[发明专利]一种纤维增强泡沫玻璃的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种泡沫玻璃的制造方法，特别涉及一种纤维增强泡沫玻璃的制备方法。

背景技术

在过去数十年里，世界上已经发生了多次恐怖分子对一些国家政府建筑物的恐怖袭击事件。例如，1993年，恐怖分子引爆了位于纽约市世贸中心车库内的汽车炸弹，造成重大的生命和财产损失。1995年，一些极端分子引爆了位于俄克拉荷马市的联邦大楼外的卡车，也造成了重大的生命和财产损失。1998年，美国驻内罗毕和达累斯萨拉姆的使馆也遭受到恐怖分子的汽车炸弹袭击，分别造成重大的生命和财产损失。2002年，在纽约市的世贸中心和弗吉尼亚的五角大楼发生的灾难事件，这一切进一步强调了迫切需要开发和制造能够承受汽车炸弹爆炸和其他类似恐怖袭击的冲击波的建筑材料。

泡沫玻璃是利用废弃玻璃为主要原料，添加发泡剂、改性剂、促进剂等经细粉碎和均匀混合成配合料，放置在特定模具中经过750～900℃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材料。泡沫玻璃具有密度小、强度高、导热系数小等物理性质，其不仅具有玻璃材料本身固有的永久性、安全性、可靠性、防化学腐蚀性和不受蚁鼠侵害等优点，而且与其它建筑材料相比，还具有保温隔热、防水防潮、防火、耐酸碱、密度小、机械强度高、吸声等一系列优越性能。

泡沫玻璃除了具有玻璃本身固有的永久性、安全性、防化学腐蚀性和不受虫蚁鼠侵害的特点外，还具有容重轻、导热系数小、不透湿、吸水率小、不燃烧、不霉变、性能稳定、既是保冷材料又是保温材料，能适应深冷到较高温度范围等特点。同时它的重要价值不仅在于长年使用不会变质，而且本身又起到防火、防震作用。近年来，随着国家对节能环保材料性能的要求和需求，使泡沫玻璃得到进一步的发展，不仅在建筑领域可以代替传统钢筋水泥等材料，用于高层建筑墙体材料，也可作为化工耐热环境下的管道材料使用。而且还可用做防火材料。但是，泡沫玻璃强度较低，不同规格的泡沫玻璃抗折强度为0.1～0.9MPa。

美国人佩德罗·M·布阿尔克·德马塞多在中国专利CN1642730A中公开了一种以飞灰(煅烧型F)，石英砂，碳酸盐，碱性金属硅酸盐，硼酸，糖，水等为原料，先按照配方配料，配好的配合料采用湿法球磨后，将生成的浆料干燥，然后在950℃下将干燥的浆料煅烧40min，让原材料充分反应，分解成精细、均匀分散的碳，最后将煅烧并研磨成粉末的配合料放入模具中加热到850℃发泡。所制备的试样密度25～100磅/立方英尺(约等于0.4～1.6g/cm³)。该方法尽管所制备的泡沫玻璃强度高，但是对配合料采用两次煅烧工艺，制备工艺复杂，烧成温度高，且所得到的试样密度大(最大可以达到1.6g/cm³)，会给泡沫玻璃在运输，使用中带来不便。CN101014461A公开了一种小孔径坚固的高密度泡沫玻璃，所用的原料和制备工艺与CN1642730A相同，所制备试样的孔径为0.3～1mm，密度小于100磅/立方英尺(约等于1.6g/cm³)。此法制备的泡沫玻璃孔径较小，抗折强度低。CN200946127Y公开了一种夹有金属丝网的泡沫玻璃，解决了泡沫玻璃机械强度低，不能生产大幅面制品，使用程序繁杂、施工质量、效果不易保证的问题。但是，此种夹有金属丝的泡沫玻璃切割加工比较困难，施工操作比较复杂。中国专利申请号200910023316.1公开了一种高强度泡沫玻璃的制备方法，将碎玻璃粉末，CaCO₃，硼砂，NaNO₃和耐火纤维加入到球磨罐中球磨混合均匀后置于模具中并将其移入发泡炉中经预热、发泡、稳泡、快速冷却和退火阶段得泡沫玻璃。泡沫玻璃中加入耐火度高，强度高的纤维，有利于提高泡沫玻璃的力学性能。所制备的泡沫玻璃机械强度高，使用范围较普通泡沫玻璃广泛，使用寿命长。可以与水泥、钢或其他高强度建筑物材料结合，而且具有刚性结构的优点，当面临冲击波时，能够吸收爆炸能量的主要部分。该专利使用干法将增强纤维与玻璃配合料混合。由于增强纤维直径小，密度低混合过程中很难和玻璃配合料混合均匀，因此所制备的增强泡沫玻璃性能一致性较差，同时，在混合过程中增强纤维容易聚团和折断，制备工艺复杂。