使用廢玻璃制造泡沫玻璃的方法以及使用膨脹計預測玻璃的發泡范圍的方法技術

根據本發明專利技術的一方面，提供了使用廢玻璃制造泡沫玻璃的方法，包括以下步驟：通過在不添加發泡劑的情況下在模具中壓制含有硅酸鈉或硼鋁硅酸鹽的廢玻璃粉末來制備模塑制品，和在600℃至1,000℃的溫度范圍對模塑制品進行煅燒并使其發泡，其中廢玻璃粉末的制備方法包括通過濕磨法來研磨含有硅酸鈉或硼鋁硅酸鹽的廢玻璃。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】使用廢玻璃制造泡沬玻璃的方法以及使用膨脹計預測玻璃 的發泡范圍的方法
本專利技術涉及制造泡沫玻璃的方法和預測發泡范圍的方法，更特別地涉及其中使用 廢玻璃作為原料在不添加發泡劑（或氣泡形成劑（bubble-forming agent))的情況下通過 研磨和熱處理方法來制造泡沫玻璃的泡沫玻璃制造方法和使用膨脹計預測玻璃的發泡范 圍的方法。
技術介紹
泡沫玻璃用于需要工業防水性、耐熱性和耐久性的應用中，這是因為它在重量輕 的同時顯示出優異的防火、絕緣、耐熱和吸音性能。具體地，泡沫玻璃在結構或建筑中被用 作優異的隔熱材料和吸音材料。 在20世紀30年代末已經提出泡沫玻璃的制造原理。例如，將還原劑（如碳）和 含有氧化物、硫酸鹽或其它類型的氧化組分的發泡劑與具有特定組成的玻璃混合，并且粉 碎如此獲得的混合物。然后，將粉碎后的混合物放置在預定的容器或模具中，從而在軟化或 熔融之前進行煅燒。 在熱處理過程中，在碳和硫氧化物（或玻璃的氧化物或氧化劑）之間發生氧 化-還原反應。結果，熔融的玻璃可以含有30 2、〇)2、隊、45或其它氣體。這可以產生形成具 有低密度且對熱傳導和熱輻射具有耐受性的結構的材料，并且這可以形成游離氣體。結果， 當獲得最佳結果時，玻璃的結構可以具有封閉的孔，水、水蒸汽或其它液體或氣體不能滲入 該孔中。 已提出根據以上制造原理制造的泡沫玻璃塊的制造方法的眾多研究結果和相關 專利。為了制造由 Pittsburg Corning of the United States of America 商業化的泡沫玻 璃，必須首先制備具有特定組成的用于制造泡沫玻璃的玻璃原料。為此，已制備用于制造 泡沫玻璃的玻璃原料，所述玻璃原料可以通過將各種組分（如Na 2S04、CaC03、MgC03、Na20和 As203)添加到用于制造玻璃的典型原料組合物中和在1300°C至1600°C的溫度范圍中實施 熔融方法來制造泡沫玻璃。粉碎如此制備的玻璃，將碳作為形成助劑（所述形成助劑產生 了通過與其它組分反應來充當直接發泡劑的氣體）添加到其中并且充分混合。然后，將用 于制造泡沫玻璃的混合后的玻璃原料粉末放置在預定的容器中，在400°C至650°C的溫度 范圍中進行預熱，使其在800°C至900°C的溫度范圍中經受發泡過程，然后經受熱處理方法 (如用于穩定的冷卻和緩慢冷卻）。將如此獲得的產品切成預定的尺寸并且進行包裝以供 出售。 然而，在該方法中，由于如上所述的1300°C至1600°C的熱處理溫度在制備用于制 造泡沫玻璃的玻璃原料的方法中是必要的，所以需要大量的能量。因此，設備的投資和管理 費用是必須的，因而，用于制造泡沫玻璃的玻璃原料的生產成本可能占泡沫玻璃生產成本 的超過一半。 在泡沫玻璃的制造中，盡可能精確地預測玻璃的發泡范圍是非常重要的。已提出 根據以上制造原理制造的泡沫玻璃塊的制造方法的眾多研究結果和相關專利。然而，對于 泡沫玻璃的產生范圍的研究已無關緊要了。 通常，已使用高溫顯微鏡通過實時圖像在宏觀上進行泡沫玻璃的產生范圍的精確 預測實驗。然而，這不可以精確地預測玻璃的發泡范圍，測量單位也可能被限制到僅毫米 (mm)單位。
技術實現思路
摶術問是頁 本專利技術提供了在不使用發泡劑的情況下，通過使用廢玻璃而同時無需玻璃熔融、 水解或用于制備特殊組合物的任何其它預處理來制造具有均勻孔分布和有效功能的無色 或有色泡沫玻璃的方法。 本專利技術還提供了使用膨脹計根據各種測量變量（如溫度范圍、升溫速率、保持時 間和冷卻速率）精確預測玻璃的發泡范圍的方法。 摶術方案 根據本專利技術的一方面，提供了使用廢玻璃制造泡沫玻璃的方法，包括：通過在不添 加發泡劑的情況下在成形模具中壓制具有硅酸鈉或硼鋁硅酸鹽組分的廢玻璃粉末來制備 模塑制品；和在600°C至1，000°C的溫度范圍對模塑制品進行煅燒和使其發泡，其中通過采 用濕磨法研磨具有硅酸鈉或硼鋁硅酸鹽組分的廢玻璃，來制備廢玻璃粉末。 在這種情況下，可以將選自水、乙醇、甲醇和丙酮中的至少一種或多種用作所述濕 磨法的溶劑。 此外，所述方法還可以包括在通過濕磨法研磨之前，對具有硅酸鈉或硼鋁硅酸鹽 組分的所述廢玻璃進行干磨。 廢玻璃粉末的尺寸可以為Ιμπι至10 μ m。 可以將金屬氧化物作為著色劑添加到所述廢玻璃粉末中，所述金屬氧化物可以是 鈷氧化物（C〇 304)或錳氧化物（Μη03)中的任意一種或多種。 可以在煅燒和發泡之前或在通過濕磨法研磨之前將金屬氧化物添加到廢玻璃粉 末中。 根據本專利技術的另一方面，提供了預測玻璃的發泡范圍的方法，包括使用未發泡前 體根據溫度的形狀變化曲線以預測未發泡前體的發泡范圍，所述根據溫度的形狀變化曲線 采用膨脹計測量。 可以通過以下步驟來獲得所述根據溫度的形狀變化曲線：將未發泡前體引入膨脹 計中；和在將所述未發泡前體加熱至高于所述未發泡前體的發泡起始溫度時，測量所述未 發泡前體的長度或體積變化。 可以在垂直載荷或推動力為200CN或更少的條件下獲得所述形狀變化曲線。 可以通過改變測量溫度范圍、升溫速率、冷卻速率、或溫度保持時間中的任意一種 或多種，來獲得所述形狀變化曲線。例如，所述測量溫度范圍可以在室溫至1400°C的范圍中 進行變化，所述升溫速率可以在〇. 1°C /min至50°C /min的范圍中進行變化，所述冷卻速率 可以在0. 1°C /min至50°C /min的范圍中進行變化，和所述保持時間可以在24小時或更少 的范圍中進行變化。 未發泡前體可以是粉末形式、或具有預定形狀的塊料形式。 有益效果 在本專利技術中，由于可以在不添加發泡劑的情況下使用廢棄的廢玻璃在過程控制下 制造泡沫玻璃，所以可以簡化該過程。因此，不僅可以有助于過程控制，而且還可以制造具 有均勻孔結構和良好的美觀特性的泡沫玻璃。因此，如此制造的泡沫玻璃可以用于各種建 筑和環境相關的廣品中。 此外，在本專利技術中，由于可以通過采用膨脹計進行分析來使精確預測具有各種變 量的玻璃發泡范圍成為可能，所以它可以有助于過程控制和生產方法的優化。因此，它可適 合于設置精確的發泡溫度和制造具有優化的密度的泡沫玻璃。 本專利技術的效果不限于前述內容，而是那些本領域技術人員根據以下說明將清楚地 理解本申請未述及的其它效果。 【附圖說明】 圖1是闡明根據本專利技術使用廢玻璃制造泡沫玻璃的方法的流程圖； 圖2是闡明根據本專利技術的實施例1和4制造的泡沫玻璃的微結構的結果； 圖3是觀察根據實施例1制造的泡沫玻璃的外觀的結果； 圖4是觀察根據實施例5至8制造的泡沫玻璃的外觀的結果； 圖5闡明了根據本專利技術的實施方式通過使用膨脹計獲得的形狀變化曲線； 圖6闡明了根據本專利技術的實施例9至12通過使用膨脹計獲得的形狀變化曲線； 圖7單獨闡明了根據本專利技術的實施例10獲得的形狀變化曲線； 圖8是在圖7中闡明的發泡點以及低于和高于所述發泡點時泡沫玻璃的微結構的 電子顯微鏡觀察的結果；和 圖9a和9b分別是闡明在根據本專利技術的實施方式預測玻璃發泡范圍的方法中使用 的水平型膨脹計和垂直型膨本文檔來自技高網...

【技術保護點】
使用廢玻璃制造泡沫玻璃的方法，所述方法包括：通過在不添加發泡劑的情況下在成形模具中壓制具有硅酸鈉或硼鋁硅酸鹽組分的廢玻璃粉末來制備模塑制品；和在600℃至1,000℃的溫度范圍對所述模塑制品進行煅燒和使其發泡，其中所述廢玻璃粉末的制備方法包括通過濕磨法來研磨具有硅酸鈉或硼鋁硅酸鹽組分的廢玻璃。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】1. 使用廢玻璃制造泡沫玻璃的方法，所述方法包括： 通過在不添加發泡劑的情況下在成形模具中壓制具有硅酸鈉或硼鋁硅酸鹽組分的廢 玻璃粉末來制備模塑制品；和 在600°C至1，000°C的溫度范圍對所述模塑制品進行煅燒和使其發泡， 其中所述廢玻璃粉末的制備方法包括通過濕磨法來研磨具有硅酸鈉或硼鋁硅酸鹽組 分的廢玻璃。2. 權利要求1的方法，其中將選自水、乙醇、甲醇和丙酮中的至少一種或多種用作所述 濕磨法的溶劑。3. 權利要求1的方法，其進一步地包括在通過所述濕磨法研磨之前，對具有硅酸鈉或 硼鋁硅酸鹽組分的所述廢玻璃進行干磨。4. 權利要求1的方法，其中所述廢玻璃粉末的尺寸為1 μ m至10 μ m。5. 權利要求1的方法，其中將金屬氧化物作為著色劑添加到所述廢玻璃粉末中。6. 權利要求5的方法，其中所述金屬氧化物是鈷氧化物（C〇304)或錳氧化物（Μη03)中 的任意一種或多種。7. 權利要求6的方法，其中在煅燒和發泡之前，將所述金屬氧化物添加到所述廢玻璃 粉末中。8. 權利要求7的方法，其中在通過所述濕磨法研磨之前添加所述金屬氧化物...

【專利技術屬性】
技術研發人員：樸商曄，鄭俊基，方喜坤，金成振，
申請(專利權)人：江陵原州大學校產學協力團，
類型：發明
國別省市：韓國;KR