[發明專利]一種均勻閉孔納米添加泡沫玻璃的制備方法

在審

• 申請號: 201510714056.8
• 申請日: 2015-10-28
• 公開（公告）號: CN105347686A
• 公開（公告）日: 2016-02-24
• 發明（設計）人: 張生輝;歐雪梅;強穎懷;牛繼南;陳輝;張含卓
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: C03C11/00
• 分類號: C03C11/00;C03C6/02;C03C1/00;C03B19/08
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明涉及一種均勻閉孔泡沫玻璃的制備方法，特別是一種均勻閉孔納米添加泡沫玻璃的制備方法。

背景技術

泡沫玻璃是一種新型環保節能材料。以廢玻璃為主要原料，經粉碎達到一定尺寸后，加入發泡劑、氧化劑、穩定劑等添加劑，在一定的模具中成型，經過融化、發泡、退火，形成內部充滿無數均勻氣泡的多孔無機材料。

泡沫玻璃具有導熱系數小，隔熱效果好等特點，經常用作保溫、保冷材料。同時，由于具有膨脹系數小、不易燃燒、無毒、輕質高強等優點，泡沫玻璃也經常被當作建筑材料使用。

泡沫玻璃在生產過程中，會遇到一系列的問題，例如發泡不均勻，氣孔過大，出現連通孔，樣品表面凹凸不平，部分混合料沒有發泡等。這些缺陷都將嚴重影響泡沫玻璃的質量，使得其性能大大降低。以往都用優化、調整生產工藝、改善玻璃粉的流動性來改善泡沫玻璃的發泡質量達到發泡均勻的目的。這些方法的工藝復雜、效率低且費用高。

發明內容

本發明的目的是要提供一種均勻閉孔納米添加泡沫玻璃的制備方法，解決目前泡沫玻璃的發泡工藝復雜、效率低且費用高的問題。

本發明的目的是這樣實現的：用納米莫來石為輔助添加劑，與預處理后的原料、發泡劑共混，經加壓燒制形成閉孔的泡沫玻璃；具體步驟如下：

(1)原料：以日常生活中的廢棄玻璃作為原料，如廢棄平板玻璃、廢棄瓶罐玻璃、廢棄壓花玻璃的一種或多種；

(2)原料的預處理：對原料進行清理并風干，經粉碎、球磨工藝制成粒徑為1～300微米的粉體；

(3)添加劑：石墨為發泡劑，粒徑為1～100微米；納米莫來石為輔助添加劑，成分為：68.5～72.1％Al₂O₃，27.6～29.0％SiO₂，<0.5％Cao，<0.5％TiO₂，<0.5％Fe₂O₃；

(4)混合料的制備

a.將原料玻璃粉、石墨、納米莫來石，放入干燥箱中，設定溫度為60℃，干燥24小時；

b.按照質量百分比將92～96％的玻璃粉，1～5％的石墨，1～3％的納米莫來石放入球磨機中球磨混合0.5～4小時，過50目標準篩，形成混合料；

(5)泡沫玻璃的燒制

a.取上述混合料加入不銹鋼模具中，稍加壓實成型；

b.將裝有混合料的磨具置于已升溫至850～890℃的電阻加熱爐中；

c.等爐子重新升溫到設定溫度后，開始計時，保溫10分鐘，取出空冷。

所述的輔助添加劑納米莫來石的平均粒徑為10～50納米，平均長度為50～100納米。

該泡沫玻璃的平均容重為0.45～0.55g/cm³，平均孔徑小于0.35mm，吸水率小于3.5％。

由于采用了上述方案，納米莫來石為發泡劑的發泡提供了相界面，生成的氣體以納米莫來石顆粒為核心聚集，氣泡容易形成且均勻。同時，納米莫來石的尺寸小，能填充玻璃粉之間的空隙，大大提高了球磨效率；有利于排除玻璃粉中的空氣，提高了燒制前期的導熱系數，改善了混合料內部的溫度分布，發泡更加均勻，顯著提高了泡沫玻璃的發泡質量，解決了目前泡沫玻璃的發泡工藝復雜、效率低且費用高的問題，達到了本發明的目的。

本發明的有益效果體現在：

(1)在制備工藝中以納米莫來石為輔助添加劑，利用了納米莫來石在發泡階段提供相界面和填充作用，大幅提高了球磨效率，有效的減少了生產成本；

(2)本發明制得的泡沫玻璃發泡充分、孔徑大小和分布均勻、氣孔率高、連通孔少，可應用于保溫、吸聲、絕熱材料。該發明制備的泡沫玻璃的平均容重為0.45～0.55g/cm³，平均孔徑小于0.35mm，吸水率小于3.5％。

(3)本發明所提供的制備工藝簡單、快速、成本低，與傳統的工藝基本相同，容易實現，易于操作。

附圖說明：

圖1為本發明的原料、發泡劑、輔助添加劑及混合料的熱重(TG)分析圖。

圖2為本發明的原料、發泡劑、輔助添加劑及混合料的差示掃描(DSC)分析圖。

圖3為本發明的均勻閉孔泡沫玻璃的掃描電鏡圖片。

圖4為圖3的放大圖。

具體實施方式

本發明用納米莫來石為輔助添加劑，與預處理后的原料、發泡劑共混，經加壓燒制形成閉孔的泡沫玻璃。具體步驟如下：