一种免烧型地聚合物泡沫玻璃的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种免烧型地聚合物泡沫玻璃的制备方法，先将回收的废玻璃研磨成粉末，然后将100份玻璃粉，30~60份碱激发剂和1~5份发泡剂混合搅拌均匀，倒入模具中，放入60℃养护箱中养护24h后脱膜，继续养护28d即可得到。本制备工艺不需要一般泡沫玻璃制备工艺中所需要的750~900℃高能耗工艺，所以节约能源，低碳环保。并且原材料为废玻璃，固体废物利用率高，不需要消耗其他天然材料，降低了原料成本。本发明由于采用碱激发原理制备出地聚合物的泡沫玻璃，因其内部含有大量无定型的三维立体网状结构，所以这种地聚合物泡沫玻璃拥有良好的力学性能，导热系数低，稳定性好，是一种绿色节能的环保材料。
【专利说明】一种免烧型地聚合物泡沬玻璃的制备方法
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种绝热隔音材料，具体是一种免烧型地聚合物泡沫玻璃的制备方法，其是将废玻璃磨成粉末后利用碱激发方法制成泡沫玻璃的技术。
【背景技术】
[0003]泡沫玻璃是一种综合性能非常优异的绝热隔音材料。它有密度小、导热系数低、吸水率低、耐酸碱腐蚀等优良特性，与其他建材相比具有保温隔热、防水防潮、防火、密度小、机械强度高和吸声等一系列优越性能，广泛应用于工业和民用领域，是21世纪最有发展前途的功能材料之一。
[0004]目前，泡沫玻璃的生产一般采用以珍珠岩、浮石、云母、火山灰等为主要原料，经配料、入模成型、烧成(发泡)、退火、切割成型等工艺过程来制造。但是传统的方法不仅消耗了大量含有玻璃相的天然材料，并且制备工艺中需要烧成工艺需要75(T900°C的高温，能源和矿产资源消耗都很大，不是一种环保的可持续发展的制备工艺。
[0005]废玻璃作为一种常见固体废弃物，现阶段我国的废旧玻璃回收后，一般先添加一些矿物材料高温熔融，再塑型成新的玻璃，这种回收利用方式需要高温能耗非常大，在目前我国能源紧张的形势下，开发出一种新的低碳的环境友好回收利用方式显得尤为重要。
[0006]地聚合物是一类具有无定形三维网状硅氧四面体和铝氧四面体结构的无机聚合物材料，兼具无机材料和有机聚`合物的部分优点。这种材料因其特殊的结构拥有着机械强度高、耐酸、耐高温、防火、耐腐蚀、耐久性强等优异性能。另一方面，由于废玻璃含有一定数量的硅一铝成分，理论上可用作制备地聚合物的原材料。
【发明内容】
[0007]本发明要解决的技术问题是提供一种免烧型地聚合物泡沫玻璃的制备方法，该方法以废陶瓷为原料，不添加其他天然材料，降低了成本，节约了资源，提高了废陶瓷的回收利用率。
[0008]本发明所述的一种免烧型地聚合物泡沫玻璃的制备方法，其包括以下步骤:
1)将普通的废弃玻璃片在球磨机中粉磨20-30分钟，磨细的废玻璃粉末能过100目筛子方可；
2)将废弃玻璃粉100重量份，碱激发剂30-60重量份，发泡剂I飞重量份，加入混凝土搅拌锅中搅拌均匀；
3)将搅拌均匀的浆料倒入模具中，然后放入60±5°C，相对湿度99%的混凝土养护箱中养护,24小时后脱模。然后再放入养护箱养护一定时间即可得到泡沫玻璃。
[0009]步骤2)所述的碱激发剂为硅酸钠、硅酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾溶液中的一种，所述的硅酸钠和硅酸钾的模数在1.0-2.0之间，氢氧化钠和氢氧化钾溶液浓度为5~15mol/L。发泡剂为铝粉或者过氧化氢。
[0010]步骤3)养护一定时间具体是指28天。
[0011]本发明制备工艺主要技术路线为:以废玻璃粉末为主要原料，在碱激发剂的碱激发作用机理下制备成地聚合物浆料，同时引入发泡剂发泡在地聚合物材料内部产生均匀的孔隙。将这种浆料入模成型，在60°C，相对湿度99%的养护箱中养护28天，即可得到强度高、质轻、导热系数低的泡沫玻璃。
[0012]本发明采用碱激发原理为主要制备工艺技术，不需要75(T900°C的高温工艺，降低能源消耗；并且以废玻璃为原料，不添加其他天然矿材，降低成本节约资源，提高废玻璃的回收利用率。本发明材料为无机材料，克服了有机保温材料易燃烧，易燃的致命缺陷。其内部含有大量无定型的三维立体网状结构，具有热传导率低、隔热性能好、耐火性能好、使用寿命长、耐老化性能好等特点。原料以废玻璃取代了珍珠岩、浮石、云母等其他天然原料，减少资源消耗，降低了生产成本，促进了固体废弃物的综合利用。
[0013]【具体实施方式】:
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0014]实例1:
本实施案例包括以下步骤: (1)将普通的废弃玻璃片在球磨机中粉磨20-30分钟，磨细的废玻璃粉末能过100目筛子方可；
(2)将废弃玻璃粉100重量份，碱激发剂1.2模数的硅酸钠55重量份，铝粉发泡剂1.5重量份，加入混凝土搅拌锅中搅拌均匀；
(3)将搅拌均匀的浆料倒入4X4X 16三联模具中，然后放入60±5°C，相对湿度99%的混凝土养护箱中养护，24小时后脱模。然后再放入养护箱养护至28天即可得到泡沫玻璃；
(4)养护28天后，测得所制备的泡沫玻璃的密度为526kg/m3，抗压强度12.67MPa，抗折强度2.7MPa。
[0015]实例2:
本实施案例包括以下步骤:
(1)将普通的废弃玻璃片在球磨机中粉磨20-30分钟，磨细的废玻璃粉末能过100目筛子方可；
(2)将废弃玻璃粉100重量份，碱激发剂2.0模数的硅酸钾60重量份，铝粉发泡剂2重量份，加入混凝土搅拌锅中搅拌均匀；
(3)将搅拌均匀的浆料倒入4Χ4Χ 16三联模具中，然后放入60±5°C，相对湿度99%的混凝土养护箱中养护，24小时后脱模。然后再放入养护箱养护至28天即可得到泡沫玻
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[0016](4)养护28天后，测得所制备的泡沫玻璃的密度621kg/m3，抗压强度13.737MPa，抗折强度3.27MPa。
[0017]实例3:
本实施案例包括以下步骤:(1)将普通的废弃玻璃片在球磨机中粉磨20-30分钟，磨细的废玻璃粉末能过100目筛子方可；
(2)将废弃玻璃粉100重量份，碱激发剂lOmol/L氢氧化钠溶液30重量份，过氧化氢发泡剂I重量份，加入混凝土搅拌锅中搅拌均匀；
(3)将搅拌均匀的浆料倒入4X4X 16三联模具中，然后放入60±5°C，相对湿度99%的混凝土养护箱中养护，24小时后脱模。然后再放入养护箱养护至28天即可得到泡沫玻璃。
[0018](4)养护28天后，测得所制备的泡沫玻璃的密度214kg/m3，抗压强度8.367MPa，抗折强度1.27MPa。
[0019]实例4:
本实施案例包括以下步骤:
(1)将普通的废弃玻璃片在球磨机中粉磨20-30分钟，磨细的废玻璃粉末能过100目筛子方可；
(2)将废弃玻璃粉100重量份，碱激发剂lOmol/L氢氧化钾溶液60重量份，铝粉发泡剂5重量份，加入混凝土搅拌锅中搅拌均匀；
(3)将搅拌均匀的浆料倒入4X4X 16三联模具中，然后放入60±5°C，相对湿度99%的混凝土养护箱中养护，24小时后脱模。然后再放入养护箱养护至28天即可得到泡沫玻璃。
[0020](4)测得所制备的泡沫玻璃28天后，密度386kg/m3，抗压强度11.39MPa，抗折强度
3.07MPa。
【权利要求】
1.一种免烧型地聚合物泡沫玻璃的制备方法，其特征在于包括以下步骤: 1)将普通的废弃玻璃片在球磨机中粉磨20-30分钟，磨细的废玻璃粉末能过100目筛子方可； 2)将废弃玻璃粉100重量份，碱激发剂30-60重量份，发泡剂I飞重量份，加入混凝土搅拌锅中搅拌均匀； 3)将搅拌均匀的浆料倒入模具中，然后放入60±5°C，相对湿度99%的混凝土养护箱中养护,24小时后脱模,然后再放入养护箱养护一定时间即可得到泡沫玻璃。
2.根据权利要求1所述的免烧型地聚合物泡沫玻璃的制备方法，其特征在于步骤2)所述的碱激发剂为硅酸钠、硅酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾溶液中的一种，所述的硅酸钠和硅酸钾的模数在1.0-2.0之间，氢氧化钠和氢氧化钾溶液浓度为5~15mol/L。
3.根据权利要求1或2所述的免烧型地聚合物泡沫玻璃的制备方法，其特征在于步骤 2)所述的发泡剂为铝粉或者过氧化氢。
4.根据权利要求1或2所述的免烧型地聚合物泡沫玻璃的制备方法，其特征在于步骤3)养护一定时间为28天。
【文档编号】C03C6/02GK103641324SQ201310635571
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月3日 优先权日:2013年12月3日
【发明者】李琴, 徐燕, 安浩, 崔皓, 邓晔文, 翟建平 申请人:南京大学