一种高性能泡沫玻璃及其原料和制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高性能泡沫玻璃及其原料和制备方法，所述高性能泡沫玻璃的密度为98～180kg/m3，抗压强度0.63～1.72MPa，导热系数0.039～0.056W/m.k。生产高性能泡沫玻璃的原料的重量份组成如下：平板玻璃碎料20～30；泡沫玻璃废料20～25；石英砂20～28；长石15～20；纯碱13～18；白云石3～8；钾碱1～2；芒硝1～3；氧化铁粉2～4；氧化锌粉2～4；锰粉1～3。本发明专利技术使用平板玻璃碎料、泡沫玻璃废料、少量常见矿物以及化工原料来调整泡沫玻璃的化学成分，使得到的泡沫玻璃达到甚至超过ASTMC552的技术指标要求，实现废物利用，减少环境污染，降低生产成本，提高产量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及泡沫玻璃生产
，具体涉及一种高性能泡沫玻璃及其原料和制备方法。
技术介绍
现有技术中，生产泡沫玻璃通常采用“粉末二步烧成法”，即先把原料碎玻璃和辅料发泡剂等一起磨细并混合成均匀的配合料粉，再把配合料粉装入耐热钢模盒内，一起放进发泡窑内加热，使配合料熔融、发泡膨胀充满模盒，然后迅速冷却，使熔融的泡沫体外壳固化后，从模盒中取出，放入另一台退火炉中进行缓慢冷却(退火)，消除应力，制成泡沫玻璃毛坯；最后采用机械切割等方法，把毛坯加工成各种规格形状的成品。目前泡沫玻璃成品的标准，国际上通行ASTMC552，国内为JC/T647，主要技术数据如下表1。表1通常将达到或超过ASTMC552技术指标要求的称为高性能泡沫玻璃。
技术实现思路
本专利技术提供了一种高性能泡沫玻璃及其制备方法，对平板玻璃碎料以及泡沫玻璃废料加以利用，通过调整各组分的配比，得到性能达到或超过ASTMC552技术指标的高性能泡沫玻璃。一种高性能泡沫玻璃，所述高性能泡沫玻璃的密度为98～180kg/m3，抗压强度0.63～1.72MPa，导热系数0.039～0.056W/m.k。本专利技术提供的高性能泡沫玻璃的各项指标达到或超过ASTMC552技术指标，具有低密度，低导热系数，高抗压强度等优点。进一步优选，所述高性能泡沫玻璃的密度为150～180kg/m3，抗压强度1.56～1.72MPa，导热系数0.050～0.056W/m.k。本专利技术还提供了一种生产所述的高性能泡沫玻璃的原料，泡沫玻璃原料的重量份组成如下：本专利技术提供的泡沫玻璃原料中，除了普通的钠硅钙玻璃成分外，还引入了特殊功能成分，例如，SO3、Fe2O3、ZnO、MnO等，能够改善泡沫玻璃的孔洞结构，使泡沫玻璃具有高抗压强度、低导热系数、低容重等优异性能。在玻璃生产加工过程中，经常会产生很多碎玻璃，将碎玻璃作为生产原料，不但可以实现废物利用，还能加速玻璃的熔制过程，降低玻璃熔制的热量消耗，进而降低玻璃的生产成本和增加产量。本专利技术中，泡沫玻璃原料中各组分的性质以及作用详述如下：a、平板玻璃碎料为了使玻璃成分尽量稳定，本专利技术选用价廉易得的平板玻璃碎料，在满足产品质量要求的前提下，平板玻璃碎料的用量应尽可能多，本专利技术中，平板玻璃碎料的加入量约为泡沫玻璃原料总重量的20％～30％。平板玻璃碎料的粒度应比其它原料的颗粒度大很多，以有助于防止泡沫玻璃原料分层，并使熔融加快。平板玻璃碎料的粒度通常采用20～50mm。使用平板玻璃碎料时，应进行清洗、捡选、除去杂质等预处理，同时，也必须取样，进行化学分析，根据化学成分进行泡沫玻璃原料的配料调整。b、泡沫玻璃废料在泡沫玻璃生产加工过程中，会产生很多废边角料，随意丢弃废边角料，不但会降低产品利用率，提高生产成本，而且还会污染环境。泡沫玻璃废料与玻璃的成分完全相同，打成粉末后，可与其他原料形成均匀的泡沫玻璃原料，不但可以废物利用，而且能够降低生产成本，提高玻璃成分的稳定性和均匀性。在满足产品质量要求的前提下，泡沫玻璃废料的用量也可以尽量多，本专利技术中，泡沫玻璃废料的加入量约为泡沫玻璃原料总重量的20％～25％。所述泡沫玻璃废料采用粉末状，粒径≤5mm。c、石英砂石英砂又名硅砂，主要提供SiO2。SiO2相对分子质量60.09，密度2.4g/cm3，熔点1710℃，是形成玻璃的主体物质，也是构成玻璃的骨架，SiO2的空隙间充满着其他氧化物，使泡沫玻璃具有的一系列的优良性能。泡沫玻璃的多种性能，例如透明度、机械强度、化学稳定性和热稳定性等，都由SiO2提供，玻璃的粘度、热稳定性和化学稳定性都随着SiO2含量的增加而提高。d、长石长石用于向泡沫玻璃中引入氧化铝成分。Al2O3相对分子质量101.94，密度3.99g/cm3，熔点2050℃。在泡沫玻璃中引入适量Al2O3能够降低玻璃的析晶倾向，提高化学稳定性，且能增加玻璃的机械强度，除此之外，Al2O3还能改善玻璃的成型性能，使玻璃液变得柔和，好操作。e、纯碱纯碱用于提供泡沫玻璃原料中的氧化钠。Na2O相对分子质量61.98，密度2.27g/cm3。由于Na2O的熔点很低，粘度很小，化学性质活泼，是理想的助熔剂，能显著降低玻璃粘度，增加玻璃液的流动性，并能改善玻璃的析晶倾向。f、钾碱钾碱用于提供泡沫玻璃原料中的氧化钾。K2O相对分子质量94.20，密度2.32g/cm3。K2O的许多性质与Na2O相似，在泡沫玻璃原料中用1～1.5％的K2O代替Na2O，能够显著降低析晶倾向，改善玻璃成型性能，此外K2O还能增加玻璃光泽，改善制品质量。g、白云石白云石主要提供泡沫玻璃原料中的氧化钙和氧化镁。CaO相对分子质量56.08，密度2.62g/cm3，熔点2570℃。CaO能提高泡沫玻璃的化学稳定性和机械强度，适量CaO在高温时可降低玻璃粘度，有利于玻璃的熔化和澄清。MgO相对分子质量40.32，密度3.65g/cm3，熔点2800℃。MgO在许多方面具有与CaO类似的性质，如降低高温粘度，提高化学稳定性。MgO克服了CaO的缺点，当用MgO代替相同数量的CaO时，能改善玻璃的析晶性能，使成型温度范围变宽，有助于玻璃的熔化和成型。h、氧化铁粉氧化铁粉主要提供泡沫玻璃原料中的氧化铁。Fe2O3相对分子质量159.70，密度5.12g/cm3。Fe2O3能使玻璃强烈着色，降低玻璃的透明度和透热性，增加了玻璃上下层温差，降低窑底耐火材料的侵蚀，能提高泡沫玻璃的抗压强度，降低泡沫玻璃的热传导率。i、芒硝芒硝主要提供泡沫玻璃原料中的硫酸钠。Na2SO4相对分子质量142.04密度2.68g/cm3，熔点884℃。在高温时，分解放出气体SO3起到澄清作用。生产泡沫玻璃时，SO3与发泡剂一起化学反应和热分解，产生足够数量的气体，在泡沫玻璃中形成稳定均匀的气孔。j、氧化锌粉氧化锌粉主要提供泡沫玻璃原料中的氧化锌。ZnO俗名锌氧粉或锌白，为白色六角晶体或粉末，相对分子质量81.37，密度5.606，熔点1975℃。ZnO是一种碱土性氧化物，用作助熔剂，可增加泡沫玻璃的透明度和抗张力变形，提高玻璃的化学稳定性，降低热膨胀系数。k、锰粉锰粉主要提供泡沫玻璃原料中的氧化锰，MnO相对分子质量70.94，密度5.09，熔点1650(℃)，能使玻璃着色，提高泡沫玻璃的抗压强度，降低泡沫玻璃的热传导率。将上述十一种原料按照比例混合成均匀的玻璃配合料，玻璃配合料在窑炉中熔化后烘干，得到泡沫玻璃原料，泡沫玻璃原料与发泡剂以一定的配比关系混合后，利用球磨机磨成粉料，该粉料经过发泡和退火即可得到高性能泡沫玻璃。本专利技术对于泡沫玻璃生产方法的改进主要在于，原料的组分构成，以及各组分的用量比例，对于生产方法的其他部分，均可采用现有技术，例如，发泡前粉料的粒径，发泡以及退火的温度和时间等。各组分的粒径如果没有特殊限定，以便于混合均匀为目的，进行粒径的选择。本专利技术中，如果粒径有限定，均指对数均粒径的限定。本专利技术中，各组分之间相互配合，使制备的泡沫玻璃具有优异的性能，优选地，泡沫玻璃原料的重量份组成如下：进一步优选，泡沫玻璃原料的重量份组成如下：泡沫玻璃原料的制备过程可以采用现有技术，称量原料的各组分并混合均匀，得到配合料，配合料会经本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高性能泡沫玻璃，其特征在于，所述高性能泡沫玻璃的密度为98～180kg/m3，抗压强度0.63～1.72MPa，导热系数0.039～0.056W/m.k。

【技术特征摘要】
1.一种高性能泡沫玻璃，其特征在于，所述高性能泡沫玻璃的密度为98～180kg/m3，抗压强度0.63～1.72MPa，导热系数0.039～0.056W/m.k。2.如权利要求1所述的高性能泡沫玻璃，其特征在于，所述高性能泡沫玻璃的密度为150～180kg/m3，抗压强度1.56～1.72MPa，导热系数0.050～0.056W/m.k。3.一种生产如权利要求1或2所述的高性能泡沫玻璃的原料，其特征在于，泡沫玻璃原料的重量份组成如下：4.如权利要求3所述的生产高性能泡沫玻璃的原料，其特征在于，泡沫玻璃原料的重量份组成如下：5.如权利要求3所述的生产高性能泡沫玻璃的原料，其特征在于，泡...

【专利技术属性】
技术研发人员：管金国，俞一平，周林，
申请(专利权)人：江苏德和绝热科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32