[發明專利]一種以廢玻璃為原料制備微米級氣孔結構可調控的泡沫玻璃的制備方法

有效

• 申請號: 201710334878.2
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN107162391B
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 楊金龍;霍文龍;陳雨谷;魯毓鉅;張在娟;閆姝;席小慶;王亞利
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C03B19/08
• 分類號: C03B19/08;C03C6/02
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 曹治麗

本發明公開了一種以廢玻璃為原料制備微米級氣孔結構可調控的泡沫玻璃的方法，屬于廢玻璃的回收利用技術領域。本發明方法通過用機械攪拌機對加入表面活性劑的玻璃粉漿料進行機械剪切發泡的方式引入氣泡。本發明方法可獲得孔徑20～200μm的輕質泡沫玻璃，通過調節漿料固相含量可以實現對孔徑大小和容重的有效調節。本方法既可以制備開孔結構的泡沫玻璃也可以制備閉孔結構的泡沫玻璃。進一步的，通過調節燒結溫度，可以制備具有二級開孔結構的泡沫玻璃。

技術領域

本發明涉及廢玻璃的回收利用領域，具體涉及一種以廢玻璃為原料制備微米級氣孔結構可調控的泡沫玻璃的方法。

背景技術

泡沫玻璃又稱為多孔玻璃，其內部充滿無數開口或閉口的小氣孔，是一種新型無機材料。泡沫玻璃具有輕質、耐腐蝕、比表面積大、耐火阻燃、保溫新能良好等特點，因此應用廣泛。可以應用于過濾吸附、催化劑載體以及建筑圍護結構的保溫隔熱材料。泡沫玻璃以廢玻璃為原料研磨成粉，有效的提高了廢物回收利用率，成本低廉，因此泡沫玻璃的制備具有顯著的經濟效益和社會效益。目前泡沫玻璃大多采用加入高溫發泡劑在高溫燒結階段發泡法進行制備，其原理是利用發泡劑在高溫燒結階段產生起源進而形成無數細小的氣孔。

隨著現代工業的飛速發展，我們對泡沫玻璃的性能提出了更高的要求，新的泡沫玻璃制備方法以及具有新性能泡沫玻璃有待研究。目前傳統高溫發泡工藝所制備的泡沫玻璃氣孔大多為肉眼可見的毫米級氣孔，孔徑大小一般為0.5～5mm，而具有幾十微米孔徑的泡沫玻璃及其制備方法很少報道。為此，中國專利文獻CN103553343A公開一種利用廢玻璃制備微孔泡沫玻璃的方法，該方法將廢玻璃粉碎、磨細成玻璃散粉，將玻璃微粉與水、分散劑按一定比例混合球磨，球磨后加入一定量室溫發泡劑并攪拌，制備出高固相含量的穩定泡沫漿科；將泡沫漿料加入離心霧化干燥設備，制成空心微珠坯體，收集微珠坯體，放入高溫爐中加熱、保溫，使微珠坯體發泡、燒結，制備出微孔泡沫玻璃。雖然該方法在不充分發泡的情況下可以獲得微米級的孔徑，但是不充分發泡的泡沫玻璃孔壁很厚，從而導致所制備的泡沫玻璃容重高，氣孔低。此外，該方法所用的空心微球需要離心噴霧干燥環節，在一定程度上增加了工藝的復雜性。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有技術中的低容重和小孔徑之間的矛盾，以及目前方法難以實現對泡沫玻璃結構進行多樣化調節的不足，從而提供一種以廢玻璃為原料制備微米級氣孔結構可調控的泡沫玻璃的方法。

為此，本發明的技術方案如下：

一種以廢玻璃為原料制備微米級氣孔結構可調控的泡沫玻璃的方法，通過用機械攪拌機對加入表面活性劑的玻璃粉漿料進行機械剪切發泡的方式引入氣泡。

所述表面活性劑為倍酸丙酯；或倍酸丙酯和十六烷基硫酸鈉。

所述表面活性劑為倍酸丙酯，含量為漿料總質量的0.25～0.65wt％。

所述表面活性劑為倍酸丙酯和十六烷基硫酸鈉，用量為：倍酸丙酯含量為0.25～0.65wt％，十六烷基硫酸鈉含量為0.03～0.07wt％。

所述方法包括如下步驟：

(1)將廢玻璃研磨并過200目篩子，將過篩的廢玻璃粉加水配制成水基漿料并進行濕磨；

(2)在步驟(1)研磨好的漿料中加入所述表面活性劑，然后將pH調節至6.0～8.5；

(3)用機械攪拌機方式對步驟(2)所得漿料進行機械剪切發泡得到穩定泡沫；

(4)將步驟(3)所制備的穩定泡沫注模和脫模，泡待沫干燥后進行燒結。

所述水基漿料的固相含量為5～40wt％。

所述濕磨的程度為：玻璃粉粒徑磨細至0.3～3.5μm。

將液體泡沫在石膏板或者濾紙上注模，5～60min后脫模。