专利名称：一种泡沫玻璃颗粒的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种泡沫玻璃的制造方法，特别涉及一种泡沫玻璃颗粒的制备方法。
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。颗粒状泡沫玻璃是由泡沫玻璃发展而来的一种新型环保保温材料(陈晖，许金 余.新型保温材料-TECHNOpor玻璃泡沫玻璃颗粒[J].新型建筑材料，2007 (9) :53)，其用 途相当广泛。可用于墙壁、屋顶、游泳池的底部、停车库房的地基合停车场的顶棚；用于正在 修建或改造中的建筑物；用于斜坡加固，坡度可达45°，同时可以美化景观；用于车行道和 人行道；用于低耗能的住宅建筑和有环保要求的建筑物。日本化学成品工业(株)特公昭63-65617推出了一种制造玻璃发泡粒的方法，工 艺中包括玻璃粉末和无机发泡剂被粘结剂固结造粒，造粒后整粒，涂防粘剂，在旋转窑中烧 成发泡，这种玻璃发泡粒，主要用作隔热材料、骨架及吸音材料。过去常用盘型造粒机造粒， 缺点是粒径分布广，需筛选，而且粒子之间粘结，特开昭53-1402424提出将玻璃-发泡剂混 合粉体制成面条状，然后烧面发泡玻璃粒子的方法。但这种方法不能获得粒度均勻的粒子。 而且面条状半成品易碎，易粘连，烧成时容易粘炉壁。CN10774764A公开了一种具有大量孔洞的玻璃块体，颜色为白色，孔洞尺寸为 0.5 2mm，分布均勻。通过泡沫塑料颗粒添加量的调节，孔洞之间相互连通。该玻璃原材 料为废弃玻璃碎片磨制成的粉末，在其中混入泡沫塑料颗粒。通过热处理烧结过程，占位体 分解形成孔洞，玻璃粉末烧结成多孔块体。这些孔洞增加了玻璃的表面积，降低了块体的表 观密度，而且提高了吸音和隔热能力。但是此方法不能用于制备颗粒状泡沫玻璃。孙科，等(孙科，曾幕，王涛，六钟海.快速搅拌制粒机中制备宏孔性多孔玻璃颗粒 [J].硅酸盐通报，2006，25 (4) 172-175)考察了在快速搅拌制粒机中加水量、造粒时间、搅 拌方式对宏孔性玻璃颗粒造粒过程的影响，研究了烧结温度对颗粒强度与孔隙率的影响。 这种方法所制备的泡沫玻璃颗粒密度较大，且颗粒表面开孔率高，同时，采用搅拌制粒方法 所制备的颗粒粒度分布较广。近年来，随着对颗粒状泡沫玻璃应用方面的进一步研究和开发，发现颗粒状泡沫 玻璃在作为隔热保温材料时，较广的颗粒分布范围极大地限制了其作为优良保温隔热材料 和填充材料的使用效果，如何制备出颗粒度分布窄，制备工艺简单，性能优良的泡沫玻璃颗粒成为泡沫玻璃颗粒生产中亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种采用模板法制备泡沫玻 璃颗粒的方法。本发明所制备的泡沫玻璃颗粒，颗粒度大小一致，密度小，强度高，导热系数 小，可作为优良的建筑保温隔热材料和填充材料。为达到上述目的，本发明采用的制备方法为第一步配合料的制备首先，将收集到的各种碎玻璃清洗、烘干、破碎、球磨至 200目形成玻璃粉；其次，按照质量分数将94 %的玻璃粉，3 %的硝酸钠，1 %的二氧化锰， 1 %的三氧化二铁，1 %的硅酸钠放入混料机中混合至均勻度大于98%的混合料；然后，向 混料机中喷入混合料5%的雾化水，再混料30分钟后形成制备泡沫玻璃颗粒的配合料；第二步颗粒装发泡模板的制备首先，将发泡模板表面打磨平整；其次，在平整 的打磨面上均勻的钻出若干个直径为2 5mm，深2 4mm的圆柱凹槽，并将发泡模板及圆 柱凹槽清理干净；然后，将粒度为400目的氧化铝水磨浆料均勻的喷涂在发泡模板表面及 圆柱凹槽表层，自然凉干后即制成颗粒状发泡模板；第三步泡沫玻璃颗粒的制备首先，将配合料均勻的注入颗粒状发泡模板的圆 柱凹槽中，装料高度与颗粒状发泡模板相平；然后，将颗粒状发泡模板推入辊道窑中，按照 以下制度进行烧成以2°C /min的升温速度，从室温升温至600°C，保温20 30min，然后 以5°C /min的升温速度升温至760°C，保温10 30min，然后以1°C /min的降温速率降温 至室温，从颗粒状发泡模板中将试样倒出即得泡沫玻璃颗粒。本发明的碎玻璃采用普通平板玻璃、瓶罐玻璃；发泡模板采用氧化铝、硅线石、碳化硅或莫来石耐火材料制成；发泡模板内壁喷涂的400目的氧化铝水磨浆料是将质量分数为95%的氧化铝和 5%高岭土外加水后经球磨后过400目标准筛制备而成，喷涂厚度小于0. 5mm。本发明利用模板法生产泡沫玻璃颗粒，所制备的泡沫玻璃颗粒尺寸分布窄，粒度 均勻，生产效率高。按照本发明的制备方法制得的泡沫玻璃颗粒结构强度好、吸水率低、导 热系数小、封闭气孔率高，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，适于工业化批量生产。
图1是本发明制备泡沫玻璃颗粒所用发泡模板示意图。其中1为发泡模板，2为圆 柱凹槽
具体实施例方式实施例1，第一步配合料的制备首先，将收集到的各种碎玻璃清洗、烘干、破碎、 球磨至200目形成玻璃粉；其次，按照质量分数将94%的玻璃粉，3 %的硝酸钠，1 %的二氧 化锰，1 %的三氧化二铁，1 %的硅酸钠放入混料机中混合至均勻度大于98%的混合料；然 后，向混料机中喷入混合料5%的雾化水，再混料30分钟后形成制备泡沫玻璃颗粒的配合 料；
第二步参见图1，颗粒装发泡模板的制备首先，将尺寸为600mmX400mmX40mm 的氧化铝制成的发泡模板1表面打磨平整；其次，在平整的打磨面上均勻的钻出若干个直 径为2mm，深2mm的圆柱凹槽2，并将发泡模板1及圆柱凹槽2清理干净；然后，将粒度为400 目的氧化铝水磨浆料均勻的喷涂在发泡模板1表面及圆柱凹槽2表层，自然凉干后即制成 颗粒状发泡模板；所述的400目的氧化铝水磨浆料是将质量分数为95%的氧化铝和5%高岭土外加 水后经球磨后过400目标准筛制备而成，喷涂厚度小于0. 5mm ；第三步泡沫玻璃颗粒的制备首先，将配合料均勻的注入颗粒状发泡模板的圆 柱凹槽2中，装料高度与颗粒状发泡模板相平；然后，将颗粒状发泡模板1推入辊道窑中， 按照以下制度进行烧成以2°C /min的升温速度，从室温升温至600°C，保温20min，然后以 5°C /min的升温速度升温至760°C，保温lOmin，然后以1°C /min的降温速率降温至室温，从 颗粒状发泡模板中将试样倒出即得泡沫玻璃颗粒。实施例2，第一步配合料的制备首先，将收集到的各种碎玻璃清洗、烘干、破碎、 球磨至200目形成玻璃粉；其次，按照质量分数将94%的玻璃粉，3 %的硝酸钠，1 %的二氧 化锰，1 %的三氧化二铁，1 %的硅酸钠放入混料机中混合至均勻度大于98%的混合料；然 后，向混料机中喷入混合料5%的雾化水，再混料30分钟后形成制备泡沫玻璃颗粒的配合 料；第二步颗粒装发泡模板的制备首先，将尺寸为600mmX400mmX40mm的硅线石 制成的发泡模板1表面打磨平整；其次，在平整的打磨面上均勻的钻出若干个直径为3mm， 深2mm的圆柱凹槽2，并将发泡模板1及圆柱凹槽2清理干净；然后，将粒度为400目的氧 化铝水磨浆料均勻的喷涂在发泡模板1表面及圆柱凹槽2表层，自然凉干后即制成颗粒状 发泡模板；所述的400目的氧化铝水磨浆料是将质量分数为95%的氧化铝和5%高岭土外加 水后经球磨后过400目标准筛制备而成，喷涂厚度小于0. 5mm ；第三步泡沫玻璃颗粒的制备首先，将配合料均勻的注入颗粒状发泡模板的圆 柱凹槽2中，装料高度与颗粒状发泡模板相平；然后，将颗粒状发泡模板1推入辊道窑中， 按照以下制度进行烧成以2°C /min的升温速度，从室温升温至600°C，保温22min，然后以 5°C /min的升温速度升温至760°C，保温12min，然后以1°C /min的降温速率降温至室温，从 颗粒状发泡模板中将试样倒出即得泡沫玻璃颗粒。实施例3，第一步配合料的制备首先，将收集到的各种碎玻璃清洗、烘干、破碎、 球磨至200目形成玻璃粉；其次，按照质量分数将94%的玻璃粉，3 %的硝酸钠，1 %的二氧 化锰，1 %的三氧化二铁，1 %的硅酸钠放入混料机中混合至均勻度大于98%的混合料；然 后，向混料机中喷入混合料5%的雾化水，再混料30分钟后形成制备泡沫玻璃颗粒的配合 料；第二步颗粒装发泡模板的制备首先，将尺寸为600mmX400mmX40mm的碳化硅 制成的发泡模板1表面打磨平整；其次，在平整的打磨面上均勻的钻出若干个直径为3mm， 深3mm的圆柱凹槽2，并将发泡模板1及圆柱凹槽2清理干净；然后，将粒度为400目的氧 化铝水磨浆料均勻的喷涂在发泡模板1表面及圆柱凹槽2表层，自然凉干后即制成颗粒状 发泡模板；
所述的400目的氧化铝水磨浆料是将质量分数为95%的氧化铝和5%高岭土外加 水后经球磨后过400目标准筛制备而成，喷涂厚度小于0. 5mm ；第三步泡沫玻璃颗粒的制备首先，将配合料均勻的注入颗粒状发泡模板的圆 柱凹槽2中，装料高度与颗粒状发泡模板相平；然后，将颗粒状发泡模板1推入辊道窑中， 按照以下制度进行烧成以2°C /min的升温速度，从室温升温至600°C，保温25min，然后以 5°C /min的升温速度升温至760°C，保温15min，然后以1°C /min的降温速率降温至室温，从 颗粒状发泡模板中将试样倒出即得泡沫玻璃颗粒。实施例4，第一步配合料的制备首先，将收集到的各种碎玻璃清洗、烘干、破碎、 球磨至200目形成玻璃粉；其次，按照质量分数将94%的玻璃粉，3 %的硝酸钠，1 %的二氧 化锰，1 %的三氧化二铁，1 %的硅酸钠放入混料机中混合至均勻度大于98%的混合料；然 后，向混料机中喷入混合料5%的雾化水，再混料30分钟后形成制备泡沫玻璃颗粒的配合 料；第二步颗粒装发泡模板的制备首先，将尺寸为600mmX400mmX40mm的莫来石 制成的发泡模板1表面打磨平整；其次，在平整的打磨面上均勻的钻出若干个直径为4mm， 深3mm的圆柱凹槽2，并将发泡模板1及圆柱凹槽2清理干净；然后，将粒度为400目的氧 化铝水磨浆料均勻的喷涂在发泡模板1表面及圆柱凹槽2表层，自然凉干后即制成颗粒状 发泡模板；所述的400目的氧化铝水磨浆料是将质量分数为95%的氧化铝和5%高岭土外加 水后经球磨后过400目标准筛制备而成，喷涂厚度小于0. 5mm ；第三步泡沫玻璃颗粒的制备首先，将配合料均勻的注入颗粒状发泡模板的圆 柱凹槽2中，装料高度与颗粒状发泡模板相平；然后，将颗粒状发泡模板1推入辊道窑中， 按照以下制度进行烧成以2°C /min的升温速度，从室温升温至600°C，保温26min，然后以 5°C /min的升温速度升温至760°C，保温20min，然后以1°C /min的降温速率降温至室温，从 颗粒状发泡模板中将试样倒出即得泡沫玻璃颗粒。实施例5，第一步配合料的制备首先，将收集到的各种碎玻璃清洗、烘干、破碎、 球磨至200目形成玻璃粉；其次，按照质量分数将94%的玻璃粉，3 %的硝酸钠，1 %的二氧 化锰，1 %的三氧化二铁，1 %的硅酸钠放入混料机中混合至均勻度大于98%的混合料；然 后，向混料机中喷入混合料5%的雾化水，再混料30分钟后形成制备泡沫玻璃颗粒的配合 料；第二步颗粒装发泡模板的制备首先，将尺寸为600mmX400mmX40mm的氧化铝 制成的发泡模板1表面打磨平整；其次，在平整的打磨面上均勻的钻出若干个直径为5mm， 深3mm的圆柱凹槽2，并将发泡模板1及圆柱凹槽2清理干净；然后，将粒度为400目的氧 化铝水磨浆料均勻的喷涂在发泡模板1表面及圆柱凹槽2表层，自然凉干后即制成颗粒状 发泡模板；所述的400目的氧化铝水磨浆料是将质量分数为95%的氧化铝和5%高岭土外加 水后经球磨后过400目标准筛制备而成，喷涂厚度小于0. 5mm ；第三步泡沫玻璃颗粒的制备首先，将配合料均勻的注入颗粒状发泡模板的圆 柱凹槽2中，装料高度与颗粒状发泡模板相平；然后，将颗粒状发泡模板1推入辊道窑中， 按照以下制度进行烧成以2°C /min的升温速度，从室温升温至600°C，保温28min，然后以5°C /min的升温速度升温至760°C，保温26min，然后以1°C /min的降温速率降温至室温，从 颗粒状发泡模板中将试样倒出即得泡沫玻璃颗粒。实施例6，第一步配合料的制备首先，将收集到的各种碎玻璃清洗、烘干、破碎、 球磨至200目形成玻璃粉；其次，按照质量分数将94%的玻璃粉，3 %的硝酸钠，1 %的二氧 化锰，1 %的三氧化二铁，1 %的硅酸钠放入混料机中混合至均勻度大于98%的混合料；然 后，向混料机中喷入混合料5%的雾化水，再混料30分钟后形成制备泡沫玻璃颗粒的配合 料；第二步颗粒装发泡模板的制备首先，将尺寸为600mmX400mmX40mm的莫来石 制成的发泡模板1表面打磨平整；其次，在平整的打磨面上均勻的钻出若干个直径为3mm， 深4mm的圆柱凹槽2，并将发泡模板1及圆柱凹槽2清理干净；然后，将粒度为400目的氧 化铝水磨浆料均勻的喷涂在发泡模板1表面及圆柱凹槽2表层，自然凉干后即制成颗粒状 发泡模板；所述的400目的氧化铝水磨浆料是将质量分数为95%的氧化铝和5%高岭土外加 水后经球磨后过400目标准筛制备而成，喷涂厚度小于0. 5mm ；第三步泡沫玻璃颗粒的制备首先，将配合料均勻的注入颗粒状发泡模板的圆 柱凹槽2中，装料高度与颗粒状发泡模板相平；然后，将颗粒状发泡模板1推入辊道窑中， 按照以下制度进行烧成以2°C /min的升温速度，从室温升温至600°C，保温30min，然后以 5°C /min的升温速度升温至760°C，保温30min，然后以1°C /min的降温速率降温至室温，从 颗粒状发泡模板中将试样倒出即得泡沫玻璃颗粒。本发明利用模板法生产泡沫玻璃颗粒，所制备的泡沫玻璃颗粒尺寸分布窄，粒度 均勻，生产效率高。按照本发明的制备方法制得的泡沫玻璃颗粒结构强度好、吸水率低、导 热系数小、封闭气孔率高，比重小，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，适于工业化批量生产。所制备的泡沫玻璃颗粒可作为优质的绝缘 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
1.一种泡沫玻璃颗粒的制备方法，其特征在于按以下步骤进行第一步配合料的制备首先，将收集到的各种碎玻璃清洗、烘干、破碎、球磨至200目 形成玻璃粉；其次，按照质量分数将94 %的玻璃粉，3 %的硝酸钠，1 %的二氧化锰，1 %的三 氧化二铁，的硅酸钠放入混料机中混合至均勻度大于98%的混合料；然后，向混料机中 喷入混合料5%的雾化水，再混料30分钟后形成制备泡沫玻璃颗粒的配合料；第二步颗粒装发泡模板的制备首先，将发泡模板(1)表面打磨平整；其次，在平整的 打磨面上均勻的钻出若干个直径为2 5mm，深2 4mm的圆柱凹槽(2)，并将发泡模板(1) 及圆柱凹槽(2)清理干净；然后，将粒度为400目的氧化铝水磨浆料均勻的喷涂在发泡模板 (1)表面及圆柱凹槽(2)表层，自然凉干后即制成颗粒状发泡模板；第三步泡沫玻璃颗粒的制备首先，将配合料均勻的注入颗粒状发泡模板的圆柱凹 槽(2)中，装料高度与颗粒状发泡模板相平；然后，将颗粒状发泡模板(1)推入辊道窑中，按 照以下制度进行烧成以2°C /min的升温速度，从室温升温至600°C，保温20 30min，然 后以5°C /min的升温速度升温至760°C，保温10 30min，然后以1°C /min的降温速率降 温至室温，从颗粒状发泡模板中将试样倒出即得泡沫玻璃颗粒。
2.根据权利要求1所述的泡沫玻璃颗粒的制备方法，其特征在于所述的碎玻璃采用 普通平板玻璃、瓶罐玻璃。
3.根据权利要求1所述的泡沫玻璃颗粒的制备方法，其特征在于所述的发泡模板(1) 采用氧化铝、硅线石、碳化硅或莫来石耐火材料制成。
4.根据权利要求1所述的泡沫玻璃颗粒的制备方法，其特征在于所述的发泡模板内 壁喷涂的400目的氧化铝水磨浆料是将质量分数为95%的氧化铝和5%高岭土外加水后经 球磨后过400目标准筛制备而成，喷涂厚度小于0. 5mm。
全文摘要
一种泡沫玻璃颗粒的制备方法，首先，将玻璃球磨至200目形成玻璃粉，将玻璃粉，硝酸钠，二氧化锰，三氧化二铁和硅酸钠混合制成配合料；将发泡模板表面均匀钻出若干圆柱凹槽，制成颗粒状发泡模板；将配合料均匀的注入颗粒状发泡模板的圆柱凹槽中在辊道窑中烧成后，从颗粒状发泡模板中将试样倒出即得泡沫玻璃颗粒。本发明利用模板法生产泡沫玻璃颗粒，所制备的泡沫玻璃颗粒尺寸分布窄，粒度均匀，生产效率高。按照本发明的制备方法制得的泡沫玻璃颗粒结构强度好、吸水率低、导热系数小、封闭气孔率高，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，适于工业化批量生产。
文档编号C03C11/00GK102001832SQ20101055015
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