本發(fā)明公開(kāi)了一種碳纖維增強(qiáng)泡沫玻璃及其制備方法，屬于泡沫玻璃領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
泡沫玻璃是以廢棄的玻璃為主要原料，并加入發(fā)泡劑、穩(wěn)定劑和助熔劑等其它添加劑，通過(guò)球磨混合、預(yù)熱、發(fā)泡和退火等一系列步驟而形成的具有多孔無(wú)機(jī)保溫材料。由于泡沫玻璃具有密度小、隔熱、導(dǎo)熱系數(shù)小、耐腐蝕、防火和耐蟲(chóng)害等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)能夠處理大量廢棄物，不僅作為隔熱材料被廣泛應(yīng)用于石油化工業(yè)、建筑行業(yè)，而且作為一種保冷材料應(yīng)用于食品冷藏和船舶等行業(yè)。
但泡沫玻璃具有多孔狀結(jié)構(gòu)，自身密度較低，抗壓強(qiáng)度不高，質(zhì)地教脆，抵抗外部沖擊性能較差，故目前制備的泡沫玻璃尺寸較小，施工過(guò)程中還需額外設(shè)置加強(qiáng)筋來(lái)防止其斷裂，工序較為復(fù)雜，大大增加了施工的難度和建造成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種具有強(qiáng)度高、易于加工運(yùn)輸、安裝簡(jiǎn)易等優(yōu)點(diǎn)的碳纖維增強(qiáng)泡沫玻璃及其制備方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種碳纖維增強(qiáng)泡沫玻璃，包括泡沫玻璃，其特征是，所述泡沫玻璃中設(shè)置有多層碳纖維增強(qiáng)網(wǎng)，每層碳纖維增強(qiáng)網(wǎng)均由若干碳纖維編織構(gòu)成。
所述碳纖維直徑為3.0~12.0μm，碳纖維的長(zhǎng)度為25~30cm。
一種碳纖維增強(qiáng)泡沫玻璃的制備方法：其特征在于，包括以下步驟：
步驟1）、準(zhǔn)備原材料，原材料包括5%的氟硅酸鈉、5%的磷酸鈉、15%的碳酸鈉，其余為玻璃；
步驟2）、將玻璃送入球磨機(jī)內(nèi)研磨呈粉，其間加入5%的氟硅酸鈉、5%的磷酸鈉、15%的碳酸鈉一并研磨，得到研磨后的泡沫玻璃混合料；
步驟3）、用若干石蠟密封的碳纖維編織形成網(wǎng)格狀的碳纖維增強(qiáng)網(wǎng)；
步驟4）、在耐熱模具底部平鋪一層經(jīng)步驟2）研磨好的泡沫玻璃混合料，并將碳纖維增強(qiáng)網(wǎng)鋪在泡沫玻璃混合料上，然后再在碳纖維增強(qiáng)網(wǎng)上鋪一層與碳纖維增強(qiáng)網(wǎng)下面泡沫玻璃混合料相同重量的泡沫玻璃混合料；所述碳纖維增強(qiáng)網(wǎng)可以鋪設(shè)若干層，每層石蠟密封的碳纖維增強(qiáng)網(wǎng)上下兩面均平鋪一層泡沫玻璃混合料；
步驟5）、將多層碳纖維增強(qiáng)網(wǎng)和泡沫玻璃混合料壓緊；
步驟6）、將經(jīng)步驟5）壓緊后的多層碳纖維增強(qiáng)網(wǎng)和泡沫玻璃混合料進(jìn)行燒制，得到最后所需要的碳纖維增強(qiáng)泡沫玻璃。
所述步驟6）中，經(jīng)步驟5）壓緊后的多層碳纖維增強(qiáng)網(wǎng)和泡沫玻璃混合料進(jìn)行燒制時(shí)，在燒制爐內(nèi)，首先以20℃/min的速度升溫至500℃，保溫15min，然后以15℃/min的速度升溫至890℃，保溫15min，最后降溫至500℃，保溫30min，隨爐冷卻至室溫出爐。
所述玻璃為廢棄燈管玻璃。
所述碳纖維的添加量為泡沫玻璃混料重量的2.0%~5.0%。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理簡(jiǎn)單、生產(chǎn)制造容易、使用方便，通過(guò)本發(fā)明，一種碳纖維增強(qiáng)泡沫玻璃，它包括泡沫玻璃，在泡沫玻璃中設(shè)有碳纖維增強(qiáng)網(wǎng)。所述碳纖維的直徑為3.0~12.0μm，碳纖維的長(zhǎng)度為25~30cm。采用公知的泡沫玻璃生產(chǎn)工藝，首先在泡沫玻璃混合料上放置一層網(wǎng)格狀的碳纖維增強(qiáng)網(wǎng)，之后在碳纖維增強(qiáng)網(wǎng)上鋪一層與增強(qiáng)網(wǎng)下面相同重量的泡沫玻璃配合料，碳纖維增強(qiáng)網(wǎng)的質(zhì)量為混合料質(zhì)量的2.0%~5.0%，最后進(jìn)行發(fā)泡退火等后續(xù)處理。
本發(fā)明針對(duì)泡沫玻璃強(qiáng)度低這一弱點(diǎn)，在保證泡沫玻璃具有均勻的多孔結(jié)構(gòu)的前提下，通過(guò)加入網(wǎng)狀碳纖維的方法大大提高了泡沫玻璃的強(qiáng)度，減少了后續(xù)加工運(yùn)輸過(guò)程中的破損，且碳纖維能夠和泡沫玻璃自身緊密結(jié)合在一起，在退火過(guò)程中也不易開(kāi)裂，既可以生產(chǎn)出具有多孔狀的泡沫玻璃，又能增加其強(qiáng)度，減少后續(xù)加工運(yùn)輸過(guò)程中的損耗，且能大量消耗廢棄玻璃，減少能源損耗。
本發(fā)明的增益效果是：通過(guò)在泡沫玻璃中鋪設(shè)增強(qiáng)網(wǎng)，大幅提高泡沫玻璃自身的強(qiáng)度，減少后續(xù)加工和運(yùn)輸過(guò)程中的損耗，同時(shí)簡(jiǎn)化安裝步驟，提高安裝效率。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中：1泡沫玻璃、2碳纖維增強(qiáng)網(wǎng)。
具體實(shí)施方式
為了更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)例進(jìn)一步解釋本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明不僅僅局限于下面的實(shí)施例。
一種碳纖維增強(qiáng)泡沫玻璃，它包括泡沫玻璃1和碳纖維增強(qiáng)網(wǎng)2，在泡沫玻璃1中設(shè)置有多層碳纖維增強(qiáng)網(wǎng)2，所述碳纖維直徑為9.0μm，所述碳纖維的長(zhǎng)度為27cm；碳纖維的添加量為泡沫玻璃混料重量的3.0%。
上述一種碳纖維增強(qiáng)泡沫玻璃的制備方法：使用廢棄燈管作為制備泡沫玻璃的主要原料，采用公知的泡沫玻璃生產(chǎn)工藝將燈管送入球磨機(jī)內(nèi)研磨呈粉，其間加入5%的氟硅酸鈉，5%的磷酸鈉，15%的碳酸鈉一并研磨。隨后先在耐熱模具底部平鋪一層研磨好的泡沫玻璃混合料，之后在上面鋪一層碳纖維增強(qiáng)網(wǎng)，而后在碳纖維增強(qiáng)網(wǎng)上鋪一層與增強(qiáng)網(wǎng)下面相同重量的泡沫玻璃混合料，此步驟可以反復(fù)多次，最后將碳纖維增強(qiáng)網(wǎng)和泡沫玻璃混合料壓緊，采用公知的泡沫玻璃燒制溫度：首先以20℃/min的速度升溫至500℃，保溫15min，然后以15℃/min的速度升溫至890℃，保溫15min，最后降溫至500℃，保溫30min，隨爐冷卻至室溫出爐。燒制完成的泡沫玻璃可鋸切呈各種形狀，經(jīng)測(cè)試產(chǎn)品的抗壓強(qiáng)度為20MPa，成品機(jī)械強(qiáng)度高，加工、運(yùn)輸和使用過(guò)程中不易開(kāi)裂，施工效果好，使用安全性高。
在泡沫玻璃中增設(shè)碳纖維增強(qiáng)網(wǎng)可大幅提高泡沫玻璃自身的強(qiáng)度，減少后續(xù)加工運(yùn)輸和使用過(guò)程中的開(kāi)裂現(xiàn)象，同時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)和吸水率與不添加碳纖維增強(qiáng)網(wǎng)的泡沫玻璃相當(dāng)。
本發(fā)明所列舉的各原料以及各原料的上下限取值，以及各工藝參數(shù)的上下限取值，都能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，在此不一一舉例說(shuō)明。