CN107056050B - 高性能硼硅泡沫玻璃专用原料玻璃的制备方法 - Google Patents

高性能硼硅泡沫玻璃专用原料玻璃的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高性能硼硅泡沫玻璃专用原料玻璃的制备方法，包括下述步骤：(1)配料：将各种原料称量后统一混料机内混合均匀；(2)熔制：将配好的原料经过高温加热，形成均匀的无气泡的玻璃液；(3)成型：将熔制好的的玻璃液转变成具有固定形状的固体制品；(4)水淬：成型后制品经水淬碎成颗粒状，通过捞料机捞出；(5)输送控水：经捞料机捞出的颗粒状玻璃原料平铺在输送机皮带输送至储料仓途中，利用余热回收装置回收部分热空气，通过风管均匀的向输送皮带机上吹送热风，将吸附在玻璃上的水分烘干。本发明玻璃为原料发泡的泡沫玻璃不仅具有耐酸腐蚀性好、机械强度高、导热系数低、气孔密闭性好等优点，而且适于工业化生产。

Description

高性能硼硅泡沫玻璃专用原料玻璃的制备方法
技术领域
本发明涉及一种硼硅泡沫玻璃的制备方法，尤其是涉及一种高性能硼硅泡沫玻璃专用原料玻璃的制备方法。
背景技术
泡沫玻璃最早是由美国匹兹堡康宁公司发明的，是由碎玻璃、发泡剂、改性添加剂和发泡促进剂等，经过细粉碎和均匀混合后，再经过高温熔化，发泡、退火而制成的无机非金属玻璃材料。由于这种新材料具有防潮、防火、防腐的作用，加之玻璃材料具有长期使用性能不劣化的优点，使其在绝热、深冷、地下、露天、易燃、易潮以及有化学侵蚀等苛刻环境下倍受用户青睐。被广泛用于墙体保温、石油、化工、机房降噪、高速公路吸音隔离墙、电力、军工产品等，被用户称之为绿色环保型绝热材料。
泡沫玻璃又称为多孔玻璃，其内部充满无数开口或闭口的小气孔，气孔的面积占总体积的80％～90％，孔径大小为0.5～5mm，也有的小到几微米。泡沫玻璃的主要原料通常是碎玻璃，可使用的酸性火山熔岩类物质，如火山灰、浮石、珍珠岩、黑曜岩、高炉矿渣等。但是这类泡沫玻璃具有如下缺陷：(1)耐酸腐蚀性差；(2)机械强度低；(3)气孔密闭性不好，很难获得外观一致的闭孔结构泡沫玻璃；(4)可以满足耐酸腐蚀性好，机械强度高，气孔密闭性好的泡沫玻璃又达不到大规模生产的目的。
发明内容
为了克服现有技术存在的不足，本发明提供了一种高性能硼硅泡沫玻璃专用原料玻璃的制备方法，其制备得到的硼硅泡沫玻璃不仅具有耐酸腐蚀性好，机械强度高，气孔密闭性好等优点，同时可以达到大规模生产的目的。
一种高性能硼硅泡沫玻璃专用原料玻璃的制备方法，包括下述步骤：
(1)配料：按照设计好的料方单，将各种原料称量后统一混料机内混合均匀；其中，以质量百分含量计，各原料的组成为：
(2)熔制：将配好的原料经过高温加热，形成均匀的无气泡的玻璃液；
(3)成型：将熔制好的的玻璃液转变成具有固定形状的固体制品；
(4)水淬：成型后制品经水淬碎成颗粒状，通过捞料机捞出；
(5)输送控水：经捞料机捞出的颗粒状玻璃原料平铺在输送机皮带输送至储料仓途中，利用余热回收装置回收部分热空气，通过风管均匀的向输送皮带机上吹送热风，将吸附在玻璃上的水分烘干。
作为优选，步骤(1)中，以质量百分含量计，各原料的组成为：
作为优选，步骤(2)中，熔制在熔窑内进行，熔窑采用节能型玻璃工业火焰池窑，混合料在窑池内熔制，明火在玻璃液面上部加热；玻璃的熔制温度在1300～1600℃。
作为优选，步骤(3)中，玻璃首先由粘性液态转变为可塑态，再转变成脆性固态；采用供料垂直引申法吹制玻璃管，成型后制品呈空心玻璃管状态。
作为优选，步骤(4)中，采用循环冷却水***供水，淬火水温在70℃以下。
作为优选，所述捞料机为刮板捞料机。
作为优选，步骤(5)中，2吹送的热风温度为250℃～300℃。
本发明玻璃为原料发泡的泡沫玻璃不仅具有耐酸腐蚀性好、机械强度高、导热系数低、气孔密闭性好等优点，而且适于工业化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明所要保护的范围并不限于此。
实施例1
一种高性能硼硅泡沫玻璃专用原料玻璃的制备方法，包括下述步骤：
(1)配料：按照设计好的料方单，将各种原料称量后统一混料机内混合均匀；其中，以质量百分含量计，各原料的组成为：
(2)熔制：将配好的原料经过高温加热，形成均匀的无气泡的玻璃液；这是一个很复杂的物理、化学反应过程，玻璃的熔制在熔窑内进行，熔窑采用节能型玻璃工业火焰池窑，混合料在窑池内熔制，明火在玻璃液面上部加热；玻璃的熔制温度在1300～1600℃；熔化成具有流动性玻璃液，经池窑的工作部进入料道，玻璃液由高温逐步降低至适合成型温度；
(3)成型：将熔制好的的玻璃液转变成具有固定形状的固体制品；成型必须在一定温度范围内才能进行，这是一个冷却过程，玻璃首先由粘性液态转变为可塑态，再转变成脆性固态；采用供料垂直引申法吹制玻璃管，进行水淬成型；
(4)水淬：采用循环冷却水***供水，淬火水温在70℃以下，成型后制品呈空心玻璃管状态，自身流动后垂直落入水池内，水淬碎成颗粒状，通过刮板捞料机捞出；
(5)输送控水：经捞料机捞出的颗粒状玻璃原料平铺在输送机皮带输送至储料仓途中，利用工业窑炉的余热回收装置回收部分热空气，通过风管均匀的向输送皮带机上吹送250℃～300℃的热风，将吸附在玻璃上的水分烘干。
准备两组泡沫玻璃产品，一组为市场上购得的普通泡沫玻璃(每组5个样本)，另一组为本发明玻璃为原料发泡的泡沫玻璃(每组5个样本)，分别在稀硫酸中浸泡20天，质量变化如表1所示：
表1
名称 原始质量g 20天后质量g 增减率
普通玻璃原料发泡的泡沫玻璃 20 20.8～21.6 ≥4％
本发明玻璃为原料发泡的泡沫玻璃 20 20.01～20.02 ≤0.1％
由表1可以看出，本发明玻璃为原料发泡的泡沫玻璃气孔密闭性好，酸液不易浸入，抵抗酸液的侵蚀作用较强，因此质量变化很小。
本发明玻璃为原料发泡的泡沫玻璃的其他技术性能指标如表2所示：
表2
由表2可以看出，本发明玻璃为原料发泡的泡沫玻璃，另外，根据本发明多次在国内工业窑炉上进行中试后的经验和成效，完全达到大规模生产的条件。
实施例2
改变实施例1中步骤(1)中原料的配方为(以质量百分含量计)：
准备两组泡沫玻璃产品，一组为市场上购得的普通泡沫玻璃(每组5个样本)，另一组为本发明玻璃为原料发泡的泡沫玻璃(每组5个样本)，分别在稀硫酸中浸泡20天，质量变化如表3所示：
表3
名称 原始质量g 20天后质量g 增减率
普通玻璃原料发泡的泡沫玻璃 20 20.8～21.6 ≥4％
本发明玻璃为原料发泡的泡沫玻璃 20 20.015～20.035 ≤0.175％
其他技术性能指标如表4所示：
表4
技术性能指标数值 数值 实测
体积密度 ≤150kg/m<sup>3</sup> 140kg/m<sup>3</sup>
导热系数 ≤0.050W/m.K 0.04W/m.K
抗压强度 ≥0.8Mpa 1.7Mpa
抗折强度 ≥0.7Mpa 0.83Mpa
吸水率 ≤0.5％ 0.1％
实施例3
改变实施例1中步骤(1)中原料的配方为(以质量百分含量计)：
准备两组泡沫玻璃产品，一组为市场上购得的普通泡沫玻璃(每组5个样本)，另一组为本发明玻璃为原料发泡的泡沫玻璃(每组5个样本)，分别在稀硫酸中浸泡20天，质量变化如表3所示：
表3
名称 原始质量g 20天后质量g 增减率
普通玻璃原料发泡的泡沫玻璃 20 20.8～21.6 ≥4％
本发明玻璃为原料发泡的泡沫玻璃 20 20.013～20.033 ≤0.165％
其他技术性能指标如表4所示：
表4
技术性能指标数值 数值 实测
体积密度 ≤150kg/m<sup>3</sup> 140kg/m<sup>3</sup>
导热系数 ≤0.050W/m.K 0.04W/m.K
抗压强度 ≥0.8Mpa 1.73Mpa
抗折强度 ≥0.7Mpa 0.85Mpa
吸水率 ≤0.5％ 0.1％

Claims (1)

1.一种硼硅泡沫玻璃原料玻璃的制备方法，其特征在于包括下述步骤：
（1）配料：按照设计好的料方单，将各种原料称量后统一混料机内混合均匀；其中，以质量百分含量计，各原料的组成为：
SiO2 63.5；
B2O3 8.2；
Al2O3 6.5；
Li2O 0.3；
Na2O 11.2；
K2O 2.8；
MgO 2.0；
CaO 2.6；
BaO 0.4；
TiO2 1.2；
Fe2O3 0.3；
MnO2 0.7；
SO3 0.3；
（2）熔制：将配好的原料经过高温加热，形成均匀的无气泡的玻璃液；玻璃的熔制在熔窑内进行，熔窑采用节能型玻璃工业火焰池窑，混合料在池窑内熔制，明火在玻璃液面上部加热；玻璃的熔制温度在1300～1600℃；熔化成具有流动性玻璃液，经池窑的工作部进入料道，玻璃液由高温逐步降低至适合成型温度；
（3）成型：将熔制好的玻璃液转变成具有固定形状的固体制品；玻璃首先由粘性液态转变为可塑态，再转变成脆性固态；采用供料垂直引上法吹制玻璃管，进行水淬成型；
（4）水淬：采用循环冷却水***供水，淬火水温在70℃以下，水淬碎成颗粒状，通过刮板捞料机捞出；
（5）输送控水：经捞料机捞出的颗粒状原料玻璃平铺在输送机皮带输送至储料仓途中，利用工业窑炉的余热回收装置回收部分热空气，通过风管均匀的向输送机皮带上吹送250℃～300℃的热风，将吸附在玻璃上的水分烘干。
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