡劑3-4%分別計量，上述各組分的和滿足100%；接著將稱好的原料玻璃粉、發泡劑、晶核劑、助熔劑和穩泡劑加入混料機中混合均勻，得到混合料；

（3） 將步驟（2）制備的混合料裝入模具，并壓制成型置于燒結爐中，首先以6-8℃/分鐘的升溫速率從室溫升至400℃下預熱10-40分鐘， 接著以13-16℃/分鐘的升溫速率自400℃升至850-1000℃并保溫10-50分鐘進行發泡、析晶，再以13-18℃/分鐘的冷卻速率冷卻至600℃，并保溫20-30℃分鐘， 最后以0.5-1.5℃/分鐘的速率緩慢退火至室溫即得到微晶泡沫玻璃。

本發明中，步驟（1）中，用自來水清洗去除表面灰塵；用去離子水以及超聲波清洗去除表面熒光粉以及石墨。

本發明中，步驟（2）中，所述發泡劑、晶核劑、助熔劑、穩泡劑均過200目標準篩。

本發明中，步驟（2）中，所述發泡劑為石墨，所述晶核劑選自三氧化二鉻、二氧化鈦、五氧化二磷或氟化鈣中的一種或兩種，所述助熔劑為四硼酸鈉或氟硅酸鈉中的一種，所述穩泡劑為磷酸鈉。

本發明中，步驟（3）中，所述的壓制成型是在40-50KN壓力下預壓成型。

本發明中，制備得到的微晶泡沫玻璃體積密度為0.73-1.21g/cm³，導熱系數為0.056-0.080w(m/k)^-1，抗壓強度為5-11MPa。

本發明與現有技術相比，具有以下積極效果：

1、 由于本發明利用的主原料CRT屏玻璃具有軟化溫度低的特點，大大降低了所需燒結的發泡溫度，因而可以降低能耗，節約生產成本，還能改善制備的工作環境。