[发明专利]硼硅泡沫玻璃的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硼硅泡沫玻璃制备方法，其产品采用一种硼硅玻璃原料及适量的发泡剂及发泡助剂，在适宜的温度制度条件下，获得性能优良的泡沫玻璃，该泡沫玻璃具有高化学稳定性，耐酸性尤为突出，机械强度好，用作泡沫玻璃原料，可以生产耐酸性好、热震稳定性好、机械强度高、抗冲刷性能好、导热系数低、气孔结构均匀的泡沫玻璃产品。

背景技术

泡沫玻璃是由定量的玻璃原料、发泡剂加发泡助剂等经过细粉碎混和均匀形成配合料，放入到耐热钢模具中，再经过预热、烧结、发泡、退火等工艺制成的多孔玻璃材料。泡沫玻璃是由大量的直径在0.1～3mm的均匀气泡结构组成，气泡的体积占总体积的80～95％，它的表观密度为110～300kg/m³。泡沫玻璃是一种性能优越的隔热、吸声、防潮、防火的轻质高强无机材料。它具有比强度高、导热系数小、不吸水、不透湿、热稳定性好、不燃烧、不变形、使用寿命长、工作温度范围宽、不受虫害、耐蚀性能强、易加工、施工方便等优点。

主要应用领域包括：

(1)深冷和低温管道、设备、容器与储罐；

(2)中温和高温管道、设备；

(3)热油和热沥青储罐；

(4)流体换热系统；

(5)石油化工、硫化生产过程；

(6)压缩机、风机房的隔音和吸音墙；

(7)建筑物的天花板、围护墙、内隔墙；

(8)已渗水高温管道隔热系统的“过盈保温”，以排出水分，恢复并提高其隔热性能；

(9)热电厂烟道和烟囱内衬，作为防腐保温材料。

目前，泡沫玻璃普遍使用的原料为平板玻璃下角料及回收的废玻璃，还有类似瓶罐玻璃、甚至显像管玻璃。但是这些玻璃的成分体系主要属于钠钙玻璃体系，凡是用于保温使用的泡沫玻璃，期望气泡结构为闭孔结构，减少和降低泡沫玻璃吸水率，提高泡沫玻璃的绝热性能，但是这类泡沫玻璃具有普遍性的缺陷：一是耐酸腐蚀性差，在40％硫酸腐蚀条件下，10天时间，耐酸腐蚀性失重大于0.5g/100²；二是机械强度低，维氏硬度小于500MPa、抗折强度小于0.6Mpa；三是所制造的泡沫玻璃表观的气泡均匀度不好，在每100cm²有3个以上超过平均直径100％的气泡，很难获得外观均匀一致的闭孔结构泡沫玻璃。

发明内容

本发明目的在于，提供一种硼硅泡沫玻璃制造方法，具有高化学稳定性，耐酸性尤为突出，机械强度好。硼硅玻璃原料用作泡沫玻璃原料，使用公知的发泡剂和发泡助剂，可以生产耐酸性好、热震稳定性好、机械强度高、抗冲刷性能好、导热系数低、气孔结构均匀的泡沫玻璃产品。

本发明人在大量研究工作基础上，结果发现：在硼硅酸盐玻璃体系中，按照玻璃紧密堆积理论和高场强小直径原子结合作用关系，可以获取高化学稳定性和高机械性能硼硅玻璃原料，可满足制造性能优良的泡沫玻璃产品所需。

利用TiO₂可以获得耐酸性能提高、利用Fe₂O₃、SO₃、MnO₂来促进碳类发泡剂(碳黑、石墨、碳化硅)的氧化作用，使泡沫玻璃发泡过程缓慢从玻璃体中释放出来，通过调整成份之间的优化组合，可获得性能满意的硼硅泡沫玻璃产品，产品性能优于以钠钙玻璃为原料的泡沫玻璃。

本发明的硼硅泡沫玻璃制备方法，其特征在于：由含有下列成份的基础硼硅酸盐玻璃所构成，按质量百分含量计，

SiO₂     55～78

B₂O₃     0.5～25

Al₂O₃    2～8

Li₂O     0.1～0.5

Na₂O     5～14

K₂O      0.5～6.5

并且其中Li₂O+Na₂O+K₂O    6～15

MgO    1～5

CaO    3～8

BaO    0～3

并且其中BaO+MgO+CaO    4～11

TiO₂     0.5～4

SO₃      0.02～0.45