專利名稱：膨脹蛭石泡沫玻璃保溫材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無(wú)機(jī)保溫材料，具體涉及膨脹蛭石泡沫玻璃保溫材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
近幾年，因建筑外墻保溫材料引發(fā)的火災(zāi)事故頻發(fā)，有機(jī)保溫材料的使用受到很大限制。泡沫玻璃是一種保溫隔熱性能優(yōu)越的新型綠色環(huán)保建筑材料，屬無(wú)機(jī)材料，燃燒性能可以達(dá)到A級(jí)。它具有表觀密度小、機(jī)械強(qiáng)度高、吸水率低、透濕系數(shù)低、膨脹系數(shù)小、抗凍融性能好、導(dǎo)熱系數(shù)低、熱穩(wěn)定性能好、不燃燒、耐腐蝕、可加工性能好等優(yōu)點(diǎn)。目前制備泡沫玻璃的原材料主要采用玻璃粉，其來(lái)源較為狹窄，且生產(chǎn)成本較高。蛭石礦產(chǎn)是我國(guó)具有潛在優(yōu)勢(shì)的非金屬礦產(chǎn)之一，來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉。蛭石在8500C _950°C高溫下會(huì)發(fā)生劇烈膨脹，形成膨脹蛭石，膨脹蛭石具有防火、保溫、隔熱、吸聲等特點(diǎn)，與玻璃粉混合后在發(fā)泡劑等添加劑作用下焙燒即可獲得具有一定強(qiáng)度且保溫性能良好的外墻保溫材料。其不僅可用于民用建筑外墻和屋頂?shù)母魺岜?，還可廣泛應(yīng)用于石油、化工、地下工程、國(guó)防軍工等領(lǐng)域，能達(dá)到隔熱、保溫、保冷、吸音之效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種膨脹蛭石泡沫玻璃保溫材料的制備方法，原材料采用玻璃粉和天然蛭石，以水玻璃為發(fā)泡劑，摻入適當(dāng)?shù)妮o助添加劑，經(jīng)預(yù)熱、燒結(jié)、發(fā)泡、冷卻、退火而成。目的在于充分利用天然礦物蛭石的膨脹作用，提高保溫隔熱性能，進(jìn)而提高材料質(zhì)量，同時(shí)降低成本。 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:(I)將天然礦物蛭石粉碎，廢玻璃球磨至200目以下；(2)按質(zhì)量分?jǐn)?shù)將60%-90%的玻璃粉，10%-40%的蛭石，4-10%的外加劑，加入15% -25%的水玻璃溶液，攪拌均勻后得蛭石泡沫玻璃的配合料；(3)將上述配合料放入耐熱鋼模具中制成扁平狀坯體，放入烘箱中烘干；(4)將烘干后的坯體放入加熱爐中加熱，燒制程序如下:預(yù)熱階段，自室溫以5-10°C /分鐘的升溫速度升至400°C，保溫30分鐘；燒結(jié)階段，升溫速度以10-20°C /分鐘升溫至850-950°C ；發(fā)泡階段，在850-950°C恒溫下保溫30_60分鐘；快速冷卻階段，冷卻速度為15_20°C /分鐘，冷卻至550_650°C ；退火階段，降溫速度為1_2°C /分鐘，退火至50°C以下得膨脹蛭石泡沫玻璃。本發(fā)明采用的主要原料為天然礦物蛭石和碎玻璃，當(dāng)加熱溫度在850°C -950°C時(shí)，蛭石會(huì)發(fā)生劇烈膨脹，由此形成膨脹蛭石。膨脹蛭石的導(dǎo)熱率低、容重輕、耐腐蝕，具有良好的保溫、隔熱性能，且價(jià)格低廉，與玻璃粉融合后，可提高泡沫玻璃保溫隔熱性能，降低容重。
本發(fā)明的有益效果在于充分利用廢棄材料及天然礦物，提高泡沫玻璃質(zhì)量的同時(shí)，降低造價(jià)，節(jié)約成本。本發(fā)明制作工藝簡(jiǎn)單不僅可用于民用建筑外墻和屋頂?shù)母魺岜?，還可廣泛應(yīng)用于石油、化工、地下工程、國(guó)防軍工等領(lǐng)域，能達(dá)到隔熱、保溫、保冷、吸音之效果。
具體實(shí)施例方式實(shí)例I，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)將55%的玻璃粉，14%的蛭石，2.5%的硼砂，1.5%的磷酸三鈉，2 %的硼酸均勻混合，加入25 %的水玻璃溶液，攪拌均勻后得蛭石泡沫玻璃的配合料；將上述配合料放入耐熱鋼模具中制成扁平狀坯體，放入烘箱中烘制2小時(shí)，將烘干后的坯體放入加熱爐中加熱，燒制程序如下:預(yù)熱階段，自室溫以5°C /分鐘的升溫速度升至400°C，保溫30分鐘；燒結(jié)階段，升溫速度以10°C /分鐘升溫至850°C ；發(fā)泡階段，在850°C恒溫下保溫60分鐘；快速冷卻階段，以15°C /分鐘，冷卻至550°C ；退火階段，降溫速度為1°C /分鐘，退火至50°C以下。采用上述方法得到的蛭石泡沫玻璃保溫材料，其性能為:容重410kg/m3，抗壓強(qiáng)度3MPa，抗折強(qiáng)度IMPa，導(dǎo)熱系數(shù)0.041ff/m.k，吸水率< 5% (24小時(shí)體積吸水率)。實(shí)例2，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)將53%的玻璃粉，20%的蛭石，3.5 %的硼砂，2 %的磷酸三鈉，1.5%的硼酸均勻混合，加入20%的水玻璃溶液，攪拌均勻后得蛭石泡沫玻璃的配合料；將上述配合料放入耐熱鋼模具中制成扁平狀坯體，放入烘箱中烘制2個(gè)小時(shí)。將烘干后的坯體放入加熱爐中加熱，燒制 程序如下:預(yù)熱階段，自室溫以8°C /分鐘的升溫速度升至400°C，保溫30分鐘；燒結(jié)階段，升溫速度以15°C /分鐘升溫至900°C ；發(fā)泡階段，在900°C恒溫下保溫40分鐘；快速冷卻階段，以18°C /分鐘，冷卻至600°C ；退火階段，降溫速度為1°C /分鐘，退火至50°C以下。采用上述方法得到的蛭石泡沫玻璃保溫材料，其性能為:容重370kg/m3，抗壓強(qiáng)度
3.8MPa，抗折強(qiáng)度1.5MPa，導(dǎo)熱系數(shù)0.045ff/m.k，吸水率< 5% (24小時(shí)體積吸水率)。實(shí)例3，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)將45 %的玻璃粉，30 %的蛭石，4 %的硼砂，3 %的磷酸三鈉，1%的硼酸均勻混合，加入17%的水玻璃溶液，攪拌均勻后得蛭石泡沫玻璃的配合料；將上述配合料放入耐熱鋼模具中制成扁平狀坯體，放入烘箱中烘制2小時(shí)。將烘干后的坯體放入加熱爐中加熱，燒制程序如下:預(yù)熱階段，自室溫以10°C /分鐘的升溫速度升至400°C，保溫30分鐘；燒結(jié)階段，升溫速度以20°C /分鐘升溫至950°C ；發(fā)泡階段，在950°C恒溫下保溫30分鐘；快速冷卻階段，以20°C /分鐘，冷卻至650°C ；退火階段，降溫速度為1°C /分鐘，退火至50°C以下。采用上述方法得到的蛭石泡沫玻璃保溫材料，其性能為:容重330kg/m3，抗壓強(qiáng)度
4.6MPa，抗折強(qiáng)度1.7MPa，導(dǎo)熱系數(shù)0.051ff/m.k，吸水率< 5% (24小時(shí)體積吸水率)。
本發(fā)明生產(chǎn)的膨脹蛭石泡沫玻璃結(jié)構(gòu)強(qiáng)度好，重量輕，吸水率低，導(dǎo)熱系數(shù)小，具有良好的絕熱、阻燃效果。本發(fā)明制作工藝操作簡(jiǎn)單，原料充分采用廢棄材料及天然礦物，成本低廉，節(jié)能環(huán)保，其作為保溫隔熱材料用于屋頂及外墻保溫，可有效地降低采暖制冷費(fèi)用，并且具有較高 的安全性和耐久性，發(fā)展前景廣闊。
權(quán)利要求
1.石泡沫玻璃的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將天然礦物蛭石粉碎，廢玻璃球磨至200目以下； (2)按質(zhì)量分?jǐn)?shù)將60%-90%的玻璃粉，10% -40%的蛭石，4-10%的外加劑，加入15% -25%的水玻璃溶液，攪拌均勻后得蛭石泡沫玻璃的配合料； (3)將上述配合料放入耐熱鋼模具中制成扁平狀坯體，放入烘箱中烘干； (4)將烘干后的坯體放入加熱爐中加熱，燒制程序如下: 預(yù)熱階段，自室溫以5-10°C /分鐘的升溫速度升至400°C，保溫30分鐘； 燒結(jié)階段，升溫速度以10-20°C /分鐘升溫至850-950°C ； 發(fā)泡階段，在850-950°C恒溫下保溫30-60分鐘； 快速冷卻階段，冷卻速度為15-20°C /分鐘，冷卻至550-650°C ； 退火階段，降溫速度為1_2°C /分鐘，退火至50°C以下得膨脹蛭石泡沫玻璃。
全文摘要
一種膨脹蛭石泡沫玻璃保溫材料，是以天然礦物蛭石和廢玻璃為主要原料，以水玻璃為發(fā)泡劑和粘合劑，再摻入適當(dāng)?shù)妮o助添加劑，經(jīng)球磨、預(yù)熱、燒結(jié)、發(fā)泡、冷卻、退火而成。該泡沫玻璃保溫材料孔隙結(jié)構(gòu)好，重量輕，吸水率低，導(dǎo)熱系數(shù)小，具有良好的保溫、隔熱、阻燃效果，燃燒性能可以達(dá)到A級(jí)，原材料廣泛易得，成本低廉，節(jié)能環(huán)保，是理想的建筑保溫材料，發(fā)展前景廣闊。
文檔編號(hào)C03C6/02GK103086587SQ20131005611
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2013年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月22日
發(fā)明者李剛, 宋強(qiáng), 姜曙光, 馬玉薇, 李潔 申請(qǐng)人:石河子大學(xué)