一種免燒型地聚合物泡沫玻璃的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種免燒型地聚合物泡沫玻璃的制備方法，先將回收的廢玻璃研磨成粉末，然后將100份玻璃粉，30~60份堿激發(fā)劑和1~5份發(fā)泡劑混合攪拌均勻，倒入模具中，放入60℃養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)24h后脫膜，繼續(xù)養(yǎng)護(hù)28d即可得到。本制備工藝不需要一般泡沫玻璃制備工藝中所需要的750~900℃高能耗工藝，所以節(jié)約能源，低碳環(huán)保。并且原材料為廢玻璃，固體廢物利用率高，不需要消耗其他天然材料，降低了原料成本。本發(fā)明由于采用堿激發(fā)原理制備出地聚合物的泡沫玻璃，因其內(nèi)部含有大量無定型的三維立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所以這種地聚合物泡沫玻璃擁有良好的力學(xué)性能，導(dǎo)熱系數(shù)低，穩(wěn)定性好，是一種綠色節(jié)能的環(huán)保材料。
【專利說明】一種免燒型地聚合物泡沬玻璃的制備方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種絕熱隔音材料，具體是一種免燒型地聚合物泡沫玻璃的制備方法，其是將廢玻璃磨成粉末后利用堿激發(fā)方法制成泡沫玻璃的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0003]泡沫玻璃是一種綜合性能非常優(yōu)異的絕熱隔音材料。它有密度小、導(dǎo)熱系數(shù)低、吸水率低、耐酸堿腐蝕等優(yōu)良特性，與其他建材相比具有保溫隔熱、防水防潮、防火、密度小、機(jī)械強(qiáng)度高和吸聲等一系列優(yōu)越性能，廣泛應(yīng)用于工業(yè)和民用領(lǐng)域，是21世紀(jì)最有發(fā)展前途的功能材料之一。
[0004]目前，泡沫玻璃的生產(chǎn)一般采用以珍珠巖、浮石、云母、火山灰等為主要原料，經(jīng)配料、入模成型、燒成(發(fā)泡)、退火、切割成型等工藝過程來制造。但是傳統(tǒng)的方法不僅消耗了大量含有玻璃相的天然材料，并且制備工藝中需要燒成工藝需要75(T900°C的高溫，能源和礦產(chǎn)資源消耗都很大，不是一種環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展的制備工藝。
[0005]廢玻璃作為一種常見固體廢棄物，現(xiàn)階段我國的廢舊玻璃回收后，一般先添加一些礦物材料高溫熔融，再塑型成新的玻璃，這種回收利用方式需要高溫能耗非常大，在目前我國能源緊張的形勢下，開發(fā)出一種新的低碳的環(huán)境友好回收利用方式顯得尤為重要。
[0006]地聚合物是一類具有無定形三維網(wǎng)狀硅氧四面體和鋁氧四面體結(jié)構(gòu)的無機(jī)聚合物材料，兼具無機(jī)材料和有機(jī)聚`合物的部分優(yōu)點(diǎn)。這種材料因其特殊的結(jié)構(gòu)擁有著機(jī)械強(qiáng)度高、耐酸、耐高溫、防火、耐腐蝕、耐久性強(qiáng)等優(yōu)異性能。另一方面，由于廢玻璃含有一定數(shù)量的硅一鋁成分，理論上可用作制備地聚合物的原材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種免燒型地聚合物泡沫玻璃的制備方法，該方法以廢陶瓷為原料，不添加其他天然材料，降低了成本，節(jié)約了資源，提高了廢陶瓷的回收利用率。
[0008]本發(fā)明所述的一種免燒型地聚合物泡沫玻璃的制備方法，其包括以下步驟:
1)將普通的廢棄玻璃片在球磨機(jī)中粉磨20-30分鐘，磨細(xì)的廢玻璃粉末能過100目篩子方可；
2)將廢棄玻璃粉100重量份，堿激發(fā)劑30-60重量份，發(fā)泡劑I飛重量份，加入混凝土攪拌鍋中攪拌均勻；
3)將攪拌均勻的漿料倒入模具中，然后放入60±5°C，相對濕度99%的混凝土養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù),24小時后脫模。然后再放入養(yǎng)護(hù)箱養(yǎng)護(hù)一定時間即可得到泡沫玻璃。
[0009]步驟2)所述的堿激發(fā)劑為硅酸鈉、硅酸鉀、氫氧化鈉、氫氧化鉀溶液中的一種，所述的硅酸鈉和硅酸鉀的模數(shù)在1.0-2.0之間，氫氧化鈉和氫氧化鉀溶液濃度為5~15mol/L。發(fā)泡劑為鋁粉或者過氧化氫。
[0010]步驟3)養(yǎng)護(hù)一定時間具體是指28天。
[0011]本發(fā)明制備工藝主要技術(shù)路線為:以廢玻璃粉末為主要原料，在堿激發(fā)劑的堿激發(fā)作用機(jī)理下制備成地聚合物漿料，同時引入發(fā)泡劑發(fā)泡在地聚合物材料內(nèi)部產(chǎn)生均勻的孔隙。將這種漿料入模成型，在60°C，相對濕度99%的養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)28天，即可得到強(qiáng)度高、質(zhì)輕、導(dǎo)熱系數(shù)低的泡沫玻璃。
[0012]本發(fā)明采用堿激發(fā)原理為主要制備工藝技術(shù)，不需要75(T900°C的高溫工藝，降低能源消耗；并且以廢玻璃為原料，不添加其他天然礦材，降低成本節(jié)約資源，提高廢玻璃的回收利用率。本發(fā)明材料為無機(jī)材料，克服了有機(jī)保溫材料易燃燒，易燃的致命缺陷。其內(nèi)部含有大量無定型的三維立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有熱傳導(dǎo)率低、隔熱性能好、耐火性能好、使用壽命長、耐老化性能好等特點(diǎn)。原料以廢玻璃取代了珍珠巖、浮石、云母等其他天然原料，減少資源消耗，降低了生產(chǎn)成本，促進(jìn)了固體廢棄物的綜合利用。
[0013]【具體實(shí)施方式】:
下面對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0014]實(shí)例1:
本實(shí)施案例包括以下步驟: (1)將普通的廢棄玻璃片在球磨機(jī)中粉磨20-30分鐘，磨細(xì)的廢玻璃粉末能過100目篩子方可；
(2)將廢棄玻璃粉100重量份，堿激發(fā)劑1.2模數(shù)的硅酸鈉55重量份，鋁粉發(fā)泡劑1.5重量份，加入混凝土攪拌鍋中攪拌均勻；
(3)將攪拌均勻的漿料倒入4X4X 16三聯(lián)模具中，然后放入60±5°C，相對濕度99%的混凝土養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)，24小時后脫模。然后再放入養(yǎng)護(hù)箱養(yǎng)護(hù)至28天即可得到泡沫玻璃；
(4)養(yǎng)護(hù)28天后，測得所制備的泡沫玻璃的密度為526kg/m3，抗壓強(qiáng)度12.67MPa，抗折強(qiáng)度2.7MPa。
[0015]實(shí)例2:
本實(shí)施案例包括以下步驟:
(1)將普通的廢棄玻璃片在球磨機(jī)中粉磨20-30分鐘，磨細(xì)的廢玻璃粉末能過100目篩子方可；
(2)將廢棄玻璃粉100重量份，堿激發(fā)劑2.0模數(shù)的硅酸鉀60重量份，鋁粉發(fā)泡劑2重量份，加入混凝土攪拌鍋中攪拌均勻；
(3)將攪拌均勻的漿料倒入4Χ4Χ 16三聯(lián)模具中，然后放入60±5°C，相對濕度99%的混凝土養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)，24小時后脫模。然后再放入養(yǎng)護(hù)箱養(yǎng)護(hù)至28天即可得到泡沫玻
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[0016](4)養(yǎng)護(hù)28天后，測得所制備的泡沫玻璃的密度621kg/m3，抗壓強(qiáng)度13.737MPa，抗折強(qiáng)度3.27MPa。
[0017]實(shí)例3:
本實(shí)施案例包括以下步驟:(1)將普通的廢棄玻璃片在球磨機(jī)中粉磨20-30分鐘，磨細(xì)的廢玻璃粉末能過100目篩子方可；
(2)將廢棄玻璃粉100重量份，堿激發(fā)劑lOmol/L氫氧化鈉溶液30重量份，過氧化氫發(fā)泡劑I重量份，加入混凝土攪拌鍋中攪拌均勻；
(3)將攪拌均勻的漿料倒入4X4X 16三聯(lián)模具中，然后放入60±5°C，相對濕度99%的混凝土養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)，24小時后脫模。然后再放入養(yǎng)護(hù)箱養(yǎng)護(hù)至28天即可得到泡沫玻璃。
[0018](4)養(yǎng)護(hù)28天后，測得所制備的泡沫玻璃的密度214kg/m3，抗壓強(qiáng)度8.367MPa，抗折強(qiáng)度1.27MPa。
[0019]實(shí)例4:
本實(shí)施案例包括以下步驟:
(1)將普通的廢棄玻璃片在球磨機(jī)中粉磨20-30分鐘，磨細(xì)的廢玻璃粉末能過100目篩子方可；
(2)將廢棄玻璃粉100重量份，堿激發(fā)劑lOmol/L氫氧化鉀溶液60重量份，鋁粉發(fā)泡劑5重量份，加入混凝土攪拌鍋中攪拌均勻；
(3)將攪拌均勻的漿料倒入4X4X 16三聯(lián)模具中，然后放入60±5°C，相對濕度99%的混凝土養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)，24小時后脫模。然后再放入養(yǎng)護(hù)箱養(yǎng)護(hù)至28天即可得到泡沫玻璃。
[0020](4)測得所制備的泡沫玻璃28天后，密度386kg/m3，抗壓強(qiáng)度11.39MPa，抗折強(qiáng)度
3.07MPa。
【權(quán)利要求】
1.一種免燒型地聚合物泡沫玻璃的制備方法，其特征在于包括以下步驟: 1)將普通的廢棄玻璃片在球磨機(jī)中粉磨20-30分鐘，磨細(xì)的廢玻璃粉末能過100目篩子方可； 2)將廢棄玻璃粉100重量份，堿激發(fā)劑30-60重量份，發(fā)泡劑I飛重量份，加入混凝土攪拌鍋中攪拌均勻； 3)將攪拌均勻的漿料倒入模具中，然后放入60±5°C，相對濕度99%的混凝土養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù),24小時后脫模,然后再放入養(yǎng)護(hù)箱養(yǎng)護(hù)一定時間即可得到泡沫玻璃。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的免燒型地聚合物泡沫玻璃的制備方法，其特征在于步驟2)所述的堿激發(fā)劑為硅酸鈉、硅酸鉀、氫氧化鈉、氫氧化鉀溶液中的一種，所述的硅酸鈉和硅酸鉀的模數(shù)在1.0-2.0之間，氫氧化鈉和氫氧化鉀溶液濃度為5~15mol/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的免燒型地聚合物泡沫玻璃的制備方法，其特征在于步驟 2)所述的發(fā)泡劑為鋁粉或者過氧化氫。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的免燒型地聚合物泡沫玻璃的制備方法，其特征在于步驟3)養(yǎng)護(hù)一定時間為28天。
【文檔編號】C03C6/02GK103641324SQ201310635571
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月3日
【發(fā)明者】李琴, 徐燕, 安浩, 崔皓, 鄧曄文, 翟建平 申請人:南京大學(xué)