无机发泡材料的高温制造方法及所制成的无机发泡材料的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种无机发泡材料的高温制造方法及所制成的无机发泡材料。制作方法是藉由混合薄膜晶体管液晶显示器玻璃、钠钙玻璃以及发泡剂，并且依序预成型、加热至适当温度烧结并且退火以制成质轻的无机发泡材料，并且发泡材料具有低吸水率、隔热、隔音与防火的功效。
【专利说明】无机发泡材料的高温制造方法及所制成的无机发泡材料
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种材料的高温制造方法及所制成的材料，特别涉及一无机发泡材料的高温制造方法及所制成的无机发泡材料。
【背景技术】
[0002]随着都市化的发展，人口的居住也越来越集中。为了确保居民居住的安全性，对于建筑的各种要求也越加受到重视。举例而言，为了满足居住者对于居住空间的配置要求，常会加装隔间来变更室内的隔间设计。
[0003]以用于隔间的建材来说，由于发泡棉具有质量轻、价格低、方便使用等优点，因而发泡棉十分受到使用者的欢迎，而常用来作为隔间的建材。
[0004]然而，由于发泡棉或玻璃纤维棉的耐火性不佳，因而一旦发生火灾，就容易形成难以控制的火势，且产生有毒与有害气体。因此，如何设计一种无机发泡材料，以解决现有技术中发泡棉耐火性不佳的问题，就成为设计人员需要解决的问题。
【发明内容】
[0005]鉴于以上的问题，本发明的目的在于提供一种无机发泡材料的高温制造方法及所制成的无机发泡材料，藉以解决现有技术中传统发泡棉耐火性不佳的问题。
[0006]根据上述本发明一实施例所揭露的无机发泡材料的高温制造方法，包含以下步骤。提供一薄膜晶体管液晶显示器玻璃。提供一钠钙玻璃。提供一发泡剂。混合薄膜晶体管液晶显示器玻璃、钠钙玻璃与发泡剂后为一玻璃原料。预成型玻璃原料后，加热烧结玻璃原料，加热玻璃原料的温度范围为650°C至1100°C。进行一退火程序。完成无机发泡材料的制备。
[0007]根据上述本发明一实施例所揭露的由无机发泡材料的高温制造方法所制成的无机发泡材料。
[0008]根据上述本发明实施例所揭露的无机发泡材料的高温制造方法及所制成的无机发泡材料，由于使用了薄膜晶体管液晶显示器玻璃与钠钙玻璃，而薄膜晶体管液晶显示器玻璃的重量百分比介于I %至50%之间，并且在将玻璃原料预成型后于650°C至1100°C的温度范围下进行加热，由于薄膜晶体管液晶显示器玻璃与钠钙玻璃之间在预成型后较为致密，具有较佳的烧结条件，而可包覆发泡剂所产生的气体。如此一来，所制成的无机发泡材料具有分布平均及大小均匀的孔洞，因而可使所制成的无机发泡材料的密度降低，并且具有低吸水率、隔热、隔音、防火的功效。藉此，解决了现有技术中，发泡棉耐火性不佳及玻璃纤维棉高温燃烧后会产生有害气体的问题。
[0009]以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为根据本发明一实施例所揭露的无机发泡材料的高温制造方法的流程图。【具体实施方式】
[0011]以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的内容、权利要求范围及附图，任何本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例是进一步详细说明本发明的观点，但非以任何观点限制本发明的范畴。
[0012]首先，请参阅图1，图1为根据本发明一实施例所揭露的无机发泡材料的高温制造方法的流程图。
[0013]首先，提供一薄膜晶体管液晶显示器(thin flm transistor-liquid crystaldisplay, TFT-1XD)玻璃(S101)。薄膜晶体管液晶显示器玻璃例如为液晶显示器中用来作为彩色滤光片与驱动电路承载材料的无碱玻璃基板，其中薄膜晶体管液晶显示器玻璃可以是由废玻璃中所回收的玻璃，藉以再利用所回收的玻璃，但使用废玻璃并非用以限定本发明。
[0014]详细来说，薄膜晶体管液晶显示器玻璃的粒径为80至400网目(mesh)，在部分实施例中，薄膜晶体管液晶显示器玻璃的粒径为200至400网目。使用者可藉由例如研磨机或球磨机来研磨薄膜晶体管液晶显示器玻璃，藉以缩小薄膜晶体管液晶显示器玻璃的粒径为80至400网目。并且，再藉由过筛选设备进行筛选，使所提供的薄膜晶体管液晶显示器玻璃的粒径介于80至400网目之间。藉由筛选所使用的薄膜晶体管液晶显示器玻璃的粒径，而可调控所制成的无机发泡材料的密度。
[0015]接着，提供一钠钙玻璃(soda-lime glass) (S102)。钠钙玻璃的主要成分为Na2O-CaO-SiO2，是玻璃 产品中使用量较大的玻璃，如容器玻璃或平板玻璃。其中，钠钙玻璃可以是由废玻璃中所回收的玻璃，藉以再利用所回收的玻璃，但使用废玻璃并非用以限定本发明。
[0016]在本实施例中，钠钙玻璃的粒径为80至400网目(mesh)，在部分实施例中，钠钙玻璃的粒径为200至400网目。使用者可藉由例如研磨机或球磨机来研磨钠钙玻璃，藉以缩小钠钙玻璃的粒径为80至400网目。并且，再藉由过筛选设备进行筛选，使所提供的钠钙玻璃的粒径介于80至400网目之间。藉由筛选所使用的钠钙玻璃的粒径，而可调控所制成的无机发泡材料的密度。
[0017]须注意的是，在本实施例中，是先提供薄膜晶体管液晶显示器玻璃再提供钠钙玻璃，但提供薄膜晶体管液晶显示器玻璃与提供钠钙玻璃的顺序并非用以限定本发明。也就是说，在本发明其他实施例中，可以先提供钠钙玻璃再提供薄膜晶体管液晶显示器玻璃。
[0018]然后，均匀混合薄膜晶体管液晶显示器玻璃以及钠钙玻璃为一玻璃混合物(S103)。其中，薄膜晶体管液晶显示器玻璃的重量百分比是介于1%至50%之间，而薄膜晶体管液晶显示器玻璃的重量百分比是以薄膜晶体管液晶显示器玻璃与钠钙玻璃的总重为基准。在本实施例中，是以例如球磨机(ball mill)来混合薄膜晶体管液晶显示器玻璃以及钠钙玻璃。藉此，除了可使薄膜晶体管液晶显示器玻璃以及钠钙玻璃混合均匀外，还可藉由球磨机来使薄膜晶体管液晶显示器玻璃以及钠钙玻璃的粒径较为一致、均匀。但用球磨机混合并非用以限定本发明。
[0019]在本实施例及部分其他实施例中，使用球磨机进行混合的混合时间为0.5小时至2小时。在一实施例中，使用球磨机进行混合的时间为I小时。其中，混合时间越长，薄膜晶体管液晶显示器玻璃以及钠钙玻璃的均匀度会越高，且薄膜晶体管液晶显示器玻璃与钠钙玻璃的粒径也可因此而缩小。
[0020]在本实施例中，是先分别提供粒径为80至400网目之间的薄膜晶体管液晶显示器玻璃以及钠钙玻璃，再将薄膜晶体管液晶显示器玻璃以及钠钙玻璃混合。在部分其他实施例中，也可以直接混合薄膜晶体管液晶显示器玻璃以及钠钙玻璃，再藉由球磨机来缩小薄膜晶体管液晶显示器玻璃以及钠钙玻璃的粉体粒径，并且使薄膜晶体管液晶显示器玻璃以及钠钙玻璃混合均匀。
[0021]接着，提供一发泡剂(S104)。发泡剂例如为碳酸盐类(例如:碳酸钙)、碳、石墨粉、硫酸盐类、碳化硅类或者是例如白云石等可在高温下产生气体的材料。发泡剂的重量百分比是介于0.1%至15%之间，而发泡剂的重量百分比是以薄膜晶体管液晶显示器玻璃与钠钙玻璃的总重为基准。详细而言，发泡剂所占的重量百分比越高，由于发泡剂所能产生的气体较多，所制成的无机发泡材料的发泡程度越高，所制成的无机发泡材料的密度也会相对较低。然而，当发泡剂所占的重量百分比过高时，则会因为发泡剂产生过多的气体而容易产生连通玻璃混合物内外的孔洞，进而使得气体容易自玻璃混合物中逸散，因而使得高温下的玻璃混合物无法容纳发泡剂所产生的气体。如此一来，反而会使得所制成的无机发泡材料的密度上升，而造成反效果，导致发泡效果不佳。另一方面，发泡剂所占的重量百分比越低，由于发泡剂所能产生的气体较少，则所制成的无机发泡材料的发泡程度越低，成品密度也会相对较高。使用者可依照其需求调整发泡剂所占的重量百分比，藉以调整所制成的无机发泡材料的发泡程度，进而影响所制成的无机发泡材料的密度。
[0022]然后，混合玻璃混 合物以及发泡剂为一玻璃原料(S105 )。在本实施例中，是以例如球磨机来混合玻璃混合物以及发泡剂，藉此，使玻璃混合物以及发泡剂混合均匀，以利后续的发泡工艺。
[0023]为了使玻璃原料中的玻璃粒子及发泡剂等原料之间较为致密，可再加入一黏着剂于玻璃原料中(S106)。黏着剂例如为水或者有机黏着剂(例如:聚乙酸乙烯酯(polyvinylacetate, PVA))，藉以使玻璃原料初步成型。须注意的是，在玻璃原料中加入黏着剂并非用以限定本发明。在部分其他实施例中，亦可将混合的玻璃原料与发泡剂进行后续的工艺。
[0024]接着，预成型玻璃原料(S107)，使玻璃原料预成型为一坯体。其中，使用者可依据所欲制成的发泡材料形状需求，来预成型此玻璃原料。详细来说，是将玻璃原料放置于例如一工具中，再预成型玻璃原料。如此一来，藉由选择工具的形状，可对应制成不同形状的无机发泡材料。也就是说，工具可提供玻璃原料预成型的功能。其中，使玻璃原料预成型的方式例如为加压成型、挤出成型、或模具非加压成型，但预成型的方式并非用以限制本发明。
[0025]如此一来，藉由预成型玻璃原料，而可拉近未烧结前的玻璃原料中的玻璃各粒子之间的距离，并使得玻璃原料中的玻璃粒子在烧结前更为致密化。
[0026]然后，加热烧结此玻璃原料(S108 )。详细来说，是将预成型后的玻璃原料自工具取出，再进行加热。加热的温度是对应于薄膜晶体管液晶显示器玻璃与钠钙玻璃之间的比例，由于薄膜晶体管液晶显示器玻璃的软化点的温度较钠钙玻璃高，因而当薄膜晶体管液晶显示器玻璃所占的比例较高时，就需要较高的加热烧结温度与持温时间，而当薄膜晶体管液晶显示器玻璃所占的比例较低时，其加热烧结温度则较低。
[0027]在本实施例及部分其他实施例中，加热的温度为650°C至1100°C之间。如此一来，藉由加热的程序，而可烧结玻璃原料并且使发泡剂进行化学反应或物理反应以产生气体来作为主要的发泡气体。详细而言，玻璃材料会因为高温而软化，而发泡剂会产生气体，因而将温度控制在此范围时，可使玻璃在高温软化并保持有粘滞性。另一方面，发泡剂则会因为温度的提升而进行化学反应或物理反应以产生气体。由于经由预成型处理后玻璃原料形成的坯体较为致密，因而具有足够的结构强度，而可长时间在高温下包覆发泡剂所产生的气体，并且使气体在玻璃原料中的分布较为均匀。如此一来，在进行加热的过程中，玻璃原料中会生成对应于发泡剂产生的气体的气泡孔。
[0028]接着，进行一退火程序(S109)，详细来说，是在加热烧结玻璃原料后立即降低环境温度至适当温度以使玻璃原料退火，例如可将玻璃原料放入退火炉中，藉以消除玻璃材料的内应力，并进而提升所制成的无机发泡材料的结构强度与抗压强度。其中，玻璃原料的退火温度系对应于加热玻璃原料的烧结温度。一般而言，退火初始温度较加热玻璃原料的烧结温度低200至400°C。在一实施例中，退火初始温度较加热玻璃原料的烧结温度低300°C。接着，再将环境温度缓慢降低至室温。
[0029]最后，完成无机发泡材料的制备(S110)。其中，无机发泡材料的主要成份是玻璃，而玻璃具有较高的熔点且不燃烧，因而所制成的无机发泡材料具有很好的耐火性。另一方面，由于制成的无机发泡材料所具有的独立封闭的气泡孔，因而无机发泡材料的密度较低，是介于0.15至1.0克/立方厘米(g/cm3)之间，是属于轻质的材料。此外，由于无机发泡材料中的气泡孔的分布均匀，因而还具有低吸水率、隔热、隔音、防火的功效。在一实施例中，所制成的无机发泡材料的密度为0.25克/立方厘米，其吸水率小于3%，隔热效果小于0.1瓦/(公尺X绝对温度)(W/(mXK))，且完全不燃烧。因此，所制成的无机发泡材料在低吸水率、隔热、防火等方面确实具有良好的功效。
[0030]由于本发明实施例所揭露的无机发泡材料具有轻质、低吸水率、隔热、隔音、防火等功效，因而可用于生 活中的多个层面来使用。举例来说，可将本发明的无机发泡材料做为一般建筑物的建材，例如可取代一般的隔音泡棉以作为隔音隔热建材。此外，本发明的无机发泡材料亦可做为一般电子产品的外壳，或者是缓冲泡棉。
[0031]根据上述本发明实施例所揭露的无机发泡材料的高温制造方法及所制成的无机发泡材料，由于使用了薄膜晶体管液晶显示器玻璃与钠钙玻璃，而薄膜晶体管液晶显示器玻璃的重量百分比介于1%至50%之间，并且在将玻璃原料预成型后依不同液晶显示器玻璃添加量在650°C至1100°C的温度下进行加热，由于薄膜晶体管液晶显示器玻璃与钠钙玻璃之间在预成型后较为致密，因而具有较佳的发泡特性，而可包覆发泡剂所产生的气体。如此一来，所制成的无机发泡材料具有封闭独立及均匀的孔洞，因而密度低，并且具有低吸水率、隔热、隔音、防火的功效。藉此，解决了现有技术中，发泡棉耐火性不佳及玻璃纤维棉高温燃烧后会产生有害气体的问题。
[0032]此外，由于可利用废弃的回收玻璃来制造发泡玻璃，因而提供了一种再利用废玻璃的完美解决方案。如此一来，除了可达到废玻璃的减量，还可提供资源再利用的方法。藉此，以达到环境保护的功效。
[0033]当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种无机发泡材料的高温制造方法，其特征在于，包含: 提供一薄膜晶体管液晶显示器玻璃； 提供一钠钙玻璃； 提供一发泡剂； 混合该薄膜晶体管液晶显示器玻璃、该钠钙玻璃与该发泡剂为一玻璃原料； 预成型该玻璃原料； 加热烧结该玻璃原料，该加热烧结该玻璃原料的温度范围为650°C至1100°C ； 进行一退火程序；以及 完成该无机发泡材料的制备。
2.根据权利要求1所述的无机发泡材料的高温制造方法，其特征在于，该薄膜晶体管液晶显示器玻璃的重量百分比介于1%至50%，该薄膜晶体管液晶显示器玻璃的重量百分比是以该薄膜晶体管液晶显示器玻璃与该钠钙玻璃的总重为基准。
3.根据权利要求1所述的无机发泡材料的高温制造方法，其特征在于，该薄膜晶体管液晶显示器玻璃的粒径为80至400网目。
4.根据权利要求1所述的无机发泡材料的高温制造方法，其特征在于，该钠钙玻璃的粒径为80至400网目。
5.根据权利要求1所述的无机发泡材料的高温制造方法，其特征在于，于该预成型该玻璃原料的步骤前另包括: 混合一黏着剂于该玻璃原料。
6.根据权利要求1所述的无机发泡材料的高温制造方法，其特征在于，该提供一玻璃原料的步骤包括: 混合该薄膜晶体管液晶显示器玻璃与该钠钙玻璃为一玻璃混合物；以及 混合该玻璃混合物与该发泡剂。
7.根据权利要求6所述的无机发泡材料的高温制造方法，其特征在于，该提供一玻璃原料的步骤是以一球磨机混合该玻璃混合物与该发泡剂。
8.—种如权利要求1所述的无机发泡材料的高温制造方法所制成的无机发泡材料。
9.根据权利要求8所述的无机发泡材料，其特征在于，该无机发泡材料的密度介于0.15克/立方厘米至1.0克/立方厘米。
【文档编号】C03B19/08GK104003606SQ201310056500
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2013年2月22日 优先权日:2013年2月22日
【发明者】吴庭安 申请人:春池玻璃实业有限公司, 吴庭安