專(zhuān)利名稱(chēng)：用玻璃粉制造的隔熱防火材料及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及隔熱防火材料及其制造方法，特別是用玻璃粉制造隔熱防火材料及其制造方法。
目前，用玻璃料或玻璃原料制的泡沫玻璃已有面市，其原料就是玻璃，而制造方法是將玻璃在高溫條件下熔融后再膨脹發(fā)泡制得泡沫玻璃。這種通過(guò)相變的高溫熔融所消耗和能量高，不適于當(dāng)代節(jié)能的要求，且因能耗高導(dǎo)致成本高。
本發(fā)明的目的是用玻璃粉，特別是廢棄玻璃制備的粉，在遠(yuǎn)離玻璃熔點(diǎn)的較低溫度條件下，進(jìn)行一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，使廢玻璃制的粉末與化學(xué)生成物構(gòu)成一個(gè)復(fù)合物的中間體，再將中間體進(jìn)行膨化，制成硅——硅/氣復(fù)合材料，即各種產(chǎn)品。這種制品具有無(wú)機(jī)材料的穩(wěn)定性，不易受自然環(huán)境的影響而風(fēng)化，易成型，不燃，耐高溫，保溫隔熱，輕質(zhì)高強(qiáng)，制造中能耗低，成本低，易于產(chǎn)業(yè)化大批量生產(chǎn)。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是這樣的用玻璃粉制造的隔熱防火材料，其原料組分及總重量百分比如下玻璃粉 10～85％堿性觸媒劑 8～86％發(fā)泡劑4～7％以上所述玻璃粉的細(xì)度是120目至1100目。
本發(fā)明所述的堿性觸媒劑可以是偏硅酸鈉、氫氧化鈉。
以上本發(fā)明所述的堿性觸媒劑的偏硅酸鈉其總重量百分比是8～86％，或者是氫氧化鈉，其總重量百分比是8～86％；其氫氧化鈉濃度為1.5～100％；或者是偏硅酸鈉加氫氧化鈉，其兩者相加占總重量百分比是8～86％。
本發(fā)明所述的發(fā)泡劑可以是焦炭、硼酸、煤粉、大理石、硼砂，其總重量百分比是4～7％，細(xì)度為100目～150目。
用玻璃粉制造隔熱防火材料的方法A．先將細(xì)度為120目至1100目的玻璃粉，其重量為總重量的10～85％，以及占總重量8～86％的堿性觸媒劑、還有占總重量4至7％的發(fā)泡劑混合均勻后，在80～130℃的溫度下，經(jīng)4至20小時(shí)的化學(xué)反應(yīng)，使玻璃的一部分在水化反應(yīng)中生成硅膠；以上反應(yīng)物去除表面水，即得硅/硅復(fù)合材料。
本發(fā)明對(duì)硅/硅復(fù)合材料在400℃～680℃，5秒～45分，0.1μPa至2μPa條件下進(jìn)行膨化，即可得硅—硅/氣產(chǎn)品。
本發(fā)明對(duì)硅/硅復(fù)合材料進(jìn)行膨化，可以是先將其造成粒，爾后進(jìn)入膨化爐膨化成顆粒產(chǎn)品。膨化爐可以是各種能源的固定式加熱爐或?qū)Ｓ玫臐L動(dòng)式加熱爐；也可以將硅/硅復(fù)合材料放入固定式成型模具中，置于熱壓機(jī)中膨化，直接成型而制得產(chǎn)品；或者是用注塑機(jī)注射入模、加熱爐中熱模成型而制成產(chǎn)品。
本發(fā)明是將玻璃磨成粉，以利于提高反應(yīng)速度以及成型時(shí)獲得變形的條件，從而大大有利于工藝中的節(jié)能和低能耗。
本發(fā)明的產(chǎn)品是一種純無(wú)機(jī)質(zhì)的多孔泡沫材料，是一種不燃性材料，具有耐高溫，保溫隔熱，輕質(zhì)高強(qiáng)，防火防水，隔音吸聲，防腐耐久，過(guò)濾吸附等功能于一體。因?qū)嵯禂?shù)λ=0.035-0.075W/mk，所以保溫隔熱性能良好，由于可在-80℃到+580℃時(shí)長(zhǎng)期使用，所以工作溫度高，范圍大，壽命長(zhǎng)；由于材料的無(wú)機(jī)質(zhì)決定了產(chǎn)品不會(huì)燃燒，能滿(mǎn)足消防要求，火災(zāi)時(shí)不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染或散發(fā)出有毒有害氣體，故耐火及安全性好；還有可加工性好，在外載荷的作用下有抗變形能力。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是利用玻璃粉為主要原料制成的材料或產(chǎn)品，具有無(wú)機(jī)類(lèi)材質(zhì)構(gòu)極其穩(wěn)定的性能，不易受自然環(huán)境影響而風(fēng)化，輕質(zhì)高強(qiáng)，易成型，不燃，耐高溫，保溫隔熱，且能耗低，成本低，制造方法簡(jiǎn)單，易于產(chǎn)業(yè)化大批量的生產(chǎn)。
下面就本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳述實(shí)施例一用玻璃粉制造的隔熱防火材料，其原料組分及總重量百分比如下120目至1100目的玻璃粉 10～85％偏硅酸鈉 8～86％發(fā)泡劑 4～7％用玻璃粉制造隔熱防火材料的方法A．先將細(xì)度為420目的玻璃粉，其重量為總重量的65％，以及占總重量為30％的偏硅酸鈉，再加入硼酸5％，混合均勻后，在80至130℃的溫度下，經(jīng)4至20小時(shí)的水解，使玻璃的一部分進(jìn)行溶解而生成硅膠，靠硅膠將玻璃粉粘結(jié)在一起。
B．去除反應(yīng)產(chǎn)物的表面水，即得硅/硅復(fù)合材料；C．對(duì)硅/硅復(fù)合材料在535℃,10分鐘進(jìn)行膨化，即可得硅—硅/氣產(chǎn)品；如果是需要制成顆粒材料，先要對(duì)硅/硅復(fù)合材料造粒，爾后將其送入膨化爐內(nèi)，經(jīng)膨化制成顆粒產(chǎn)品。也可將硅/硅復(fù)合材料放入模具中，置于熱壓機(jī)中膨化成型而制得產(chǎn)品。或者是用注塑機(jī)、或加熱爐內(nèi)膨化成型制成產(chǎn)品。
由于本發(fā)明的各參數(shù)的調(diào)節(jié)余地大，決定了產(chǎn)品易形成規(guī)格、品種上的多樣化和系列化。如調(diào)節(jié)原料的配比，可控制產(chǎn)品的密度，強(qiáng)度。通過(guò)玻璃粉的不同粒徑以及中間體造粒的不同粒徑，可控制產(chǎn)品粒徑的大小和強(qiáng)度；從預(yù)成型中間體時(shí)的厚度，形狀，以及模具的形狀，可控制產(chǎn)品的密度，強(qiáng)度，尺寸，形狀等系列的品種，調(diào)節(jié)溫度的高低，可調(diào)節(jié)控制產(chǎn)品密度，控制產(chǎn)品膨化質(zhì)量，在模具厚、料多時(shí)、溫度要高些，時(shí)間要長(zhǎng)些。如果控制密度高、且模具薄，溫度就調(diào)節(jié)低一些，膨化時(shí)間短些。
實(shí)施例二同實(shí)施例一，只是堿性觸媒劑選用濃度為20～30％占總重量為30％的氫氧化鈉溶液，玻璃粉占總重量的63％，其他均不變。
實(shí)施例三同實(shí)施例一，只是堿性觸媒劑選用濃度為26～40％，占總重量22％的氫氧化鈉溶液，以及占總重量的13％的偏硅酸鈉，玻璃粉占總重量的58％。
從以上實(shí)施例二及實(shí)施例三也可看出堿性觸媒劑越多，玻璃粉就越少，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)形成的硅膠多，膨化率高、產(chǎn)品就越輕。這樣就要根據(jù)產(chǎn)品不同型號(hào)、不同用途對(duì)產(chǎn)品組份的重量進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。
實(shí)施例四同實(shí)施例一，只是膨化溫度630℃,6分鐘，0.1μpa至1μpa條件下進(jìn)行膨化。
實(shí)施例五同實(shí)施例一，只是膨化溫度430℃,25分鐘，1μpa條件下進(jìn)行膨化。
從以上實(shí)施例四，實(shí)施例五可以看出，膨化溫度高，一般膨化時(shí)間可短些，而膨化溫度低，膨化時(shí)間就要長(zhǎng)些。
權(quán)利要求
1．用玻璃粉制造的隔熱防火材料，其原料組分及總重量百分比如下玻璃粉 10～85％堿性觸媒劑 8～86％發(fā)泡劑 4～7％
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的用玻璃粉制造的隔熱防火材料，其特征是玻璃粉的細(xì)度是120目～1100目；
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的用玻璃粉制造的隔熱防火材料，其特征是堿性觸媒劑可以是偏硅酸鈉、氫氧化鈉；
4．根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的用玻璃粉制造的隔熱防火材料，其特征是堿性觸媒劑的偏硅酸鈉，其總重量百分比是8～86％，或者是氫氧化鈉，其總重量百分比是8至86％其氫氧化鈉濃度為1.5～100％；或者是偏硅酸鈉加氫氧化鈉，其兩者相加占總重量百分比是8～86％；
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的用玻璃粉制造的隔熱防火材料，其特征是發(fā)泡劑可以是焦炭、硼酸、煤粉、大理石、硼砂，其總重量百分比是4～7％，細(xì)度為100目～150目。
6．用玻璃粉制造隔熱防火材料的方法，其特征是A．先將細(xì)度為120目至1100目的玻璃粉，其重量為總重量的10～85％，以及占總重量8～86％的堿性觸媒劑、發(fā)泡劑4～7％混合均勻后，在80～130℃的溫度下，經(jīng)4至20小時(shí)的化學(xué)反應(yīng)，使玻璃的一部分在水化反應(yīng)中生成硅膠；B．去除反應(yīng)產(chǎn)物的表面水，即得硅/硅復(fù)合材料；C．對(duì)硅/硅復(fù)合材料在400℃至680℃,5秒至45分鐘0.1μPa-2μPa條件下進(jìn)行膨化，即可得硅-硅/氣產(chǎn)品；
7．根據(jù)權(quán)利要求6所述的用玻璃粉制造隔熱防火材料的方法，其特征是對(duì)硅/硅復(fù)合材料進(jìn)行膨化，可以是先將其造成粒，爾后進(jìn)入膨化爐膨化成顆粒產(chǎn)品。膨化爐可以是各種能源的加熱爐或?qū)Ｓ玫臐L動(dòng)式加熱爐；也可以將硅/硅復(fù)合材料放入固定式成型模具中，置于熱壓機(jī)中膨化，直接成型而制得產(chǎn)品；或者是用注塑機(jī)注射入模、加熱爐中熱模成型而制成產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明涉及用玻璃粉制造的隔熱防火材料及制造方法。用玻璃粉制造的隔熱防火材料的組分及重量百分比為玻璃粉10～85%、堿性觸媒劑8～86%、發(fā)泡劑4～7%，用玻璃粉制造隔熱防火材料的方法是將玻璃粉與堿性觸媒劑部分地進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，玻璃粉與其化學(xué)生成物相復(fù)合的辦法制成中間體，再在一定的溫度、壓力、時(shí)間下進(jìn)行膨化，制成硅—硅/氣復(fù)合材料。本發(fā)明具有無(wú)機(jī)類(lèi)材質(zhì)的特性，且能耗低、制造方法簡(jiǎn)單、易于產(chǎn)業(yè)化大批量生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C04B14/24GK1237559SQ99116060
公開(kāi)日1999年12月8日 申請(qǐng)日期1999年2月10日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月10日
發(fā)明者戚正風(fēng), 王秉淵 申請(qǐng)人:番禺市科發(fā)防火保溫材料廠有限公司