[发明专利]浮石泡沫玻璃保温材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种泡沫玻璃保温材料及其制备方法，用于建筑保温、吸音、装饰及工业保温、保冷工程等方面。

目前制造泡沫玻璃均用玻璃粉(硅酸钠碎玻璃)为原料，玻璃粉是由工业碎玻璃和日用碎玻璃所得到的，也有用矿物原料经二次加工，水淬后经过烘干及粉碎、研磨来代替部分玻璃粉，再进行高温焙烧(1000—1200℃)左右后制得泡沫玻璃制品。生产这种泡沫玻璃制品的原材料来源较窄、工艺较繁琐，生产成本比较高，应用范围较小，只能应用于较特殊工业保温工程上。且价格昂贵(2600—2800元/M³)，推广使用受限制，生产量低。

本发明的目的在于提出一种利用天然矿物浮石熔岩作为原料，特别是利用浮石熔岩破碎后的浮石砂粉作为焙烧浮石泡沫玻璃的材料生产浮石泡沫玻璃，该浮石泡沫玻璃具有生产工艺简单，成本低廉，原材料来源丰富等优点，解决已有利用玻璃粉制造泡沫玻璃存在的成本高，工艺复杂，原材料来源困难等问题，该浮石泡沫玻璃可广泛用于建筑、构筑物的保温、保冷等行业。

本发明的主要技术内容是，该浮石泡沫玻璃保温材料是以浮石砂粉或火山灰(粉)为主要原料，同时加入占浮石砂粉或火山灰粉总量的20～30％助熔剂，3—9％改性剂，2—5％发泡剂，1—3％稳定剂，经℃750—850℃焙烧后自然冷却制得板状或块状物。

加入助熔剂、改性剂、发泡剂、稳定剂的重量比分别是浮石砂粉或火山灰粉重量的27％、8％、1.8％、0.9％。

发泡剂可采用碳酸钠、碳酸钙、碳酸镁等，硝酸钾、硝酸钠等，硼酸、硼砂、碳黑、碳化硅、氧化硅、水玻璃等，改性剂为硅酸钠，稳定剂为磷酸钠，助溶剂为长石、方解石、白石。

浮石泡沫玻璃保温材料的配方中所用浮石砂粉或火山灰(粉)的成份范围是：

SiO₂：50～70％

Al₂O₃：12％～13％

Fe₂O₃：1.3％～4.5％    

MnO：0.06％～0.15％

MgO：4.2％～7.4％

CaO：5.8％～7.0％

K₂O：4.3％～5.7％

烧失量：1.22％～2.25％

该浮石泡沫保温材料的制备方法为：

首先将浮石砂粉或火山灰粉加入助熔剂，干燥后磨粉为80—110目；然后加入改性剂、发泡剂、稳定剂混合搅拌用强制式搅拌机或球磨机搅拌2—4小时，速度为1250转/分，拌后的混合料成可塑体；然后装入内壁涂有脱模剂(高岭土、耐火土)的耐热铸铁或不锈钢板制成可拆卸板式组合结构的模具里，进行焙烧发泡；焙烧在马沸式电炉或马沸混式煤气炉、油炉、天然气炉内进行，炉内温差在10—20℃；焙烧分为加热、发泡、稳定、退火四个阶段；窑炉内环境为中性，加热阶段650℃以下升温度速度为6—8℃/分，650—750℃升温速度为7—10℃/分，发泡阶段温度为750—850℃，达到发泡温度后恒温45—60分钟，后退火850—620℃区间以15—20℃/分降温，从620—400℃之间降温速度5—7℃/分，温度在400—260℃之间降温速度为0.7—1℃/分，260℃以下在窑内自然冷却到窑内温度。

加热阶段不宜太快，防止坯料内外温差过大，但也不宜过慢，否则产生“死温”，使坯料成死体物品。升温速度为6—8℃/分，窑炉内环境要求还原成中性，不宜形成氧化环境。

发泡温度为750—850℃。650—750℃为快速升温阶段，升温速度为7—10℃/分，由于发泡剂并不是在发泡温度时才分解或反应，而是在更低的温度已开始部分分解和反应，因此该温度范围不宜停留时间过长，否则分解或反应生成的气体，将从尚未形成玻璃相的坯体的空隙中逸出，这样得到泡沫气相很少，容量大。只有快速升温，发泡剂产生大量气体的同时使浮石粉也开始形成转化的玻璃相，在这种情况下，气体为转化的浮石粉玻璃质却包裹而不能逸出，可以得到孔小多密的浮石泡沫玻璃。当温度升到发泡温度时，需要恒温45—60分钟，使气相充分产生，发泡完善。

稳定阶段又称为快速冷却阶段，即850—620℃区间，以15—20℃/分的冷却速度，将浮石泡沫玻璃冷却，其目的在于使玻璃质冷却固化，形成的泡沫稳定，从620—400℃之间，降温速度可以稍慢，一般为5—7℃/分。