专利名称：一种全闭孔泡沫玻璃的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种泡沫玻璃的制造方法，特别涉及一种全闭孔泡沫玻璃的制备方法。
背景技术：
泡沫玻璃是利用废弃玻璃、粉煤灰、云母、珍珠岩、浮石粉、火山灰等富含玻璃相的 物质为主要原料，添加发泡剂、改性剂、促进剂等，经细粉碎和均勻混合成配合料，放置在特 定模具中经过750 900°C温度加热，使玻璃软化、发泡、退火形成一种内部充满无数均勻 气泡的多孔玻璃材料。泡沫玻璃具有密度小、强度高、导热系数小等物理性质，其不仅具有玻璃材料本身 固有的永久性、安全性、可靠性、防化学腐蚀性和不受蚁鼠侵害等优点，而且与其它建筑材 料相比，还具有保温隔热、防水防潮、防火、耐酸碱、密度小、机械强度高、吸声等一系列优越 性能。近年来，随着对泡沫玻璃应用方面的进一步研究和开发，发现泡沫玻璃在作为隔 热保温材料时，较大的吸水率大大降低了其优良的隔热保温效果，如何降低隔热保温型泡 沫玻璃的吸水率，提高泡沫玻璃的闭孔气孔率是目前泡沫玻璃作为优良的隔热保温材料亟 需解决的问题。粉煤灰是煤粉经高温燃烧后形成的一种似火山灰质混合材料。它是燃烧煤的发电 厂将煤磨成100微米以下的煤粉，用预热空气喷入炉膛成悬浮状态燃烧，产生混杂有大量 不燃物的高温烟气，经集尘装置捕集就得到了粉煤灰。粉煤灰的主要成分为二氧化硅、三氧 化二铝、三氧化二铁、氧化钙和未燃尽碳。目前，粉煤灰主要用来生产粉煤灰水泥、粉煤灰 砖、粉煤灰硅酸盐砌块、粉煤灰加气混凝土及其他建筑材料，还可用作农业肥料和土壤改良 剂，回收工业原料和作为环境材料。但是，由于中国电能主要是以热电为主，所以每年将产 生大量的粉煤灰，尽管粉煤灰可以用于生产粉煤灰水泥、粉煤灰砖、粉煤灰硅酸盐砌块、粉 煤灰加气混凝土及其他建筑材料，但是使用量依然较小，每年还有大量的粉煤灰没有被回 收利用，占用了大量的农田耕地。CN101597139A公开了一种利用粉煤灰制备泡沫玻璃保温板的方法，将粉煤灰和玻 璃粉分别放入球磨机中干磨并除去粉煤灰中的铁，然后将去除铁后的粉煤灰、干磨过筛后 的玻璃粉和氧化铈干磨形成混合料，将混合料装入钢制模具中制成扁平状坯体；将坯体在 1150 1220°C烧结即得泡沫玻璃保温板。此方法粉煤灰的使用量仅为30 40%，且使用 发泡剂二氧化铈用量大于10 %，成本太高；此外，发泡温度较高，能源消耗大，制备工艺过 程中要对粉煤灰除铁，工艺复杂。方荣利等(方荣利，刘敏，周元林.利用粉煤灰研制泡沫玻璃，新型建筑材料， 2003(6) 38-41)按照质量比粉煤灰玻璃粉=35 55配料形成配合料后，在1000°C 左右发泡制备了泡沫玻璃；张兆艳(张兆艳.粉煤灰泡沫玻璃的性能研究，玻璃与搪瓷， 2001(3) 20-23)按照质量比粉煤灰玻璃粉=(30 38) (70 62)配料形成配合料后，在900°C左右制备了泡沫玻璃；以上方法制备泡沫玻璃所用粉煤灰的用量都低于40%， 尽管可以利用一部分粉煤灰，但是用量依然较小，不能起到大量回收利用粉煤灰的目的，且 该方法生产泡沫玻璃成本较高。CN101132999A公开了一种制备泡沫玻璃颗粒的方法，包括如下步骤在制备罐中 准备包括室温下的水、发泡剂和玻璃粘结剂的含水玻璃粘结剂浆体，浆玻璃粉，优选废旧 玻璃粉，加入到含水玻璃粘结剂浆体中形成潮湿可搅拌的玻璃原料，使形成的玻璃原料均 勻化，将玻璃原料转入搅拌罐中，在2 6小时的搅拌时间内搅拌玻璃原料使玻璃组分至 少部分熔化，在造粒混合器中向玻璃原料中加入更多的玻璃粉以形成粒化生坯，干燥粒化 生坯，以及对粒化生坯进行发泡以形成泡沫玻璃颗粒。该专利中采用造粒方法制备发泡 玻璃颗粒，同时，在制备过程中加入了发泡剂。除此之外，EP0052693B1、EP0484643A1和 EP0678482B1中同样公开了采用造粒方法制备了泡沫玻璃颗粒的方法。这些方法均不适合 制备全封闭气孔的泡沫玻璃。泡沫玻璃是一种性能优越的绝热(保冷)、吸声、防潮、防火的轻质高强建筑材料 和装饰材料，使用温度范围为零下196度到450度，A级不燃与建筑物同寿命，导热系数为 0. 058，透湿系数几乎为0。虽然其他新型隔热材料层出不穷，但是泡沫玻璃以其永久性、安 全性、高可靠性在低热绝缘、防潮工程、吸声等领域占据着越来越重要的地位。它的生产是 废弃固体材料再利用，是保护环境并获得丰厚经济利益的范例。为了使粉煤灰得以充分利 用，本发明利用其作为主要原料生产全封闭气孔泡沫玻璃绝热保温材料。研究发现，泡沫玻 璃中如果开孔气孔率高，将增大泡沫玻璃的吸水率，大大降低泡沫玻璃作为隔热保温材料 的隔热保温效果。目前，所制备的泡沫玻璃闭孔率大普遍较小，所以，高闭孔率的泡沫玻璃 亟待开发。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种全闭孔泡沫玻璃制备方 法。本发明所制备的泡沫玻璃多孔结构完全独立，吸水率低，可作为优良的隔热保温材料。为达到上述目的，本发明采用的制备方法为1)首先，按照质量分数将75 85%的粉煤灰，10 20%的玻璃粉，3 8 %的紫 木节放入球磨机中球磨至可通过200目标准筛，形成配合料；2)其次，将配合料装入盘式造粒机中，另外加入配合料质量10%的雾化蒸馏水， 将配合料制备成粒径为0. 5 2mm的球状颗粒；3)然后，将所制备的球状颗粒均勻的投入耐热模具中，铺料厚度3 5cm ；4)最后，将模具连同球状颗粒移入发泡窑中，按照以下烧成制度烧成干燥阶段， 升温速度为3°C /min,自室温升温至150°C，保温1 2小时；升温发泡阶段，升温速度为 2V /min，升温至1200 1350°C，保温1 2小时；降温冷却阶段，降温速度为3°C /min降 温至室温得全闭孔泡沫玻璃。本发明的玻璃粉为普通平板玻璃、瓶罐玻璃经清洗，烘干，破碎，球磨至200目的 玻璃粉；所述的粉煤灰中SiO2含量大于60% ；所述的耐热模具耐火度高于1400°C，且在1350°C下可以重复使用，使用过程中模具内壁涂刷脱模剂。本发明利用粉煤灰为主要原料，采用造粒方法生产全闭孔泡沫玻璃，粉煤灰使用 量高，不仅变废为宝而且保护了环境。按照本发明的制备方法制得的泡沫玻璃结构强度好、 吸水率低、导热系数小、封闭气孔率高、气孔孔径大小一致、气孔分布均勻可作为优良绝热 保温材料。本发明制备工艺操作过程简单，成本低廉，节能环保，适于工业化生产。
具体实施例方式实施例1，1)首先，按照质量分数将75%的粉煤灰，20%的玻璃粉，5%的紫木节放 入球磨机中球磨至可通过200目标准筛，形成配合料； 所述的粉煤灰中SiO2含量大于60%，玻璃粉为普通平板玻璃、瓶罐玻璃经清洗，烘 干，破碎，球磨至200目的玻璃粉；2)其次，将配合料装入盘式造粒机中，另外加入配合料质量10%的雾化蒸馏水， 将配合料制备成粒径为0. 5 2mm的球状颗粒；3)然后，将所制备的球状颗粒均勻的投入耐热模具中，铺料厚度3cm ；所述的耐 热模具耐火度高于1400°C，且在1350°C下可以重复使用，使用过程中模具内壁涂刷脱模剂4)最后，将模具连同球状颗粒移入发泡窑中，按照以下烧成制度烧成干燥阶段， 升温速度为3°C /min,自室温升温至150°C，保温1小时；升温发泡阶段，升温速度为2°C / min,升温至1200°C，保温2小时；降温冷却阶段，降温速度为3°C /min降温至室温得全闭孔 泡沫玻璃。实施例2，1)首先，按照质量分数将78%的粉煤灰，18%的玻璃粉，4%的紫木节放 入球磨机中球磨至可通过200目标准筛，形成配合料；所述的粉煤灰中SiO2含量大于60 %，玻璃粉为普通平板玻璃、瓶罐玻璃经清洗，烘 干，破碎，球磨至200目的玻璃粉；2)其次，将配合料装入盘式造粒机中，另外加入配合料质量10%的雾化蒸馏水， 将配合料制备成粒径为0. 5 2mm的球状颗粒；3)然后，将所制备的球状颗粒均勻的投入耐热模具中，铺料厚度3cm ；所述的耐 热模具耐火度高于1400°C，且在1350°C下可以重复使用，使用过程中模具内壁涂刷脱模剂4)最后，将模具连同球状颗粒移入发泡窑中，按照以下烧成制度烧成干燥阶段， 升温速度为3°C /min,自室温升温至150°C，保温2小时；升温发泡阶段，升温速度为2°C / min，升温至1250°C，保温1小时；降温冷却阶段，降温速度为3°C /min降温至室温得全闭孔 泡沫玻璃。实施例3，1)首先，按照质量分数将81%的粉煤灰，16%的玻璃粉，3%的紫木节放 入球磨机中球磨至可通过200目标准筛，形成配合料； 所述的粉煤灰中SiO2含量大于60%，玻璃粉为普通平板玻璃、瓶罐玻璃经清洗，烘 干，破碎，球磨至200目的玻璃粉；2)其次，将配合料装入盘式造粒机中，另外加入配合料质量10%的雾化蒸馏水， 将配合料制备成粒径为0. 5 2mm的球状颗粒；3)然后，将所制备的球状颗粒均勻的投入耐热模具中，铺料厚度4cm ；所述的耐 热模具耐火度高于1400°C，且在1350°C下可以重复使用，使用过程中模具内壁涂刷脱模剂
4)最后，将模具连同球状颗粒移入发泡窑中，按照以下烧成制度烧成干燥阶段， 升温速度为3°C /min,自室温升温至150°C，保温1小时；升温发泡阶段，升温速度为2°C / min，升温至1290°C，保温1. 5小时；降温冷却阶段，降温速度为3°C /min降温至室温得全闭 孔泡沫玻璃。实施例4，1)首先，按照质量分数将79%的粉煤灰，13%的玻璃粉8%的紫木节放 入球磨机中球磨至可通过200目标准筛，形成配合料；所述的粉煤灰中SiO2含量大于60 %，玻璃粉为普通平板玻璃、瓶罐玻璃经清洗，烘 干，破碎，球磨至200目的玻璃粉；2)其次，将配合料装入盘式造粒机中，另外加入配合料质量10%的雾化蒸馏水， 将配合料制备成粒径为0. 5 2mm的球状颗粒；3)然后，将所制备的球状颗粒均勻的投入耐热模具中，铺料厚度4cm ；所述的耐 热模具耐火度高于1400°C，且在1350°C下可以重复使用，使用过程中模具内壁涂刷脱模剂4)最后，将模具连同球状颗粒移入发泡窑中，按照以下烧成制度烧成干燥阶段， 升温速度为3°C /min,自室温升温至150°C，保温1小时；升温发泡阶段，升温速度为2°C / min，升温至1320°C，保温1小时；降温冷却阶段，降温速度为3°C /min降温至室温得全闭孔 泡沫玻璃。实施例5，1)首先，按照质量分数将83%的粉煤灰，12%的玻璃粉，5%的紫木节放 入球磨机中球磨至可通过200目标准筛，形成配合料； 所述的粉煤灰中SiO2含量大于60%，玻璃粉为普通平板玻璃、瓶罐玻璃经清洗，烘 干，破碎，球磨至200目的玻璃粉；2)其次，将配合料装入盘式造粒机中，另外加入配合料质量10%的雾化蒸馏水， 将配合料制备成粒径为0. 5 2mm的球状颗粒；3)然后，将所制备的球状颗粒均勻的投入耐热模具中，铺料厚度35cm ；所述的耐 热模具耐火度高于1400°C，且在1350°C下可以重复使用，使用过程中模具内壁涂刷脱模剂4)最后，将模具连同球状颗粒移入发泡窑中，按照以下烧成制度烧成干燥阶段， 升温速度为3°C /min,自室温升温至150°C，保温2小时；升温发泡阶段，升温速度为2°C / min,升温至1320°C，保温2小时；降温冷却阶段，降温速度为3°C /min降温至室温得全闭孔 泡沫玻璃。实施例6，1)首先，按照质量分数将85%的粉煤灰，10%的玻璃粉，5%的紫木节放 入球磨机中球磨至可通过200目标准筛，形成配合料；所述的粉煤灰中SiO2含量大于60%，玻璃粉为普通平板玻璃、瓶罐玻璃经清洗，烘 干，破碎，球磨至200目的玻璃粉；2)其次，将配合料装入盘式造粒机中，另外加入配合料质量10%的雾化蒸馏水， 将配合料制备成粒径为0. 5 2mm的球状颗粒；3)然后，将所制备的球状颗粒均勻的投入耐热模具中，铺料厚度5cm ；所述的耐 热模具耐火度高于1400°C，且在1350°C下可以重复使用，使用过程中模具内壁涂刷脱模剂4)最后，将模具连同球状颗粒移入发泡窑中，按照以下烧成制度烧成干燥阶段， 升温速度为3°C /min,自室温升温至150°C，保温2小时；升温发泡阶段，升温速度为2°C / min,升温至1350°C，保温2小时；降温冷却阶段，降温速度为3°C /min降温至室温得全闭孔泡沫玻璃。 本发明利用粉煤灰为主要原料生产泡沫玻璃，粉煤灰使用量高，不仅变废为宝而 且保护了环境，按照本发明的制备方法制得的泡沫玻璃结构强度好、吸水率低、导热系数 小、比重小。本发明制备工艺操作过程简单，熔制温度低，成本低廉，节能环保，适于工业化 生产。所制备的高掺量粉煤灰泡沫玻璃可以作为绝缘材料用于保温幕墙、砖墙、混凝土墙、 保温地砖、楼层板、屋顶的天花板和地板以及保温屋顶；用于冷藏设备、船舶、冷藏车和等温 车厢的绝热；也可以用于温度不超过300°C的热力设备的绝缘。
权利要求
1.一种全闭孔泡沫玻璃的制备方法，其特征在于1)首先，按照质量分数将75 85%的粉煤灰，10 20%的玻璃粉，3 8%的紫木节 放入球磨机中球磨至可通过200目标准筛，形成配合料；2)其次，将配合料装入盘式造粒机中，另外加入配合料质量10%的雾化蒸馏水，将配 合料制备成粒径为0. 5 2mm的球状颗粒；3)然后，将所制备的球状颗粒均勻的投入耐热模具中，铺料厚度3 5cm；4)最后，将模具连同球状颗粒移入发泡窑中，按照以下烧成制度烧成干燥阶段，升温 速度为3°C /min,自室温升温至150°C，保温1 2小时；升温发泡阶段，升温速度为2°C / min，升温至1200 1350°C，保温1 2小时；降温冷却阶段，降温速度为3°C /min降温至 室温得全闭孔泡沫玻璃。
2.根据权利要求1所述的全闭孔泡沫玻璃的制备方法，其特征在于所述的玻璃粉为 普通平板玻璃、瓶罐玻璃经清洗，烘干，破碎，球磨至200目的玻璃粉。
3.根据权利要求1所述的全闭孔泡沫玻璃的制备方法，其特征在于所述的粉煤灰中 SiO2含量大于60%。
4.根据权利要求1所述的全闭孔泡沫玻璃的制备方法，其特征在于所述的耐热模具 耐火度高于1400°C，且在1350°C下可以重复使用，使用过程中模具内壁涂刷脱模剂。
全文摘要
一种全闭孔泡沫玻璃的制备方法，首先，将粉煤灰，玻璃粉，紫木节放入球磨机中球磨至可通过200目标准筛，形成配合料；其次，将配合料及雾化蒸馏水装入盘式造粒机中制备球状颗粒；将所制备的球状颗粒均匀的投入耐热模具中；最后，将模具连同球状颗粒移入发泡窑中烧制得全闭孔泡沫玻璃。本发明利用粉煤灰为主要原料，采用造粒方法生产全闭孔泡沫玻璃，粉煤灰使用量高，不仅变废为宝而且保护了环境。按照本发明的制备方法制得的泡沫玻璃结构强度好、吸水率低、导热系数小、封闭气孔率高、气孔孔径大小一致、气孔分布均匀可作为优良绝热保温材料。本发明制备工艺操作过程简单，成本低廉，节能环保，适于工业化生产。
文档编号C03C11/00GK102001831SQ20101054990
公开日2011年4月6日 申请日期2010年11月18日 优先权日2010年11月18日
发明者刘新年, 周小华, 李文福, 盖言成, 谭树英, 郭宏伟, 高档妮 申请人:陕西科技大学