本發(fā)明涉及泡沫玻璃技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種節(jié)能泡沫玻璃及其制備方法。

背景技術(shù)：

泡沫玻璃是由玻璃、發(fā)泡劑、改性添加劑和發(fā)泡促進劑等，經(jīng)過細粉碎和均勻混合后，再經(jīng)過高溫熔化，發(fā)泡、退火而制成的無機非金屬玻璃材料。由于這種材料具有防潮、防火、防腐的作用，加之玻璃材料具有長期使用性能不退化的優(yōu)點，使其在很多苛刻環(huán)境下倍受喜愛，被廣泛用于墻體保溫、石油、化工、吸音隔離墻等領(lǐng)域。

目前，為了廢舊玻璃等廢舊材料在泡沫玻璃生產(chǎn)中的應(yīng)用并提高其利用率，急需設(shè)計一種具有較低二氧化硅含量、同時又保持適宜的軟化溫度范圍的泡沫玻璃基礎(chǔ)玻璃配方，并以玻璃廢渣等為主體原料用于優(yōu)質(zhì)泡沫玻璃生產(chǎn)的方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種節(jié)能泡沫玻璃及其制備方法，以廢舊玻璃為主要成分，配合常用廉價的添加劑，大幅降低了生產(chǎn)成本，且制備工藝簡單，無二次污染物產(chǎn)生，環(huán)境友好，該泡沫玻璃具有低密度、高孔隙率、高強度，以及優(yōu)良的抗腐蝕和隔音效果。

本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：

一種節(jié)能泡沫玻璃，包括如下重量份的原料：碎玻璃80～120份、二氧化硅10～20份、硫酸鈉0.5～3份、碳酸鈉0.2～0.8份、氧化鈣2～6份、氧化鎂0.5～2份、五氧化二磷0.2～0.8份、粗硼砂1～5份、三氧化二銻0.2～0.6份、發(fā)泡劑3～8份、分散劑1～3份。

優(yōu)選地，所述泡沫玻璃包括如下重量份的原料：碎玻璃110份、二氧化硅15份、硫酸鈉2.6份、碳酸鈉0.3份、氧化鈣4份、氧化鎂0.8份、五氧化二磷0.6份、粗硼砂2份、三氧化二銻0.5份、發(fā)泡劑6份、分散劑2份。

優(yōu)選地，所述碎玻璃選自廢棄壓花玻璃、廢棄平板玻璃、廢棄瓶罐玻璃、廢棄射線管玻璃中的一種或多種的混合物。

優(yōu)選地，所述發(fā)泡劑為碳粉、碳化硅、二氧化錳中的一種或多種的混合物。

優(yōu)選地，所述分散劑為羧甲基纖維素鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈉、六偏磷酸鈉中的一種或多種的混合物。

上述節(jié)能泡沫玻璃的制備方法，包括以下步驟：

（1）碎玻璃的處理：使用堿液浸泡碎玻璃3～5小時，再取出使用清水淋洗，烘干后研磨成顆粒狀，在60～80℃下干燥1～2小時，再放入頻率25～40khz、功率60～100w的超聲清洗器中超聲30～40min，然后放入球磨罐中濕法球磨6～8小時，玻璃微粉放入80℃的烘箱中干燥保存；

（2）物料的混合：按照重量份稱取玻璃微粉、二氧化硅、硫酸鈉、碳酸鈉、氧化鈣、氧化鎂、五氧化二磷、粗硼砂、三氧化二銻、分散劑，于混合攪拌器中攪拌30～40min，轉(zhuǎn)速為60～100rpm/min；攪拌后送入超微粉碎機粉碎成超微細粉，過600～800目篩得到混合細粉；

（3）預(yù)熱、燒結(jié)、發(fā)泡：將混合細粉與發(fā)泡劑充分混合后均勻填充入模具中，再將模具置于高溫窯爐中預(yù)熱，升溫至450～550℃，保溫20～30min；再升溫至600～650℃燒結(jié)40～50min；繼續(xù)升溫至850～900℃發(fā)泡20～30min；關(guān)閉高溫窯爐，自然冷卻至室溫得到該泡沫玻璃。

優(yōu)選地，所述堿液為氫氧化鈉或氫氧化鉀與無水乙醇在40～50℃攪拌混合制得。

優(yōu)選地，所述濕法球磨選用氧化鋁球磨罐，并加入碎玻璃質(zhì)量5～10倍的乙醇。

優(yōu)選地，所述步驟（3）預(yù)熱、燒結(jié)時的升溫速率保持15～25℃/min，發(fā)泡時的升溫速率保持30～40℃/min。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

（1）本發(fā)明的節(jié)能泡沫玻璃，以廢舊玻璃為主要成分，配合常用廉價的氧化物添加劑，大幅降低了生產(chǎn)成本，且制備工藝簡單，僅僅包括碎玻璃處理、物料混合、預(yù)熱燒結(jié)發(fā)泡三個步驟，生產(chǎn)和使用過程無二次污染物產(chǎn)生，環(huán)境友好；該泡沫玻璃具有低密度、高孔隙率、高強度，以及優(yōu)良的抗腐蝕和隔音效果，適合在變電柜、地鐵、工業(yè)廠房等嘈雜環(huán)境下使用。

（2）本發(fā)明的碎玻璃選自以硼硅酸鹽玻璃為主要成分的廢棄壓花玻璃、廢棄平板玻璃、廢棄瓶罐玻璃或廢棄射線管玻璃，可以構(gòu)建出泡沫玻璃的網(wǎng)絡(luò)形成體，降低熱膨脹系數(shù)，提高產(chǎn)品的耐腐蝕性和機械強度，可在強酸強堿等苛刻環(huán)境下使用；加入的少量添加劑硫酸鈉、碳酸鈉、氧化鈣、氧化鎂、五氧化二磷、粗硼砂、三氧化二銻的混合物能夠?qū)⒒A(chǔ)玻璃化學(xué)組成調(diào)節(jié)至合適的組成區(qū)域范圍，擴大了軟化溫度的調(diào)節(jié)范圍。

（3）本發(fā)明的泡沫玻璃的預(yù)熱、燒結(jié)、發(fā)泡環(huán)節(jié)，通過恒速升溫和較低的溫度穩(wěn)定控制泡沫玻璃的發(fā)泡成型，有利于最后的質(zhì)量穩(wěn)定性和機械性能的提升。

具體實施方式

以下結(jié)合具體實施例對發(fā)明作進一步詳細的描述。

實施例1

一種節(jié)能泡沫玻璃，包括如下重量的原料：廢棄瓶罐玻璃110g、二氧化硅15g、硫酸鈉2.6g、碳酸鈉0.3g、氧化鈣4g、氧化鎂0.8g、五氧化二磷0.6g、粗硼砂2g、三氧化二銻0.5g、發(fā)泡劑碳化硅6g、分散劑十二烷基苯磺酸鈉2g。

上述節(jié)能泡沫玻璃的制備方法，包括以下步驟：

（1）碎玻璃的處理：使用堿液浸泡碎玻璃3～5小時，再取出使用清水淋洗，烘干后研磨成顆粒狀，在60～80℃下干燥1～2小時，再放入頻率25～40khz、功率60～100w的超聲清洗器中超聲30～40min，然后放入球磨罐中濕法球磨6～8小時，玻璃微粉放入80℃的烘箱中干燥保存；其中，堿液為氫氧化鈉或氫氧化鉀與無水乙醇在40～50℃攪拌混合制得。濕法球磨選用氧化鋁球磨罐，并加入碎玻璃質(zhì)量5～10倍的乙醇。

（2）物料的混合：按照重量稱取玻璃微粉、二氧化硅、硫酸鈉、碳酸鈉、氧化鈣、氧化鎂、五氧化二磷、粗硼砂、三氧化二銻、分散劑，于混合攪拌器中攪拌30～40min，轉(zhuǎn)速為60～100rpm/min；攪拌后送入超微粉碎機粉碎成超微細粉，過600～800目篩得到混合細粉。

（3）預(yù)熱、燒結(jié)、發(fā)泡：將混合細粉與發(fā)泡劑充分混合后均勻填充入模具中，再將模具置于高溫窯爐中預(yù)熱，升溫至460℃，保溫20～30min；再升溫至620℃燒結(jié)40～50min；繼續(xù)升溫至860℃發(fā)泡20～30min；關(guān)閉高溫窯爐，自然冷卻至室溫得到該泡沫玻璃。其中，預(yù)熱、燒結(jié)時的升溫速率保持15～25℃/min，發(fā)泡時的升溫速率保持30～40℃/min。

實施例2

一種節(jié)能泡沫玻璃，包括如下重量的原料：廢棄射線管玻璃106g、二氧化硅15g、硫酸鈉2.6g、碳酸鈉0.5g、氧化鈣2g、氧化鎂0.9g、五氧化二磷0.5g、粗硼砂3g、三氧化二銻0.3g、發(fā)泡劑二氧化錳5g、分散劑羧甲基纖維素鈉1g。

上述節(jié)能泡沫玻璃的制備方法，包括以下步驟：

（1）碎玻璃的處理：使用堿液浸泡碎玻璃3～5小時，再取出使用清水淋洗，烘干后研磨成顆粒狀，在60～80℃下干燥1～2小時，再放入頻率25～40khz、功率60～100w的超聲清洗器中超聲30～40min，然后放入球磨罐中濕法球磨6～8小時，玻璃微粉放入80℃的烘箱中干燥保存；其中，堿液為氫氧化鈉或氫氧化鉀與無水乙醇在40～50℃攪拌混合制得。濕法球磨選用氧化鋁球磨罐，并加入碎玻璃質(zhì)量5～10倍的乙醇。

（2）物料的混合：按照重量稱取玻璃微粉、二氧化硅、硫酸鈉、碳酸鈉、氧化鈣、氧化鎂、五氧化二磷、粗硼砂、三氧化二銻、分散劑，于混合攪拌器中攪拌30～40min，轉(zhuǎn)速為60～100rpm/min；攪拌后送入超微粉碎機粉碎成超微細粉，過600～800目篩得到混合細粉。

（3）預(yù)熱、燒結(jié)、發(fā)泡：將混合細粉與發(fā)泡劑充分混合后均勻填充入模具中，再將模具置于高溫窯爐中預(yù)熱，升溫至500℃，保溫20～30min；再升溫至620℃燒結(jié)40～50min；繼續(xù)升溫至860℃發(fā)泡20～30min；關(guān)閉高溫窯爐，自然冷卻至室溫得到該泡沫玻璃。其中，預(yù)熱、燒結(jié)時的升溫速率保持15～25℃/min，發(fā)泡時的升溫速率保持30～40℃/min。

實施例3

一種節(jié)能泡沫玻璃，包括如下重量的原料：廢棄壓花玻璃98g、二氧化硅15g、硫酸鈉1.8g、碳酸鈉0.3g、氧化鈣4g、氧化鎂1.2g、五氧化二磷0.6g、粗硼砂2g、三氧化二銻0.4g、發(fā)泡劑碳化硅6g、分散劑六偏磷酸鈉2g。

上述節(jié)能泡沫玻璃的制備方法，包括以下步驟：

（1）碎玻璃的處理：使用堿液浸泡碎玻璃3～5小時，再取出使用清水淋洗，烘干后研磨成顆粒狀，在60～80℃下干燥1～2小時，再放入頻率25～40khz、功率60～100w的超聲清洗器中超聲30～40min，然后放入球磨罐中濕法球磨6～8小時，玻璃微粉放入80℃的烘箱中干燥保存；其中，堿液為氫氧化鈉或氫氧化鉀與無水乙醇在40～50℃攪拌混合制得。濕法球磨選用氧化鋁球磨罐，并加入碎玻璃質(zhì)量5～10倍的乙醇。

（2）物料的混合：按照重量稱取玻璃微粉、二氧化硅、硫酸鈉、碳酸鈉、氧化鈣、氧化鎂、五氧化二磷、粗硼砂、三氧化二銻、分散劑，于混合攪拌器中攪拌30～40min，轉(zhuǎn)速為60～100rpm/min；攪拌后送入超微粉碎機粉碎成超微細粉，過600～800目篩得到混合細粉。

（3）預(yù)熱、燒結(jié)、發(fā)泡：將混合細粉與發(fā)泡劑充分混合后均勻填充入模具中，再將模具置于高溫窯爐中預(yù)熱，升溫至530℃，保溫20～30min；再升溫至635℃燒結(jié)40～50min；繼續(xù)升溫至890℃發(fā)泡20～30min；關(guān)閉高溫窯爐，自然冷卻至室溫得到該泡沫玻璃。其中，預(yù)熱、燒結(jié)時的升溫速率保持15～25℃/min，發(fā)泡時的升溫速率保持30～40℃/min。

實施例4

一種節(jié)能泡沫玻璃，包括如下重量的原料：廢棄平板玻璃120g、二氧化硅18g、硫酸鈉2.8g、碳酸鈉0.5g、氧化鈣5g、氧化鎂1.4g、五氧化二磷0.6g、粗硼砂5g、三氧化二銻0.6g、發(fā)泡劑碳粉6g、分散劑脂肪醇聚氧乙烯醚3g。

上述節(jié)能泡沫玻璃的制備方法，包括以下步驟：

（1）碎玻璃的處理：使用堿液浸泡碎玻璃3～5小時，再取出使用清水淋洗，烘干后研磨成顆粒狀，在60～80℃下干燥1～2小時，再放入頻率25～40khz、功率60～100w的超聲清洗器中超聲30～40min，然后放入球磨罐中濕法球磨6～8小時，玻璃微粉放入80℃的烘箱中干燥保存；其中，堿液為氫氧化鈉或氫氧化鉀與無水乙醇在40～50℃攪拌混合制得。濕法球磨選用氧化鋁球磨罐，并加入碎玻璃質(zhì)量5～10倍的乙醇。

（2）物料的混合：按照重量稱取玻璃微粉、二氧化硅、硫酸鈉、碳酸鈉、氧化鈣、氧化鎂、五氧化二磷、粗硼砂、三氧化二銻、分散劑，于混合攪拌器中攪拌30～40min，轉(zhuǎn)速為60～100rpm/min；攪拌后送入超微粉碎機粉碎成超微細粉，過600～800目篩得到混合細粉。

（3）預(yù)熱、燒結(jié)、發(fā)泡：將混合細粉與發(fā)泡劑充分混合后均勻填充入模具中，再將模具置于高溫窯爐中預(yù)熱，升溫至550℃，保溫20～30min；再升溫至630℃燒結(jié)40～50min；繼續(xù)升溫至890℃發(fā)泡20～30min；關(guān)閉高溫窯爐，自然冷卻至室溫得到該泡沫玻璃。其中，預(yù)熱、燒結(jié)時的升溫速率保持15～25℃/min，發(fā)泡時的升溫速率保持30～40℃/min。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進和潤飾，也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。