一种高强度泡沫玻璃的配方及制备工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种高强度玻璃配方，按照重量份数由如下原料组成：镍矿渣60?70份、灰煤渣30?50份、石灰石13?15份、氧化锰12?14份、氧化钾8?10份、硝酸银5?7份、硝酸钾3?5份、羟基苯酮3?9份，氧化钡6?10份、高锰酸钾5?9份、氧化镁4?9份、乙二胺四乙酸二钠7?11份、十水硼砂3?6份、氯化钾1?5份、重铬酸钾2?4份、碳酸锆铵5?9份、石英砂3?6份、钴粉2?5份、三氧化二铝5?7份、氧化铯1?3份、氧化钨1?2分、氧化铍2?4分、三氧化二铁4?6份、氧化锂1?2份。
【专利说明】
一种高强度泡沬玻璃的配方及制备工艺
技术领域
[0001 ]本发明涉及高强度玻璃制备工艺领域，具体涉及一种高强度泡沫玻璃的配方及制备工艺。【背景技术】
[0002]在过去数十年里，世界上已经发生了多次恐怖分子对一些国家政府建筑物的袭击事件，这一切进一步强调了迫切需要开发和制造能够承受汽车炸弹爆炸和其它类似恐怖袭击所产生冲击波的建筑材料。
[0003]微晶泡沫玻璃是一种性能优良的隔热、吸声、防潮、防火、轻质高强的新型环保建筑材料，具有机械强度高、导热系数小、热工性能稳定、不燃烧、不变形、使用寿命长、工作温度范围宽、耐蚀性强、无放射性、易加工等优点，同时解决了泡沫玻璃机械强度不高和微晶玻璃造价过高的问题。
【发明内容】
[0004]针对以上问题，本发明提供了一种高强度泡沫玻璃的配方及制备工艺，以废阴极射线管颈玻璃和氧化铅为主要原料，加入一定量的碳化硅、三氧化二铁、氧化铋，采用烧结法制备出可以吸收冲击波的高密度泡沫玻璃，具有优良的物理性能，可以有效解决【背景技术】中的问题。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:一种高强度泡沫玻璃的配方，按照重量份数由如下原料组成:废阴极射线管颈玻璃58-80份、氧化铅5-25份、氟化铅3-5份、碳化硅3-5份、三氧化二铁 3-5份、氧化铋3-5份、发泡剂1-2份、发泡促进剂1-3份、增强纤维2-3份、工业酒精8-10份、五水硼砂15-20份、纯碱10-15份、磷酸二氢铵8-12份、碳酸钙8-13份、氧化锌1-3份、氧化铝粉 1-3 份。
[0006]根据上述技术方案，所述发泡剂选择碳酸钙。
[0007]根据上述技术方案，所述发泡促进剂选择焦磷酸钾。
[0008]根据上述技术方案，所述增强纤维选择玻璃纤维。
[0009]根据上述技术方案，所述工业酒精的纯度为96%。
[0010]另外本发明还设计了一种高强度泡沫玻璃的制备工艺，包括如下步骤:(1)将阴极射线管颈玻璃粉碎，经洗涤烘干后球磨；(2)按配方进行配料，将配好的原料放入球磨罐中磨15min后，过100目筛形成配合料；(3)将配合料在lOMPa的压力下进行干压成型；(4)将压制的试样放入马弗炉，调节温度，加工得到成品。
[0011]根据上述技术方案，所述步骤(1)中，球磨后过200目筛。
[0012]根据上述技术方案，所述步骤(4)中，温度的调节分为四段，升温阶段、发泡保温阶段、退火保温阶段和缓慢退火阶段。
[0013]根据上述技术方案，所述升温阶段的温度从20°C升至700°C，升温平均速率为8°C/ min;所述发泡保温阶段的温度保持在700°C不便;所述退火保温阶段的温度先降至640°C， 再保持20min;所述缓慢退火阶段的温度从640°C降至30°C，降温平均速率为4°C/min。[〇〇14]本发明的有益效果:本发明以废阴极射线管颈玻璃和氧化铅为主要原料，加入一定量的碳化硅、三氧化二铁、氧化铋，采用烧结法制备出可以吸收冲击波的高密度泡沫玻璃，具有优良的物理性能。【附图说明】
[0015]图1为本发明发泡保温时间与泡径的关系曲线图。
[0016]图2为本发明不同PbO加入量与发泡温度的关系曲线图。[〇〇17]图3为本发明PbO与密度的关系曲线图。[〇〇18]图4为本发明PbO加入量与高密度泡沫玻璃力学性能的关系曲线图。【具体实施方式】
[0019]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0020]实施例1:一种高强度泡沫玻璃的配方，按照重量份数由如下原料组成:废阴极射线管颈玻璃58份、氧化铅5份、氟化铅3份、碳化硅3份、三氧化二铁3份、氧化铋 3份、发泡剂1份、发泡促进剂1份、增强纤维2份、工业酒精8份、五水硼砂15份、纯碱10份、磷酸二氢铵8份、碳酸钙8份、氧化锌1份、氧化铝粉1份。[0021 ]所述发泡剂选择碳酸钙;所述发泡促进剂选择焦磷酸钾;所述增强纤维选择玻璃纤维;所述工业酒精的纯度为96%。[〇〇22] 其制备工艺，包括如下步骤:(1)将阴极射线管颈玻璃粉碎，经洗涤烘干后球磨，球磨后过200目筛；(2)按配方进行配料，将配好的原料放入球磨罐中磨15min后，过100目筛形成配合料；(3)将配合料在lOMPa的压力下进行干压成型；(4)将压制的试样放入马弗炉，调节温度，加工得到成品，温度的调节分为四段，升温阶段、发泡保温阶段、退火保温阶段和缓慢退火阶段;升温阶段的温度从20°C升至700°C，升温平均速率为8°C/min;发泡保温阶段的温度保持在700°C不便;退火保温阶段的温度先降至 640°C，再保持20min;缓慢退火阶段的温度从640°C降至30°C，降温平均速率为4°C/min。 [〇〇23] 实施例2:一种高强度泡沫玻璃的配方，按照重量份数由如下原料组成:废阴极射线管颈玻璃65份、氧化铅15份、氟化铅4份、碳化硅4份、三氧化二铁4份、氧化铋4份、发泡剂1.5份、发泡促进剂2份、增强纤维2.5份、工业酒精9份、五水硼砂17份、纯碱12 份、磷酸二氢铵1 〇份、碳酸钙1 〇份、氧化锌2份、氧化铝粉2份。
[0024]所述发泡剂选择碳酸钙;所述发泡促进剂选择焦磷酸钾;所述增强纤维选择玻璃纤维;所述工业酒精的纯度为96%。
[0025] 其制备工艺，包括如下步骤:(1)将阴极射线管颈玻璃粉碎，经洗涤烘干后球磨，球磨后过200目筛；(2)按配方进行配料，将配好的原料放入球磨罐中磨15min后，过100目筛形成配合料；(3)将配合料在lOMPa的压力下进行干压成型；(4)将压制的试样放入马弗炉，调节温度，加工得到成品，温度的调节分为四段，升温阶段、发泡保温阶段、退火保温阶段和缓慢退火阶段;升温阶段的温度从20°C升至700°C，升温平均速率为8°C/min;发泡保温阶段的温度保持在700°C不便;退火保温阶段的温度先降至 640°C，再保持20min;缓慢退火阶段的温度从640°C降至30°C，降温平均速率为4°C/min。 [〇〇26] 实施例3:一种高强度泡沫玻璃的配方，按照重量份数由如下原料组成:废阴极射线管颈玻璃80份、氧化铅25份、氟化铅5份、碳化硅5份、三氧化二铁5份、氧化铋5份、发泡剂2份、发泡促进剂3份、增强纤维3份、工业酒精10份、五水硼砂20份、纯碱15份、 磷酸二氢铵12份、碳酸钙13份、氧化锌3份、氧化铝粉3份。
[0027]所述发泡剂选择碳酸钙;所述发泡促进剂选择焦磷酸钾;所述增强纤维选择玻璃纤维;所述工业酒精的纯度为96%。[〇〇28] 其制备工艺，包括如下步骤:(1)将阴极射线管颈玻璃粉碎，经洗涤烘干后球磨，球磨后过200目筛；(2)按配方进行配料，将配好的原料放入球磨罐中磨15min后，过100目筛形成配合料；(3)将配合料在lOMPa的压力下进行干压成型；(4)将压制的试样放入马弗炉，调节温度，加工得到成品，温度的调节分为四段，升温阶段、发泡保温阶段、退火保温阶段和缓慢退火阶段;升温阶段的温度从20°C升至700°C，升温平均速率为8°C/min;发泡保温阶段的温度保持在700°C不便;退火保温阶段的温度先降至 640°C，再保持20min;缓慢退火阶段的温度从640°C降至30°C，降温平均速率为4°C/min。
[0029]通过以下测试方法研究了发泡保温时间、PbO含量等对高密度泡沫玻璃性能的影响。
[0030](1)发泡保温时间对泡径的影响(如图1所示)在发泡温度一定的条件下，保温时间对试样泡径有明显的影响，随保温时间的延长，泡径逐渐增大。其中，保温lOmin时，泡径在0.35mm左右，且存在大量0.1mm的小气孔，试样密度大。保温时间在20?30min时，泡径在1?2mm;保温40?50min时，泡径大于3mm，且密度比保温20?30min的小。另外，从锯开的截面可以清楚地看到，当保温40?50min时，试样底部有个别大气孔，而试样上部的气孔较小。
[0031]这是因为，在一般情况下，气体的热膨胀系数比固体的大，同时，试样底部温度较表面高，气孔长大速度较快，随着气孔的长大，试样的导热性能越来越差，试样上部与下部的温差也越大，所以试样下部会产生个别大气孔。[〇〇32](2)Pb0对发泡温度的影响(如图2所示)PbO是一种密度较大的金属氧化物，室温下其密度为9.375g/cm3，且形成玻璃的温度较低。试样中加入5%?30%的PbO后，发泡温度出现了不同程度的变化。[〇〇33]由图2可以看出，试样的发泡温度随PbO加入量的增加而逐渐降低。当加入30%的 PbO时，发泡温度降至800 °C。这是因为室温下，PbO的熔点为886 °C，沸点为1470 °C ;同时，试样中加入了 PbF2、Bi2〇3等熔点较低的物质，在高温下易与PbO形成低共熔物，且随加入量的增加，形成低共熔物的量越多，因而发泡温度也越低。[〇〇34](3)Pb0对密度的影响(如图3所示)高密度的多孔材料有利于充分吸收爆炸时产生的冲击波。试验中通过在试样中加入一定量密度较高的PbO制备出了高密度的泡沫玻璃。图3为加入PbO与试样密度的关系曲线(密度在试样平均泡径为1mm时测量)。[〇〇35]由图3可以看出，试样的密度随PbO加入量的增加逐渐增大，且加入量越多，增大幅度越大。这是因为当试样质量一定时，PbO的用量增加，废玻璃的用量将减少，而PbO的密度远大于废玻璃的密度，因此，试样密度随PbO加入量的增加而大幅度提高。当PbO加入量为 30 %时，试样的密度为2 ? 47g/cm3 〇 [〇〇36] (4)PbO对力学性能的影响(如图4所示)吸收破坏性冲击波的材料，不但要有高的密度，高的气孔率，而且必须具有良好的力学性能。图4为PbO加入量与试样抗折和抗压强度的关系曲线。
[0037]由图4可以看出，高密度泡沫玻璃的抗折和抗压强度随PbO用量增加逐渐增大。这是由于试样在发泡过程中产生了大量高强度的晶体，且随PbO用量增加产生晶体的量也增加致。
[0038]基于上述，本发明的优点在于，本发明采用真空平板玻璃作为原料，通过夹胶工艺，制成夹胶真空平板玻璃，并添加夹胶玻璃胶片，对无机玻璃有很强的粘结力，具有坚韧、 透明、耐温、耐寒、粘结强度大、断裂伸长率高、耐湿性好等特性，该工艺生产效率得到大大的提高，铲平性能优良，生产工艺操作方便，成本较低。
[0039]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种高强度泡沫玻璃的配方，其特征在于，按照重量份数由如下原料组成:废阴极射线管颈玻璃58-80份、氧化铅5-25份、氟化铅3-5份、碳化硅3-5份、三氧化二铁 3-5份、氧化铋3-5份、发泡剂1-2份、发泡促进剂1-3份、增强纤维2-3份、工业酒精8-10份、五 水硼砂15-20份、纯碱10-15份、磷酸二氢铵8-12份、碳酸钙8-13份、氧化锌1-3份、氧化铝粉 1-3 份。2.根据权利要求1所述的一种高强度泡沫玻璃的配方，其特征在于，所述发泡剂选择碳酸钙。3.根据权利要求1所述的一种高强度泡沫玻璃的配方，其特征在于，所述发泡促进剂选择焦磷酸钾。4.根据权利要求1所述的一种高强度泡沫玻璃的配方，其特征在于，所述增强纤维选择 玻璃纤维。5.根据权利要求1所述的一种高强度泡沫玻璃的配方，其特征在于，所述工业酒精的纯 度为96%。6.—种高强度泡沫玻璃的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤:(1)将阴极射线管颈玻璃粉碎，经洗涤烘干后球磨；(2)按配方进行配料，将配好的原料放入球磨罐中磨15min后，过100目筛形成配合料；(3)将配合料在lOMPa的压力下进行干压成型；(4)将压制的试样放入马弗炉，调节温度，加工得到成品。7.根据权利要求6所述的一种高强度泡沫玻璃的制备工艺，其特征在于，所述步骤(1) 中，球磨后过200目筛。8.根据权利要求6所述的一种高强度泡沫玻璃的制备工艺，其特征在于，所述步骤(4) 中，温度的调节分为四段，升温阶段、发泡保温阶段、退火保温阶段和缓慢退火阶段。9.根据权利要求6所述的一种高强度泡沫玻璃的制备工艺，其特征在于，所述升温阶段 的温度从20°C升至700°C，升温平均速率为8°C/min;所述发泡保温阶段的温度保持在700°C 不便;所述退火保温阶段的温度先降至640°C，再保持20min;所述缓慢退火阶段的温度从 640°C降至30°C，降温平均速率为4°C/min。
【文档编号】C03C11/00GK106007388SQ201610312996
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月11日
【发明人】何嘉铧
【申请人】何嘉铧