[发明专利]一种以沸石为造孔剂制备的高强度泡沫玻璃及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷材料制备技术领域，具体涉及一种以沸石为造孔剂制备的高强度泡沫玻璃及其制备方法。

背景技术

泡沫玻璃不但具有隔热、吸音、不燃烧、不霉变、不腐烂、不透气、不吸水等优点，而且还具有化学稳定性好、耐冷热冲击等特点。由于泡沫玻璃经久耐用、安全可靠，因此它在低热绝缘、防潮工程、吸声降噪等领域占据着越来越重要的地位。在国外，泡沫玻璃还广泛代替水泥、钢铁和混凝土用在建筑物的外、内墙体上，其目的就是吸收由于爆炸或地震所产生的冲击波。然而，一般普通的泡沫玻璃强度不高，这就大大限制了其在建筑等方面的应用。开发高强度的泡沫玻璃山已成为泡沫玻璃的研究热点。国内外的泡沫玻璃制品的品种很多，采用的原料多是废弃的瓶罐玻璃、平板玻璃、工业废弃物如炉渣等，还有采用天然矿物如云母、珍珠岩、浮石粉、火山灰等。用这些原料制备高性能的泡沫玻璃可以废物利用、降低成本、保护环境，具有很大的经济和社会效益。

目前国内外用于制备泡沫玻璃的造孔剂可以分为氧化还原型造孔剂和分解型造孔剂两类：氧化还原型造孔剂主要有碳黑、碳化硅、石墨等，这些造孔剂的分解温度往往与一般玻璃粉基料始熔温度的匹配性差，难得到理想的产品；分解型造孔剂主要有碳酸盐、硫酸盐、硝酸盐、有机物、双氧水等，但由于造孔剂自身特性及分解产物的作用易使所制得泡沫玻璃的泡壁厚薄不均匀，易形成连通结构，因而以这些传统造孔剂制备的泡沫玻璃强度一般都不高，难以满足建筑领域的要求。

沸石岩在我国的储藏是相当丰富的，遍布全国20多个省市及自治区，由于它的空间网架结构中充满了空腔与孔道，存在气体夹杂物，在加热的条件下可以起到造孔剂的作用。目前，以沸石为造孔剂，废玻璃粉为基料，通过粉末烧结发泡工艺制备泡沫玻璃的方法尚未有报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种工艺简单、原料成本低、制品强度高的以沸石为造孔剂制备的高强度泡沫玻璃及其制备方法。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：一种以沸石为造孔剂制备的高强度泡沫玻璃，其特征在于：以废玻璃粉为基料，以沸石为造孔剂，再引入助熔剂和稳泡剂，将它们放入球磨机中干磨，然后造粒、压制成型，再进行热处理，最后制得高强度泡沫玻璃。

所述助熔剂是氟硅酸钠、硼砂其中的一种。

所述助熔剂是硼砂。

所述稳泡剂是磷酸三钠、氧化铁、三氧化二锑其中的一种。

所述稳泡剂是磷酸三钠。

所述高强度泡沫玻璃的抗折强度＞2.5MPa，体积密度≤0.7g/cm³。

上述高强度泡沫玻璃的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

①将基料废玻璃粉、沸石、助熔剂、稳泡剂按一定的配方配料，然后放入球磨机中干磨；

②球磨后的配料经过造粒，再用压机干压成型；

③将压制好的样品进行热处理，最后切割、打磨制得高强度泡沫玻璃材料。

所述配料的配方为废玻璃粉60wt%～90wt%，沸石10wt%～40wt%，外加助熔剂3wt%～8wt%，外加稳泡剂1wt%～5wt%。

所述干压成型的压力为4MPa～15MPa。

所述热处理制度为：升温速率为5℃/min～15℃/min，热处理温度为750℃～900℃，保温时间为20min～120min。

本发明摒弃传统上普遍应用的氧化还原型造孔剂和分解型造孔剂（如粉煤灰、碳酸钙、碳酸钠等），创新性地直接利用沸石架状结构中容纳的大量气体夹杂物在加热过程中逸出而成孔；同时还利用残留在泡沫玻璃中的纤维状的沸石晶粒增强玻璃基体。本发明的制备工艺简单，烧成温度低，所制备的泡沫玻璃不仅气孔均匀，体积密度小，而且还具有高强度的优点。

附图说明

图1为本发明以沸石为造孔剂制备高强度泡沫玻璃的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

称取废玻璃粉16g，沸石粉4g，助熔剂硼砂1g，稳泡剂磷酸三钠0.4g，将其放入球磨机中干磨，然后造粒、压制成型，成型压力10MPa，然后再按如下制度进行热处理：以5℃/min从室温升温至400℃，并保温30min，再以12℃/min从400℃以升温至810℃，并保温35min，最终制得抗折强度为3 MPa，体积密度为0.4g/cm³的高强度泡沫玻璃。

实施例2