[发明专利]一种无机盐模法烧结制备高吸声性能多孔硅酸盐材料的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种多孔硅酸盐方法，具体涉及一种无机盐模法烧结制备高吸声性能多孔硅酸盐材料的方法，属于无机材料领域。

背景技术：

多孔硅酸盐材料通常是指含有大量气孔的硅酸盐材料，如常用的泡沫玻璃和玻璃棉等材料。它不仅具有阻燃、耐腐蚀、抗老化等特点，而且具有很好的吸声性能而得到广泛的应用。

泡沫玻璃典型的制备方法是将玻璃粉、发泡剂和添加剂等混合料经高温发泡而形成的充满微小气孔的多孔材料；另外典型方法是在玻璃熔融状态，充入气体后冷却凝固而形成的多孔材料。这些方法制备的多孔玻璃闭孔占绝大部分，一般用作隔热隔音材料。

玻纤多孔材料通常是用玻璃纤维制成的不同孔隙率和不同厚度的玻璃棉毡材料。但存在的缺点是，玻纤多孔材料由于强度低，易断裂，纤维短，应用时容易出现泄露而散落，不易回收，易造成环境污染等。因此采用多孔玻璃材料来代替玻纤毡作为吸声材料，将成为很好的选择。

目前泡沫玻璃材料制备中存在的问题是，发泡工艺不易控制，孔隙率、孔径大小以及孔的形态难以控制，孔与孔的连通不易实现，即无法控制多孔玻璃材料的结构，限制了其在吸声方面的应用。

发明内容：

本发明的目的是：为了克服现有制备技术中的泡沫玻璃材料存在的不足，提出一种无机盐模法烧结制备高吸声性能多孔硅酸盐材料的方法。

本发明的技术方案是：采用无机盐与玻璃粉混合压制，烧结后，溶出无机盐的方法制备多孔玻璃材料。其特征在于：孔隙率、孔的大小、孔的形态以及孔与孔相连性可以控制等。

一种无机盐模法烧结制备高吸声性能多孔硅酸盐材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：选择普通玻璃，将其研磨成粉，粒径在50—400目，用量根据孔隙率计算得到，计算公式参考文献[1]；所述参考文献[1]为：“刘培生著，多孔材料引论（第二版），北京：清华大学出版社，2012：305.”，孔隙率控制在20%-90%；

步骤2：选择熔点高于玻璃软化点的无机盐，该无机盐易溶于水，无机盐的粒径大小为50—400目，可以在压力5.0～7.0Mpa时，压制紧实的无机盐块，测量其密度，然后根据孔隙率的大小计算得到无机盐用量，计算公式参考文献[1]；

步骤3：将步骤1和2的玻璃粉和无机盐粉，加入软化剂硼酸，所述软化剂硼酸占总质量的0.8%—1.2%；进行机械混合均匀后装入模具中加压至5.0—7.0MPa，成型后退模，制成初级样品；

步骤4：将初样品放入马弗炉中，升温至750—950℃，恒温60—120min，随炉冷却至室温；

步骤5：将烧结后的样品,用清水冲洗或煮沸溶出无机盐，干燥后即得到多孔硅酸盐材料。在烧结过程中，玻璃颗粒之间融合，而无机盐不发生熔化，不与玻璃粉反应，因此在烧结完成后仍然能够保持其形状，清水溶出后在玻璃中留下了孔洞，形成了多孔玻璃材料。可以看出，无机盐的形貌控制着多孔玻璃中的孔形貌和孔径，无机盐的用量控制着孔隙率，孔隙率越大孔的连通性越好。

本发明的有益效果是：根据需要，可以控制孔隙率、孔径大小、孔形态以及孔与孔的连通性，获得具有很好的吸声性能的多孔玻璃材料。

附图说明：

图1为实施例一、二中多孔硅酸盐材料示意图。

图2为实施例一、二中多孔硅酸盐材料的吸声曲线。

图3为实施例三中具有不同孔隙率的多孔硅酸盐材料示意图。

图4为实施例三中具有不同孔隙率的多孔硅酸盐材料的吸声曲线。

图5为实施例四中具有内空腔结构的多孔硅酸盐材料示意图。

图6为实施例四中具有内空腔结构的多孔硅酸盐材料的吸声曲线。

具体实施方式：

实施例一：制备孔隙率分别为53%，平均孔径为0.3mm的多孔硅酸盐材料方法

参阅图1，本实施例中的多孔玻璃材料，由普通硅酸盐玻璃粉烧结而成；材料样品为一直径是29mm、厚度为20mm以及孔隙率分别为53%的圆柱状烧结玻璃材料。多孔玻璃的平均孔径及孔形貌是由硫酸钠颗粒形成。

该实施例中多孔玻璃材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：选择普通玻璃，将其研磨成粉，所述玻璃粉均粒径小于200目，质量为15.4g；

步骤2：选择熔点高于玻璃软化点的无机盐，本实施例中为平均粒径为0.3mm，质量为8.4g硫酸钠颗粒；