[发明专利]利用空心玻璃微珠副产品制备轻质保温防火板材的方法

说明书

技术领域

本发明属于工业固体废弃物制备建材产品技术领域，具体涉及一种利用空心玻璃微珠生产中产生的副产品制备轻质保温防火板材的方法。

背景技术

我国建筑能耗的总量逐年上升，在能源总消费量中所占的比例已从上世纪七十年代末的10%，上升到目前的27%，逐渐接近三成。而据国家建设部科技司研究表明，随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善，我国建筑耗能比例最终还将上升至35%左右。如此大的比重，建筑耗能大已经成为我国经济发展的重要制约因素。

对建筑外墙进行保温隔热处理已成为建筑节能中普遍采用的节能方式。常用的外墙保温材料有发泡聚苯板（EPS）、挤塑聚苯板（XPS）、喷涂聚氨酯（SPU）、聚碳酸酯等，这些材料具有质轻、保温隔热性好等优点，但最大缺陷就是防火安全性差，燃烧时烟雾大、毒性大。另外，有机类材料与无机基材相接时，建筑结构墙会因热胀冷缩不同而产生结合不良问题。因此采用无机材料代替有机材料已成为建筑墙体保温材料发展的必然趋势。

空心玻璃微珠副产品是空心玻璃微珠生产过程中产品收集时产生的一种布袋除尘副产物，是空心玻璃微珠生产气流输送过程中不可避免产生的一种工业固体废物，粒径一般在10微米以下，其主要化学成分为SiO₂、Na₂O、CaO，另外还含有极少量的Al₂O₃、MgO、K₂O、Fe₂O₃、ZnO等金属氧化物。空心玻璃微珠副产品具有粒径小、成分复杂且活性强、重新利用困难等特点，常采取地下填埋方式进行处理，不仅造成资源浪费，还存在着污染环境的隐患。而经过实验发现，通过高温熔融-膨胀玻化处理，可以将空心玻璃微珠副产品转化为真密度在0.1g/cm³~0.3g/cm³、粒径在0.1mm~2mm、导热系数在0.028 W/(m·K)~0.065W/(m·K)、强度可达0.5MPa的中空密闭球形轻质材料。这种材料导热系数低、强度高且具有阻燃、隔音等优异性能，是制备轻质保温防火板材绝佳的功能填料，但由于是固体废弃物重新利用，其成本低。因此，将空心玻璃微珠副产品用于制备轻质保温防火板材具有重大意义，目前还未见有关该方面的报道和专利出现。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术中存在的上述问题，而提供一种成本低、易于工业化实施利用空心玻璃微珠副产品制备轻质保温防火板材的方法，以充分利用空心玻璃微珠生产中产生的副产品，减少资源的浪费。

本发明利用空心玻璃微珠副产品制备轻质保温防火板材的方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）空心玻璃微珠副产品预处理：在800℃~1200℃下，利用竖式电炉对空心玻璃微珠副产品进行高温玻化处理，并筛除玻化处理后粒径大于2mm以上的颗粒，得到空心玻璃微珠副产品玻化材料；

（2）制备混合料：按产品总重量百分比将45%~55%的空心玻璃微珠副产品玻化材料，15%~25%的水泥，3%~5%的防水剂，1%~2%的早强剂，5%~10%的纤维素纤维以及15%~25%的水混合搅拌均匀，制得料浆；

（3）在模具中铺设纤维网格布，将步骤（2）中制得的料浆浇筑到模具中；

（4）拆模经养护后，即制得本发明的轻质保温防火板材。

所述的空心玻璃微珠副产品为空心玻璃微珠生产过程中产品收集时产生的一种布袋除尘副产物——工业粉尘。当然，也可以是其他除尘器获得的除尘副产物——工业粉尘。

在第（2）步骤，各原料的重量百分比优选为：空心玻璃微珠副产品玻化材料48%~52%，水泥16%~20%，防水剂3%~5%，早强剂1%~2%，纤维素纤维6%~10%，水16%~21%。

各原料的重量百分比进一步优化为：空心玻璃微珠副产品玻化材料52%，水泥20%，防水剂4%，早强剂2%，纤维素纤维6%，水16%。

所述的防水剂为无机铝盐防水剂、脂肪酸及其盐类防水剂、有机硅类防水剂中的一种或两种及以上的混合物，优选有机硅类防水剂。

所述的早强剂为氯化物系早强剂或硫酸盐系早强剂中的一种或它们的混合物，优选硫酸盐系早强剂。

与现有技术相比，本发明利用空心玻璃微珠副产品制备轻质保温防火板材的方法具有以下优点：

（1）本发明方法对空心玻璃微珠副产品利用率可达90%以上，避免了资源浪费，利于环保；