[发明专利]具有不对称泡孔结构的蜂窝陶瓷板及其制造方法

说明书

发明领域

本发明涉及用于连续生产蜂窝陶瓷产品(如蜂窝陶瓷板，例如玻璃泡沫板)的方法和设备。本发明还涉及通过这种方法获得的蜂窝陶瓷产品。

技术背景

已知有一些方法用于制造涉及发泡的蜂窝陶瓷材料。例如：

a)将气体介入(结合，如注射)和机械分布到低粘度熔体中。

b)在真空下将溶解的气体释放到低熔点熔体中并在其中膨胀。

c)将发泡剂介入(结合)到熔体中。

d)将玻璃粉末与发泡剂混合并随后加热。

在最后一种玻璃发泡法的情况中，制造设备通常包括具有传送带的发泡熔炉和粉末装载设备，所述传送带承载玻璃粉末和发泡剂。发泡过程涉及使厚板或薄板发泡。

发明概述

本发明由以下观察现象得到，即，在生产过程中对蜂窝陶瓷产品(如发泡玻璃)进行拉伸会使最终材料的物理性质发生变化，例如蜂窝陶瓷产品(如玻璃泡沫材料)的绝热性。因此，能够对这些物理性质进行适配。这种情况是有利的，因为这样能根据客户需求对玻璃的性质进行定制(例如，拉伸使导热性降低，即改善绝热性)。

在第一方面中，本发明涉及用于连续生产蜂窝陶瓷板(如一片式陶瓷板)的方法，该方法包括：

a)在发泡熔炉中对陶瓷颗粒和发泡剂进行热处理，同时以第一速度输送所述陶瓷颗粒和所述发泡剂，从而形成蜂窝陶瓷板，和

b)在退火炉中通过将所述蜂窝陶瓷板冷却，同时以大于所述第一速度的第二速度输送所述蜂窝陶瓷板对其进行退火，从而对所述蜂窝陶瓷板进行拉伸和冷却。

在第一方面的一种实施方式中，本发明涉及一种方法，该方法中，在步骤(b)之前，经由中间传送器以大于或等于所述第二速度的第三速度，将(一片式)蜂窝陶瓷板从所述发泡熔炉转移到所述退火炉。这种做法是有利的，因为这样能在较高温度的区域中对蜂窝陶瓷板进行拉伸，而不需要使用能耐受所述较高温度的退火传送器(第二传送器)。在较低温度进行拉伸时，在泡沫材料中引起的应力大于在较高温度进行拉伸时的情况。优选只对中间传送器进行适配以承受所述较高温度，所述中间传送器比退火传送器更短(例如短得多)。由于退火需要较长的传送器，所以使用未经适配以承受较高温度的退火传送器是经济节约的(例如，使用中间传送器时，能承受最高600℃温度的第二传送器是足够的，不需要使用能承受长退火炉中最高800℃或900℃温度的第二传送器)。

在第一方面的一种实施方式中，本发明涉及一种方法，该方法中，第二速度和第一速度之间的差值等于或小于第一速度的25％，优选为1-25％，更优选为2-20％，最优选为3-15％。在这些范围内的拉伸提供了绝热性方面的改善(较低的k值)，同时保持破损量较低。一般来说，为了在较高速度差值时减少破损，采用较高的拉伸温度是有帮助的。

在第一方面的一种实施方式中，本发明涉及一种方法，该方法中，第三和第二速度之间的差值为0-10％(或1-10％)，优选为0-5％(或1-5％)。一定程度的预拉伸是有利的，因为这样会使一片式蜂窝陶瓷板在退火过程中收缩，从而释放应力并降低断裂倾向。

在第一方面的一种实施方式中，本发明涉及一种方法，该方法中，拉伸为3-15％。这种情况是有利的，因为在这种范围内，所形成的陶瓷蜂窝板同时具有可接受的压缩强度和与其他情况相同但未经拉伸的蜂窝陶瓷板相比改善的绝热性。

在第一方面的一种实施方式中，本发明涉及一种方法，该方法中，蜂窝陶瓷板可以是玻璃泡沫板。

发泡步骤可产生开放或闭合的泡孔。对于绝热目的，优选闭合的泡孔。在发泡玻璃的情况中，可以通过向无定形玻璃粉末中加入一些结晶材料(如TiO₂)来获得开放的泡孔。例如，在研磨玻璃的过程中(如在球磨机中)加入约1％TiO₂会在玻璃泡沫材料中产生100％的开放泡孔。需要闭合泡孔时，优选避免加入TiO₂或类似结晶材料。

在第二方面中，本发明涉及用于连续生产蜂窝陶瓷板的设备，该设备包括：

a)发泡熔炉，用于对陶瓷颗粒和发泡剂进行热处理同时以第一速度进行输送从而形成蜂窝陶瓷板，和

b)退火炉，通过将所述蜂窝陶瓷板冷却同时以大于所述第一速度的第二速度进行输送对其进行退火，从而对所述蜂窝陶瓷板进行拉伸和冷却。

换言之，本发明的第二方面涉及一种用于连续生产蜂窝陶瓷板的设备，该设备包括：

a)用于对陶瓷颗粒和发泡剂进行热处理的发泡熔炉，所述发泡熔炉包括经过适配用于以第一速度(即线速度)进行输送同时对所述陶瓷颗粒和所述发泡剂进行加热以形成蜂窝陶瓷板的第一传送器，和