專利名稱：膨脹蛭石泡沫玻璃保溫材料的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種無機保溫材料，具體涉及膨脹蛭石泡沫玻璃保溫材料及其制備方法。
背景技術：
近幾年，因建筑外墻保溫材料引發的火災事故頻發，有機保溫材料的使用受到很大限制。泡沫玻璃是一種保溫隔熱性能優越的新型綠色環保建筑材料，屬無機材料，燃燒性能可以達到A級。它具有表觀密度小、機械強度高、吸水率低、透濕系數低、膨脹系數小、抗凍融性能好、導熱系數低、熱穩定性能好、不燃燒、耐腐蝕、可加工性能好等優點。目前制備泡沫玻璃的原材料主要采用玻璃粉，其來源較為狹窄，且生產成本較高。蛭石礦產是我國具有潛在優勢的非金屬礦產之一，來源廣泛，價格低廉。蛭石在8500C _950°C高溫下會發生劇烈膨脹，形成膨脹蛭石，膨脹蛭石具有防火、保溫、隔熱、吸聲等特點，與玻璃粉混合后在發泡劑等添加劑作用下焙燒即可獲得具有一定強度且保溫性能良好的外墻保溫材料。其不僅可用于民用建筑外墻和屋頂的隔熱保溫，還可廣泛應用于石油、化工、地下工程、國防軍工等領域，能達到隔熱、保溫、保冷、吸音之效果。
發明內容
本發明提供了一種膨脹蛭石泡沫玻璃保溫材料的制備方法，原材料采用玻璃粉和天然蛭石，以水玻璃為發泡劑，摻入適當的輔助添加劑，經預熱、燒結、發泡、冷卻、退火而成。目的在于充分利用天然礦物蛭石的膨脹作用，提高保溫隔熱性能，進而提高材料質量，同時降低成本。 為達到上述目的，本發明采用的技術方案是:(I)將天然礦物蛭石粉碎，廢玻璃球磨至200目以下；(2)按質量分數將60%-90%的玻璃粉，10%-40%的蛭石，4-10%的外加劑，加入15% -25%的水玻璃溶液，攪拌均勻后得蛭石泡沫玻璃的配合料；(3)將上述配合料放入耐熱鋼模具中制成扁平狀坯體，放入烘箱中烘干；(4)將烘干后的坯體放入加熱爐中加熱，燒制程序如下:預熱階段，自室溫以5-10°C /分鐘的升溫速度升至400°C，保溫30分鐘；燒結階段，升溫速度以10-20°C /分鐘升溫至850-950°C ；發泡階段，在850-950°C恒溫下保溫30_60分鐘；快速冷卻階段，冷卻速度為15_20°C /分鐘，冷卻至550_650°C ；退火階段，降溫速度為1_2°C /分鐘，退火至50°C以下得膨脹蛭石泡沫玻璃。本發明采用的主要原料為天然礦物蛭石和碎玻璃，當加熱溫度在850°C -950°C時，蛭石會發生劇烈膨脹，由此形成膨脹蛭石。膨脹蛭石的導熱率低、容重輕、耐腐蝕，具有良好的保溫、隔熱性能，且價格低廉，與玻璃粉融合后，可提高泡沫玻璃保溫隔熱性能，降低容重。
本發明的有益效果在于充分利用廢棄材料及天然礦物，提高泡沫玻璃質量的同時，降低造價，節約成本。本發明制作工藝簡單不僅可用于民用建筑外墻和屋頂的隔熱保溫，還可廣泛應用于石油、化工、地下工程、國防軍工等領域，能達到隔熱、保溫、保冷、吸音之效果。
具體實施例方式實例I，按質量分數將55%的玻璃粉，14%的蛭石，2.5%的硼砂，1.5%的磷酸三鈉，2 %的硼酸均勻混合，加入25 %的水玻璃溶液，攪拌均勻后得蛭石泡沫玻璃的配合料；將上述配合料放入耐熱鋼模具中制成扁平狀坯體，放入烘箱中烘制2小時，將烘干后的坯體放入加熱爐中加熱，燒制程序如下:預熱階段，自室溫以5°C /分鐘的升溫速度升至400°C，保溫30分鐘；燒結階段，升溫速度以10°C /分鐘升溫至850°C ；發泡階段，在850°C恒溫下保溫60分鐘；快速冷卻階段，以15°C /分鐘，冷卻至550°C ；退火階段，降溫速度為1°C /分鐘，退火至50°C以下。采用上述方法得到的蛭石泡沫玻璃保溫材料，其性能為:容重410kg/m3，抗壓強度3MPa，抗折強度IMPa，導熱系數0.041ff/m.k，吸水率< 5% (24小時體積吸水率)。實例2，按質量分數將53%的玻璃粉，20%的蛭石，3.5 %的硼砂，2 %的磷酸三鈉，1.5%的硼酸均勻混合，加入20%的水玻璃溶液，攪拌均勻后得蛭石泡沫玻璃的配合料；將上述配合料放入耐熱鋼模具中制成扁平狀坯體，放入烘箱中烘制2個小時。將烘干后的坯體放入加熱爐中加熱，燒制 程序如下:預熱階段，自室溫以8°C /分鐘的升溫速度升至400°C，保溫30分鐘；燒結階段，升溫速度以15°C /分鐘升溫至900°C ；發泡階段，在900°C恒溫下保溫40分鐘；快速冷卻階段，以18°C /分鐘，冷卻至600°C ；退火階段，降溫速度為1°C /分鐘，退火至50°C以下。采用上述方法得到的蛭石泡沫玻璃保溫材料，其性能為:容重370kg/m3，抗壓強度
3.8MPa，抗折強度1.5MPa，導熱系數0.045ff/m.k，吸水率< 5% (24小時體積吸水率)。實例3，按質量分數將45 %的玻璃粉，30 %的蛭石，4 %的硼砂，3 %的磷酸三鈉，1%的硼酸均勻混合，加入17%的水玻璃溶液，攪拌均勻后得蛭石泡沫玻璃的配合料；將上述配合料放入耐熱鋼模具中制成扁平狀坯體，放入烘箱中烘制2小時。將烘干后的坯體放入加熱爐中加熱，燒制程序如下:預熱階段，自室溫以10°C /分鐘的升溫速度升至400°C，保溫30分鐘；燒結階段，升溫速度以20°C /分鐘升溫至950°C ；發泡階段，在950°C恒溫下保溫30分鐘；快速冷卻階段，以20°C /分鐘，冷卻至650°C ；退火階段，降溫速度為1°C /分鐘，退火至50°C以下。采用上述方法得到的蛭石泡沫玻璃保溫材料，其性能為:容重330kg/m3，抗壓強度
4.6MPa，抗折強度1.7MPa，導熱系數0.051ff/m.k，吸水率< 5% (24小時體積吸水率)。
本發明生產的膨脹蛭石泡沫玻璃結構強度好，重量輕，吸水率低，導熱系數小，具有良好的絕熱、阻燃效果。本發明制作工藝操作簡單，原料充分采用廢棄材料及天然礦物，成本低廉，節能環保，其作為保溫隔熱材料用于屋頂及外墻保溫，可有效地降低采暖制冷費用，并且具有較高 的安全性和耐久性，發展前景廣闊。
權利要求
1.石泡沫玻璃的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將天然礦物蛭石粉碎，廢玻璃球磨至200目以下； (2)按質量分數將60%-90%的玻璃粉，10% -40%的蛭石，4-10%的外加劑，加入15% -25%的水玻璃溶液，攪拌均勻后得蛭石泡沫玻璃的配合料； (3)將上述配合料放入耐熱鋼模具中制成扁平狀坯體，放入烘箱中烘干； (4)將烘干后的坯體放入加熱爐中加熱，燒制程序如下: 預熱階段，自室溫以5-10°C /分鐘的升溫速度升至400°C，保溫30分鐘； 燒結階段，升溫速度以10-20°C /分鐘升溫至850-950°C ； 發泡階段，在850-950°C恒溫下保溫30-60分鐘； 快速冷卻階段，冷卻速度為15-20°C /分鐘，冷卻至550-650°C ； 退火階段，降溫速度為1_2°C /分鐘，退火至50°C以下得膨脹蛭石泡沫玻璃。
全文摘要
一種膨脹蛭石泡沫玻璃保溫材料，是以天然礦物蛭石和廢玻璃為主要原料，以水玻璃為發泡劑和粘合劑，再摻入適當的輔助添加劑，經球磨、預熱、燒結、發泡、冷卻、退火而成。該泡沫玻璃保溫材料孔隙結構好，重量輕，吸水率低，導熱系數小，具有良好的保溫、隔熱、阻燃效果，燃燒性能可以達到A級，原材料廣泛易得，成本低廉，節能環保，是理想的建筑保溫材料，發展前景廣闊。
文檔編號C03C6/02GK103086587SQ20131005611
公開日2013年5月8日 申請日期2013年2月22日 優先權日2013年2月22日
發明者李剛, 宋強, 姜曙光, 馬玉薇, 李潔 申請人:石河子大學