[发明专利]一种高强度泡沫玻璃的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及废弃无机玻璃的循环利用。特指一种利用废弃无机玻璃，经粉碎，球磨，烧结发泡生产高强度轻质发泡玻璃的方法。

背景技术

泡沫玻璃又称玻璃轻石，它是由废弃玻璃，粉煤灰云母珍珠岩浮石粉火山灰等富含玻璃相的物质为主要原料，添加发泡剂改性剂、促进剂，经细粉碎和均匀混合成配合料，放置在特定模具经过780-880温度加热，使玻璃软化发泡退火形成一种内部充满无数均匀气泡的多孔玻璃相材料。

废弃玻璃是家居建筑行业的边角料或日常生活中的破碎玻璃。由于玻璃难以降解，变口锋利，以前只能进行填埋处理。占用了宝贵的土地资源，增加了环境负担。据估计，我国每年生产的废玻璃有320万吨，占生活垃圾的2％左右。随着综合国力的增强，人民生活水平的提高，废玻璃的总量还会随之增加。

泡沫玻璃是一种体积密度小，强度高，充满小气孔的玻璃质材料，具有保水吸水保温隔热隔音作用，目前已经用于热力管道的保温，房屋建筑内部的轻质隔音墙，建筑物的屋面保温等领域；在花卉、植物种植过程中的保水，干旱地区的雨水储存防霉变，污水处理等领域有广泛的应用前景。

目前的泡沫玻璃产品抗压抗折强度不高，使其应用范围受到一定的限制，提高泡沫玻璃抗压抗折强度，可以使扩大该产品应用范围，还可以使产品增值。

发明内容

在制备玻璃轻石的过程中，根据需要在原来制备玻璃轻石的基础上，加入氧化铝纤维、或莫来石纤维、或高硅玻璃纤维，利用这些耐高温纤维与玻璃熔体良好的浸润特性和优良的刚性，提高发泡玻璃的抗压强度。

本发明具有如下特点：

(1)本发明所提供的制备玻璃轻石方法简单，其工艺流程与传统的工艺无异，容易操作；

(2)本发明所需的氧化铝纤维、或莫来石纤维、或高硅玻璃纤维为短纤维，其长度在2-10mm之间即可，因此可以用纤维生产中的废弃短丝料，也是废弃物利用，成本低。

(3)本发明的方法在低成本的前提下，使普通玻璃轻石强度大幅度地提高，大幅降低了发泡玻璃在运输、安装施工和使用过程中的破损概率，提高了产品的耐久性。

附图说明

图1高强度发泡玻璃生产工艺流程图

图2为氧化铝纤维含量与抗压强度之间的关系；

图3为氧化铝纤维含量与气孔率之间的关系；

图4为氧化铝纤维含量与体积密度和孔径之间的关系；

图5含有氧化铝纤维的泡沫玻璃扫描电镜图片。

具体实施方式

氧化铝纤维增强泡沫玻璃制备的具体实施方式如下：

(1)原料选取：选用日常生活中废弃的门窗玻璃作为原料，对不同颜色的废弃玻璃分类；除去含铅的破碎灯具玻璃。

(2)玻璃粉制备：用清水冲洗废弃玻璃表面的杂质,并将废玻璃晒至干透，用破碎机粉碎成3mm以下的颗粒，再球磨至中位粒径75um左右，过200目不锈钢筛网。

(3)配料：按配料比：废玻璃粉：碳酸钙：氧化铝纤维：聚合磷酸铵＝90-100：1-7：1-8：1-2分别称取所需原料，倒入不锈钢容器混合均匀。

(4)模具或履带准备：按照聚乙烯醇(PVA牌号1799)：水＝5：95将PVA加入温度高于90℃的热水中溶解。溶液冷却后，将粒径小于300目的氧化铝粉体按照质量比：氧化铝：水＝15-25：100倒入上述溶液，搅匀作为脱模剂。将脱模剂用毛刷或喷枪涂均匀覆于模具或履带表面，风干。

(5)烧结发泡：将混合均匀的粉料均匀装进模具中(或平铺于履带上)，将模具放进马弗炉中，以5℃/min的速率升温至400-500℃,保温30min，以除去玻璃吸附的微量水分和PVA等有机物。再以15℃/min的升温速率升温至700-880℃，保温5-30min进行发泡。烧结结束后将样品随炉缓慢冷却至室温。

(6)成品加工：用金刚石锯将发泡玻璃切割成所需形状和尺寸；或将其破碎成所需大小的块体产品。

工艺的关键点：

(A)所用的碳酸钙粉体粒径必须与玻璃粉体的中位粒径接近，以确保原料混合的均匀性，从而提高发泡玻璃的气孔均匀性。

(B)许多旧工艺生产的灯用玻璃含有较多的氧化铅，必须在玻璃破碎前予以剔除。另外，过渡金属离子的存在会影响发泡玻璃的颜色，因此废弃玻璃中的泥土也必须清洗。

(C)配料比和发泡温度均影响发泡玻璃的气孔率和抗压强度，必须严格校正马弗炉的温度均匀性。

(D)氧化铝纤维的长度不宜太长，否则很难混合均匀，也影响气孔均匀性。