[发明专利]一种纤维增强微晶玻璃保温材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料制造技术领域，具体涉及利用液态工业炉渣和微晶玻璃废料制备一种纤维增强微晶玻璃保温材料的方法。

背景技术

随着现代工业的迅猛发展，工业固体废弃物的排放量逐年增加，对环境造成了严重的污染和破坏。如何有效利用工业固体废弃物并保护环境，已受到人们的普遍关注。目前，高温磷渣、冶金炉渣出炉的方式是将液态炉渣导出并水淬，使其成为一定大小的固体颗粒。利用磷渣、冶金炉渣等固体废弃物为原料制备微晶玻璃的方法已有报道，其制备方法是将包括炉渣在内的各种原料按一定配比混合后高温熔制，再成型、烧结、晶化、退火，虽然这些方法可以利用固体废弃物，但材料制备工艺过程较复杂，需对混合料重新进行高温熔化，因此能耗高。此外，在建筑装饰微晶玻璃生产过程中，一些废品和切裁边角料通常是重新回炉高温熔化，消耗了大量能源。

发明内容

针对现有工业固体废弃物和微晶玻璃废料利用技术的不足，本发明的目的在于提供一种纤维增强微晶玻璃保温材料的制备方法，该方法工艺简单、节能，节约资源，利于环保。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种纤维增强微晶玻璃保温材料的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：

1)首先在工业炉的高温液态炉渣(如磷渣、钢渣)出口，通过离心喷吹工艺获得炉渣短纤维；

2)将微晶玻璃废料粉碎成0.1～0.5mm的颗粒，得到微晶玻璃废料颗粒；

3)按各原料所占重量百分数为：炉渣短纤维23～35％、微晶玻璃废料颗粒60～75％、发泡剂2～7％，选取炉渣短纤维、微晶玻璃废料颗粒和发泡剂，备用；将炉渣短纤维、微晶玻璃废料颗粒和发泡剂混合均匀，得到混合料；

4)将混合料放进模具中，然后置于烧成窑加热至850℃～950℃(室温至700℃升温速率为4～6℃/分钟，700℃以上升温速率为6～8℃/分钟)、保温1.0～2.0小时进行烧成；然后经退火、冷却(以15～20℃/分钟的降温速度降至600℃，再以0.7～1.2℃/分钟的降温速度降至250℃，然后以5～7℃/分钟的降温速度冷却至60℃)，取出脱模，即获得纤维增强微晶玻璃保温材料。

所述高温液态炉渣为高温液态磷渣或高温液态钢渣。

所述微晶玻璃废料为建筑装饰用微晶玻璃废品或建筑装饰用微晶玻璃切裁的边角料。

所述发泡剂为碳粉、白云石、云母中的任意一种或任意二种以上(含任意二种)的混合物，任意二种以上(含任意二种)混合时为任意配比。

本发明的有益效果是：一是直接将工业炉的高温液态炉渣(磷渣、钢渣)制成短纤维作为原料，节约资源，利于环保；二是纤维状炉渣(炉渣短纤维)起到材料骨架结构的作用，与颗粒状微晶玻璃相结合，提高了整体强度。三是原料不需高温熔化，工艺过程简单并节省了大量能源。四是微晶玻璃废料因其本身已是微晶玻璃则不需再晶化，只需烧成而大大缩短了制备时间。

与其它保温材料相比，本发明材料具有纤维增强和微晶增强的双重特性，其抗折强度高、化学稳定性好、隔热性能好，使用温度范围广，可用于建筑物及工业设备的保温。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1：

一种纤维增强微晶玻璃保温材料的制备方法，它包括如下步骤：

1)首先在工业炉的高温液态炉渣出口(在制磷电炉出渣口)，通过离心喷吹工艺获得炉渣短纤维；

2)将微晶玻璃废料(建筑装饰用微晶玻璃切裁的边角料)粉碎成0.1～0.2mm的颗粒，得到微晶玻璃废料颗粒；

3)按各原料所占重量百分数为：炉渣短纤维35％、微晶玻璃废料颗粒61％、发泡剂(碳粉)4％，选取炉渣短纤维、微晶玻璃废料颗粒和发泡剂，备用；将炉渣短纤维、微晶玻璃废料颗粒和发泡剂混合均匀，得到混合料；

4)将混合料放进模具中，然后置于烧成窑加热至850℃(室温至700℃升温速率为5℃/分钟，700℃以上升温速率为8℃/分钟)、保温1.0小时进行烧成，利用纤维界面易于析晶的原理，短时间内形成大量纤维状微晶玻璃，而微晶玻璃粒料软化并出现部分液相，烧结成一整体材料，同时由于发泡剂的作用，在材料中形成一定量封闭气孔；然后经退火、冷却(以15℃/分钟的降温速度降至600℃，再以1℃/分钟的降温速度降至250℃，然后以5℃/分钟的降温速度冷却至60℃)，取出脱模，即获得纤维增强微晶玻璃保温材料。