一種免燒型地聚合物泡沫玻璃的制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種免燒型地聚合物泡沫玻璃的制備方法，先將回收的廢玻璃研磨成粉末，然后將100份玻璃粉，30~60份堿激發劑和1~5份發泡劑混合攪拌均勻，倒入模具中，放入60℃養護箱中養護24h后脫膜，繼續養護28d即可得到。本制備工藝不需要一般泡沫玻璃制備工藝中所需要的750~900℃高能耗工藝，所以節約能源，低碳環保。并且原材料為廢玻璃，固體廢物利用率高，不需要消耗其他天然材料，降低了原料成本。本發明由于采用堿激發原理制備出地聚合物的泡沫玻璃，因其內部含有大量無定型的三維立體網狀結構，所以這種地聚合物泡沫玻璃擁有良好的力學性能，導熱系數低，穩定性好，是一種綠色節能的環保材料。
【專利說明】一種免燒型地聚合物泡沬玻璃的制備方法
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明涉及一種絕熱隔音材料，具體是一種免燒型地聚合物泡沫玻璃的制備方法，其是將廢玻璃磨成粉末后利用堿激發方法制成泡沫玻璃的技術。
【背景技術】
[0003]泡沫玻璃是一種綜合性能非常優異的絕熱隔音材料。它有密度小、導熱系數低、吸水率低、耐酸堿腐蝕等優良特性，與其他建材相比具有保溫隔熱、防水防潮、防火、密度小、機械強度高和吸聲等一系列優越性能，廣泛應用于工業和民用領域，是21世紀最有發展前途的功能材料之一。
[0004]目前，泡沫玻璃的生產一般采用以珍珠巖、浮石、云母、火山灰等為主要原料，經配料、入模成型、燒成(發泡)、退火、切割成型等工藝過程來制造。但是傳統的方法不僅消耗了大量含有玻璃相的天然材料，并且制備工藝中需要燒成工藝需要75(T900°C的高溫，能源和礦產資源消耗都很大，不是一種環保的可持續發展的制備工藝。
[0005]廢玻璃作為一種常見固體廢棄物，現階段我國的廢舊玻璃回收后，一般先添加一些礦物材料高溫熔融，再塑型成新的玻璃，這種回收利用方式需要高溫能耗非常大，在目前我國能源緊張的形勢下，開發出一種新的低碳的環境友好回收利用方式顯得尤為重要。
[0006]地聚合物是一類具有無定形三維網狀硅氧四面體和鋁氧四面體結構的無機聚合物材料，兼具無機材料和有機聚`合物的部分優點。這種材料因其特殊的結構擁有著機械強度高、耐酸、耐高溫、防火、耐腐蝕、耐久性強等優異性能。另一方面，由于廢玻璃含有一定數量的硅一鋁成分，理論上可用作制備地聚合物的原材料。
【發明內容】
[0007]本發明要解決的技術問題是提供一種免燒型地聚合物泡沫玻璃的制備方法，該方法以廢陶瓷為原料，不添加其他天然材料，降低了成本，節約了資源，提高了廢陶瓷的回收利用率。
[0008]本發明所述的一種免燒型地聚合物泡沫玻璃的制備方法，其包括以下步驟:
1)將普通的廢棄玻璃片在球磨機中粉磨20-30分鐘，磨細的廢玻璃粉末能過100目篩子方可；
2)將廢棄玻璃粉100重量份，堿激發劑30-60重量份，發泡劑I飛重量份，加入混凝土攪拌鍋中攪拌均勻；
3)將攪拌均勻的漿料倒入模具中，然后放入60±5°C，相對濕度99%的混凝土養護箱中養護,24小時后脫模。然后再放入養護箱養護一定時間即可得到泡沫玻璃。
[0009]步驟2)所述的堿激發劑為硅酸鈉、硅酸鉀、氫氧化鈉、氫氧化鉀溶液中的一種，所述的硅酸鈉和硅酸鉀的模數在1.0-2.0之間，氫氧化鈉和氫氧化鉀溶液濃度為5~15mol/L。發泡劑為鋁粉或者過氧化氫。
[0010]步驟3)養護一定時間具體是指28天。
[0011]本發明制備工藝主要技術路線為:以廢玻璃粉末為主要原料，在堿激發劑的堿激發作用機理下制備成地聚合物漿料，同時引入發泡劑發泡在地聚合物材料內部產生均勻的孔隙。將這種漿料入模成型，在60°C，相對濕度99%的養護箱中養護28天，即可得到強度高、質輕、導熱系數低的泡沫玻璃。
[0012]本發明采用堿激發原理為主要制備工藝技術，不需要75(T900°C的高溫工藝，降低能源消耗；并且以廢玻璃為原料，不添加其他天然礦材，降低成本節約資源，提高廢玻璃的回收利用率。本發明材料為無機材料，克服了有機保溫材料易燃燒，易燃的致命缺陷。其內部含有大量無定型的三維立體網狀結構，具有熱傳導率低、隔熱性能好、耐火性能好、使用壽命長、耐老化性能好等特點。原料以廢玻璃取代了珍珠巖、浮石、云母等其他天然原料，減少資源消耗，降低了生產成本，促進了固體廢棄物的綜合利用。
[0013]【具體實施方式】:
下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。
[0014]實例1:
本實施案例包括以下步驟: (1)將普通的廢棄玻璃片在球磨機中粉磨20-30分鐘，磨細的廢玻璃粉末能過100目篩子方可；
(2)將廢棄玻璃粉100重量份，堿激發劑1.2模數的硅酸鈉55重量份，鋁粉發泡劑1.5重量份，加入混凝土攪拌鍋中攪拌均勻；
(3)將攪拌均勻的漿料倒入4X4X 16三聯模具中，然后放入60±5°C，相對濕度99%的混凝土養護箱中養護，24小時后脫模。然后再放入養護箱養護至28天即可得到泡沫玻璃；
(4)養護28天后，測得所制備的泡沫玻璃的密度為526kg/m3，抗壓強度12.67MPa，抗折強度2.7MPa。
[0015]實例2:
本實施案例包括以下步驟:
(1)將普通的廢棄玻璃片在球磨機中粉磨20-30分鐘，磨細的廢玻璃粉末能過100目篩子方可；
(2)將廢棄玻璃粉100重量份，堿激發劑2.0模數的硅酸鉀60重量份，鋁粉發泡劑2重量份，加入混凝土攪拌鍋中攪拌均勻；
(3)將攪拌均勻的漿料倒入4Χ4Χ 16三聯模具中，然后放入60±5°C，相對濕度99%的混凝土養護箱中養護，24小時后脫模。然后再放入養護箱養護至28天即可得到泡沫玻
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[0016](4)養護28天后，測得所制備的泡沫玻璃的密度621kg/m3，抗壓強度13.737MPa，抗折強度3.27MPa。
[0017]實例3:
本實施案例包括以下步驟:(1)將普通的廢棄玻璃片在球磨機中粉磨20-30分鐘，磨細的廢玻璃粉末能過100目篩子方可；
(2)將廢棄玻璃粉100重量份，堿激發劑lOmol/L氫氧化鈉溶液30重量份，過氧化氫發泡劑I重量份，加入混凝土攪拌鍋中攪拌均勻；
(3)將攪拌均勻的漿料倒入4X4X 16三聯模具中，然后放入60±5°C，相對濕度99%的混凝土養護箱中養護，24小時后脫模。然后再放入養護箱養護至28天即可得到泡沫玻璃。
[0018](4)養護28天后，測得所制備的泡沫玻璃的密度214kg/m3，抗壓強度8.367MPa，抗折強度1.27MPa。
[0019]實例4:
本實施案例包括以下步驟:
(1)將普通的廢棄玻璃片在球磨機中粉磨20-30分鐘，磨細的廢玻璃粉末能過100目篩子方可；
(2)將廢棄玻璃粉100重量份，堿激發劑lOmol/L氫氧化鉀溶液60重量份，鋁粉發泡劑5重量份，加入混凝土攪拌鍋中攪拌均勻；
(3)將攪拌均勻的漿料倒入4X4X 16三聯模具中，然后放入60±5°C，相對濕度99%的混凝土養護箱中養護，24小時后脫模。然后再放入養護箱養護至28天即可得到泡沫玻璃。
[0020](4)測得所制備的泡沫玻璃28天后，密度386kg/m3，抗壓強度11.39MPa，抗折強度
3.07MPa。
【權利要求】
1.一種免燒型地聚合物泡沫玻璃的制備方法，其特征在于包括以下步驟: 1)將普通的廢棄玻璃片在球磨機中粉磨20-30分鐘，磨細的廢玻璃粉末能過100目篩子方可； 2)將廢棄玻璃粉100重量份，堿激發劑30-60重量份，發泡劑I飛重量份，加入混凝土攪拌鍋中攪拌均勻； 3)將攪拌均勻的漿料倒入模具中，然后放入60±5°C，相對濕度99%的混凝土養護箱中養護,24小時后脫模,然后再放入養護箱養護一定時間即可得到泡沫玻璃。
2.根據權利要求1所述的免燒型地聚合物泡沫玻璃的制備方法，其特征在于步驟2)所述的堿激發劑為硅酸鈉、硅酸鉀、氫氧化鈉、氫氧化鉀溶液中的一種，所述的硅酸鈉和硅酸鉀的模數在1.0-2.0之間，氫氧化鈉和氫氧化鉀溶液濃度為5~15mol/L。
3.根據權利要求1或2所述的免燒型地聚合物泡沫玻璃的制備方法，其特征在于步驟 2)所述的發泡劑為鋁粉或者過氧化氫。
4.根據權利要求1或2所述的免燒型地聚合物泡沫玻璃的制備方法，其特征在于步驟3)養護一定時間為28天。
【文檔編號】C03C6/02GK103641324SQ201310635571
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月3日 優先權日:2013年12月3日
【發明者】李琴, 徐燕, 安浩, 崔皓, 鄧曄文, 翟建平 申請人:南京大學