[发明专利]一种熔岩泡沫玻璃的制造方法

说明书

本发明涉及一种保温材料的加工制造方法。

目前制造泡沫玻璃的方法是将原材料按一定配比充分粉碎混合后填充到模具中，然后送至烧结炉中加热发泡成型后慢慢冷却成为制品。作为发泡剂的碳黑、碳酸钙、白云石、芝硝等，是在加热过程中与空气中的氧结合或通过自身的热分解产生气体，使因加热而软化了的玻璃发泡的。至于发泡成型用的模具，一般可采用耐热金属材料或耐火材料。如果发泡温度超过800℃，对金属材料的耐热性要求升高，模具造价就高，而且在高温下模具的强度显著降低，使用寿命明显缩短。因此，考虑到模具的寿命和燃料的费用问题，最好能在低温下发泡成型。

对于泡沫玻璃，因原料不同，可分为两大类：一类是以碎玻璃为骨料;另一类是以酸性火山玻璃质岩浆为骨料;也有两者混合而成，但都存在着以下不足。

1.以碎玻璃为骨料的泡沫玻璃，主要采用平板玻璃和瓶罐玻璃等软化点较低的钠钙玻璃，而发泡剂通常用碳黑，烧结温度在800℃以上，一般为820-860℃，用碳黑做发泡剂的缺点是，碳黑易在玻璃软化之前（约500℃），粉末状的配合料中即有一部分碳黑同空气接触而氧化，产生的气体将从尚未成玻璃相的固体粉料的空隙中逸出，致使制品因气相减少而使容重增大，而且发泡不均。因此必须采用某些方法阻止这种发泡剂的损失，如日本特公昭3623719、特公昭3623868专利中所介绍的方法，把含碳黑发泡剂的玻璃粉料经700℃烧结处理后，使软化的玻璃将碳黑包裹起来，再重新粉碎混合均匀，加热发泡;或在碳粉氧化损失温度范围内快速升温，每分钟升温35℃以上，使玻璃迅速烧结致密，防止碳黑与空气接触氧化。但是任何方法都不能完全阻止碳粉的损失，还使得生产工艺变得复杂化，成本相应提高。因此，以碳黑为发泡剂的泡沫玻璃不可避免地存在着发泡不均的现象。另外，在800℃以上的温度发泡，对金属模具的耐热性能要求比较高，而且使模具的使用寿命缩短，成本有所升高，因此有待进一步降低烧结温度。

2.以酸性火山玻璃质岩石为骨料的泡沫玻璃，主要采用珍珠岩、黑曜岩、响岩等尾矿粉并以芝硝为发泡剂，发泡温度在1000℃以上。这种方法的缺点是烧结温度过高，如中国CN1030565A专利所介绍的，发泡温度为1100-1120℃，这样对模具的要求相当高，燃料消耗大，窑炉的造价升高，使成本大为提高。目前生产泡沫玻璃的方法趋向于采用低温发泡工艺，对于金属模具而言，发泡温度的降低意味着模具造价的降低和使用寿命的延长，因此是非常重要的。

本发明的目的在于，提供一种以珍珠岩为骨料，以碳酸钙为发泡剂的泡沫玻璃制造方法;经过混料→烘干→装模→烧成→冷却等工艺过程，从而使烧成温度降低，并广泛利用自然资源中;达到降低产品成本，提高合格率，简化工序的目的。

本发明的目的是通过以下技术措施来实现的：

a、其工艺过程为：将珍珠岩粉碎到80-100目，再与200-300目的碳酸钙充分混合，然后加入烧碱、硼砂、磷酸钠、五氧化二钒或氢氧化钾的水溶液搅拌均匀，再浸泡12小时，然后烘干，再重新粉碎至50目装模，经650-780℃炉窑中烧成后脱模;

b、其原料的重量配比为：

珍珠岩或膨胀珍珠岩  100（份）

烧碱  15-40（份）

硼砂  1-10（份）

磷酸钠  1-5（份）

五氧化二钒  0.005-1（份）或氢氧化钾5-15（份）

碳酸钙  0.5-5（份）

水  50-150（份）。

所述珍珠岩也可采用开采珍珠岩矿中过细的尾粉，其成分范围是：SiO₂68-75%;Al₂O₃9.0-14%;Fe₂O₃0.9-4%;CaO1.0-2.0%;K₂O·Na₂O4-10%;MgO0.4-1.0%;结晶水4-6%。

所述烧成工艺的温度控制是：粉料入窑温度为200℃，然后以每分钟2-5℃的速度缓慢升温，达到烧结温度后保温1-3小时，再以每分钟0.5-1.0℃的速度降温至40-70℃出窑;其装模工艺中，装模量为30%体积百分比。

本发明的优点与积极效果是：

1.以膨胀珍珠岩石为骨料，也可采用开采珍珠岩矿过细的尾粉或膨胀珍珠岩生产中的废料，这样可以广泛地利用自然资源。

2.以碳酸钙为发泡剂，防止了以碳黑作发泡剂时制品发泡不均的缺点，使产品合格率提高，生产工艺简单。