[发明专利]一种泡沫玻璃材料及其制备方法

权利要求书

1.一种泡沫玻璃材料，其特征在于，由如下重量份的各组分制成：废玻璃基料粉90-100份、白云石粉1-3份、石墨烯1-3份、氧化铪0.2-0.6份、氧化铷0.1-0.2份、砷酸铝0.1-0.5份、氧化铋0.3-0.8份、碳酸锌0.5-1份、氟硅酸钠0.1-0.3份、海泡石纤维0.2-0.6份、纳米硼纤维0.1-0.3份、粘合剂0.3-0.7份、表面活性剂0.5-1份。

2.根据权利要求1所述的一种泡沫玻璃材料，其特征在于，所述表面活性剂为三乙醇胺油酸皂、月桂醇硫酸钠、卵磷脂、吐温80中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种泡沫玻璃材料，其特征在于，所述废玻璃基料粉的制备方法，包括如下步骤：取废玻璃、煤矸石粉、火山灰、天然锰钾矿、硼泥、蛭石、蒙脱石球磨混匀后熔融，再将熔融液倒入去离子水中水淬，取出水淬颗粒并在210-250℃下干燥，研磨过筛后得废玻璃基料粉。

4.根据权利要求3所述的一种泡沫玻璃材料，其特征在于，所述废玻璃、煤矸石粉、火山灰、天然锰钾矿、硼泥、蛭石、蒙脱石的质量比为(70-80):(20-30):(10-20):(5-10):(0.1-0.7):(5-10):(1-3)。

5.根据权利要求3所述的一种泡沫玻璃材料，其特征在于，所述熔融温度为1250-1350℃；所述研磨过筛的筛为100-200目不锈钢筛；所述废玻璃为废平板玻璃、废瓶罐玻璃、废显像管玻璃中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的一种泡沫玻璃材料，其特征在于，所述粘合剂的制备方法，包括如下步骤：将聚乙二醇单烯丙基醚、1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑、N-乙烯基吡咯烷酮、双(三乙氧基硅基)乙烯、引发剂加入到高沸点溶剂中，在氮气或惰性气体氛围下60-80℃下搅拌反应3-5小时，后旋蒸除去溶剂，再加入到质量分数为5-10％的硅酸钠水溶液中，在50-60℃下搅拌反应4-6小时，后旋蒸除去水，再用N-甲基吡咯烷酮溶解，过滤，旋蒸除去N-甲基吡咯烷酮，得到所述粘合剂。

7.根据权利要求6所述的一种泡沫玻璃材料，其特征在于，所述聚乙二醇单烯丙基醚、1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑、N-乙烯基吡咯烷酮、双(三乙氧基硅基)乙烯、引发剂、高沸点溶剂、硅酸钠水溶液的质量比为2:0.5:1:0.5:(0.03-0.05):(12-16):(20-30):(20-30)。

8.根据权利要求6所述的一种泡沫玻璃材料，其特征在于，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的至少一种；所述高沸点溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺中的至少一种；所述惰性气体为氦气、氖气、氩气中的一种。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种泡沫玻璃材料，其特征在于，所述泡沫玻璃材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1、将各组分按比例混合均匀，然后放入KM快速球磨机中球磨20-30分钟，球料比为(3-4):1，球磨速度为250-350r/min，得到配合料；

步骤S2、往混合料中加入配合料质量的15-25％的水，用玻璃棒搅拌3-7分钟，使得粉状配合料粘结成型；

步骤S3、将经过步骤S2制成的粘结成型后的配合料置于模具中模压成型，后转移到马弗炉中，采用阶梯式的升温方式进行烧结，依次经过预热、升温、发泡、稳泡、退火阶段得到烧结膨化发泡加热物；

步骤S4、将经过步骤S3制备得到的烧结膨化发泡加热物从马弗炉中取出自然冷却至室温后即得发泡玻璃材料。

10.根据权利要求9所述的一种泡沫玻璃材料，其特征在于，所述阶梯式的升温方式具体为：第一阶段，以3-5℃/min的升温速率升温至380-450℃，保温10-20分钟；第二阶段，以8-12℃/min的升温速率升温至680-720℃，保温15-25分钟；第三阶段，以15-20℃/min的升温速率升温至800-850℃，保温20-30分钟；第三阶段，以20℃/min的升温速率升温至900-990℃，保温5-10分钟；第四阶段，以15-20℃/min的降温速率降温至500-600℃，保温25-35分钟；第5阶段，以3-5℃/min的降温速率降温至100-200℃，保温5-10分钟。