[发明专利]利用加工水晶玻璃的废料生产泡沫玻璃的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种泡沫玻璃的制备方法，尤其涉及一种利用加工水晶玻璃的废料生产泡沫玻璃的方法。

背景技术

目前，泡沫玻璃的生产原料多为废旧玻璃的二次回收、加工再利用，没有利用水晶玻璃的废料生产泡沫玻璃的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种成本低廉、适宜大规模生产的利用加工水晶玻璃的废料生产泡沫玻璃的方法。

本发明提供了利用加工水晶玻璃的废料生产泡沫玻璃的方法，将水晶玻璃的废料进行破碎，清洗、干燥、研磨，添加发泡剂和助剂形成泡沫玻璃配料，将配料放入到模具中，然后加热，加热过程分为预热、发泡、稳泡和退火四个阶段。

本发明提供了一种利用加工水晶玻璃的废料生产泡沫玻璃的方法，它包括以下步骤：

(1)将水晶玻璃的废料进行破碎，研磨水晶玻璃的废料至粒度为140～240目；

(2)将重量百分比为90～96％的上述水晶玻璃的废料粉，以及1～2％的炭黑，0.5～2％的焦炭粉，1.5～4％的硼砂，1～2％的氧化锌装入模具后按照以下烧成制度烧成；

(3)预热阶段，升温速度在20～30℃/min，在500～600℃进行恒温预热20～30min；

(4)保温发泡阶段，温度范围770～850℃，恒温时间为30～50min；

(5)快速降温阶段，冷却速度为20～30℃/min，冷却至500～520℃，恒温45～60min；

(6)缓慢降温退火阶段，降温速度为0.5～1.5℃/min，退火至100℃以下得泡沫玻璃。

本发明要求粉碎玻璃的粒度在160～240目为最佳粒径范围。颗粒太粗，其膨胀性太差，不容易烧制成合格的泡沫玻璃；颗粒太细，则发泡剂不容易混合均匀。

本发明所采用的发泡剂为复合发泡剂，主要是低挥发分的炭黑和焦炭粉。

本发明中对发泡剂粒度有一定要求，应该保证炭黑和焦炭粉140～200目范围，过细使之很难混合均匀，易造成泡沫玻璃结构上的不均匀性。过粗会导致气泡尺寸大，同时泡壁会很厚，导致密度上升。

本发明所采用助剂形主要为硼砂和氧化锌。其作用分别为：硼砂作用有：(1)助熔作用，硼砂中含有一定量的Na2O，其有助于玻璃体熔融，从而降低泡沫玻璃的发泡温度，随着硼砂的加入量从0～4％的递增，最佳发泡温度从800℃降到738℃，虽然发泡温度得以大幅降低，但是由于过多地加入硼砂后，其气泡结构变差，有连通气孔出现，吸水率上升，密度又开始增加，因此硼砂的合理添加量在1.5～4％；(2)稳定气泡结构，由于硼砂中带入B2O3，其在高温时增强玻璃网络结构体的作用，会使玻璃在高温时粘度增加而表面张力下降，粘度的增大保证气泡不易破裂，减少连通孔的出现，而表面张力的下降会使气泡增大，泡壁变薄。因此合适掺加硼砂将有利于泡沫玻璃质量。

氧化锌作用在于给发泡剂炭黑和焦炭粉提供氧，保证产生大量的二氧化碳，即反应为2ZnO+C→CO2↑+2Zn。

本发明适合生产板块状产品，但是对于其烧成制度要求较高，具体分为四个阶段(1)升温预热阶段，升温速度在20～30℃/min，在500～600℃进行恒温预热20～30/min，目的在于使配合料充分预热，减少由于升温速度过快，导致配合料整体温差；(2)保温发泡阶段，根据本发明所用原料及助剂其发泡温度范围770～850℃，恒温时间为30～50min；(3)快速降温阶段，目的在于使已发泡的熔融玻璃体快速冷却，使之泡孔结构固定下来，减少熔体收缩变形。冷却速度为20～30℃/min，冷却至500～520℃；恒温45～60min；恒温作用主要考虑使块状体内外温度均匀，为进入退火阶段做好准备；(4)缓慢降温退火阶段，降温速度为0.5～1.5℃/min，该阶段主要作用在于解除因快速降温带来的热应力，使泡沫玻璃制品具有良好的机械性能。

本发明具有资源再利用特点，制备的泡沫玻璃可广泛用于石油、化工、冷藏、建筑、国防等领域，特别适用于化工管道、石油储罐及煤气、热力管线的防腐保温工程。

具体实施方式

本发明泡沫玻璃生产过程中采用连续性加热设备：发泡炉和退火炉均为隧道式结构。

本发明是采用1Cr18Ni9Ti耐热钢作为模具，模具尺寸为长宽高＝600～750×500～650×150～250mm。置入组装式耐热钢模具，耐热钢板厚度2～3mm。