专利摘要

本发明涉及一种硅气凝胶填充开孔泡沫玻璃颗粒及制造方法，其特征在于：所述开孔泡沫玻璃以废玻璃、重质碳酸钙、粗硼砂和少量锌白为原材料，研磨后加入塑料泡沫颗粒并造粒后通过控制升温速度和烧成温度制备而成；将正硅酸乙酯加入乙醇水溶液中，调节pH为3～4，制备溶胶溶液，之后加入氨水调节pH6～8；将溶胶与开孔泡沫玻璃颗粒混合，溶胶在多孔泡沫玻璃内形成凝胶，经过老化、改性、干燥等工艺，制备出硅气凝胶填充开孔泡沫玻璃颗粒。本发明的方法大量应用固体废弃物废玻璃和天然石材原料，生产成本低，同时将硅气凝胶填充在泡沫玻璃空隙内，使颗粒具有低密度、高强度、低导热等优点。

权利要求

1.一种硅气凝胶填充开孔泡沫玻璃颗粒的制造方法，包括以下步骤：

1）将废玻璃粉90重量份，重质碳酸钙粉3～5重量份，粗硼砂0.5重量份，锌白0.5重量份混拌后在球磨机内磨成100～200目，加入1～2mm的聚苯乙烯泡沫颗粒3～5重量份后充分搅拌，喷洒20～30重量份的雾化水搅拌均匀，将混合物放入震动机中，经震动制成粒径为15～30mm的球形颗粒的生料球；

2）将生料球放入马弗炉中，自室温以3～5℃/min升温速率升至110℃保温1h，烘干水分；以5～10℃/min升温速率升至400℃，保温30～40min；再以5～10℃/min升温速率升至800～950℃，保温20～30min；再以10～20℃/min的降温速率降温至600℃，保温20～30min；然后以1～2℃/min的降温速率降至室温，即得开孔泡沫玻璃颗粒；

3）将50～80重量份正硅酸乙酯与65～106重量份乙醇、21～35重量份水混合，然后加入盐酸调pH值为3～4,在50℃下水解20～30min得溶胶；加入稀释氨水调节溶胶pH为6.0～8.0，立刻将溶胶与开孔泡沫玻璃颗粒混合，使溶胶充分填充泡沫颗粒内部的空隙，并在内部凝胶，将其密封后于50℃下老化12h；之后将物料放入乙醇溶剂中，继续老化24h；取出老化后的物料，放入体积比为1∶3的三甲基氯硅烷与正己烷溶液中改性12～24h；改性结束后于60～80℃进行干燥6～12h，之后升温至70℃～150℃，干燥6～12h，即硅气凝胶填充开孔泡沫玻璃颗粒。

说明书

技术领域

本发明涉及开孔泡沫玻璃及其制备方法，尤其是提供一种硅气凝胶填充开孔泡沫玻璃颗粒及制造方法，属于建筑隔热材料生产技术领域。

背景技术

颗粒状泡沫玻璃是由泡沫玻璃发展而来的一种新型环保保温材料，主要用作隔热材料、吸音材料等。日本化学成品工业(株)特公昭63-65617推出了一种制造玻璃发泡粒的方法，工艺中包括玻璃粉末和无机发泡剂被粘结剂固结造粒，造粒后整粒，涂防粘剂，在旋转窑中烧成发泡。

郭宏伟公开了CN201010550152.0，一种泡沫玻璃颗粒的制备方法。首先，将玻璃球磨至200目形成玻璃粉，将玻璃粉，硝酸钠，二氧化锰，三氧化二铁和硅酸钠混合制成配合料；将发泡模板表面均匀钻出若干圆柱凹槽，制成颗粒状发泡模板；将配合料均匀的注入颗粒状发泡模板的圆柱凹槽中在辊道窑中烧成后，从颗粒状发泡模板中将试样倒出即得泡沫玻璃颗粒。

谢湖晖公开了CN201511020603.9，本发明公开了一种陶化泡沫玻璃颗粒及其制备方法。将50%～60%粉煤灰，15%～20%粘土，20%～30%废旧玻璃，3%～6%改性添加剂经过研磨并造粒后通过控制升温速度和烧成温度制备而成。本发明能有效提高陶化泡沫玻璃的闭孔率、降低其吸水率和导热系数，并满足变电工程对陶化玻璃材料防火隔热的要求。

近年来，随着对颗粒状泡沫玻璃应用方面的进一步研究和开发，发现颗粒状泡沫玻璃在作为隔热保温材料时，保温效果不佳，极大地限制了其作为优良保温隔热材料和填充材料的使用效果，如何制备出性能优良的泡沫玻璃颗粒成为泡沫玻璃颗粒生产中亟需解决的问题。

发明内容

本发明提供一种硅气凝胶填充开孔泡沫玻璃颗粒及制造方法，在不降低泡沫玻璃颗粒强度的同时，大幅度降低泡沫玻璃颗粒的导热系数，从而显著提高建筑保温性能，克服了现有泡沫玻璃颗粒的性能不足。

本发明所述的一种硅气凝胶填充开孔泡沫玻璃颗粒，其特征在于是由以下原料按重量份数比制成的：

废玻璃粉90份，重质碳酸钙粉3～5份，粗硼砂0.5份，锌白0.5份，正硅酸乙酯50～80份，1～2mm聚苯乙烯泡沫颗粒3～5份。

本发明所述的一种硅气凝胶填充开孔泡沫玻璃颗粒的制造方法，包括以下步骤：

1）将废玻璃粉90份，重质碳酸钙粉3～5份，粗硼砂0.5份，锌白0.5份混拌后用球磨机内磨成100～200目，加入1～2mm聚苯乙烯泡沫颗粒3～5份后充分搅拌，喷洒20～30份的雾化水搅拌均匀，将混合物放入震动机中，经震动制成粒径为15～30mm的球形颗粒的生料球；

2)将生料球放入马弗炉中，自室温以3～5℃/min升温速率升至110℃保温1h，烘干水分；以5～10℃/min升温速率升至400℃，保温30～40min；再以5～10℃/min升温速率升至800～950℃，保温20～30min；再以10～20℃/min的降温速率降温至600℃，保温20～30min；然后以1～2℃/min的降温速率降至室温，即得开孔泡沫玻璃颗粒；

3）将50～80份正硅酸乙酯与65～106份乙醇、21～35份水混合，然后加入盐酸调pH值为3～4,在50℃下水解20～30min得溶胶；加入稀释氨水调节溶胶pH为6.0～8.0，立刻将溶胶与开孔泡沫玻璃颗粒混合，使溶胶充分填充泡沫颗粒内部的空隙，并在内部凝胶，将其密封后于50℃下老化12h；之后将物料放入乙醇溶剂中，继续老化24h；取出老化后的物料，放入体积比为1∶3的三甲基氯硅烷与正己烷溶液中改性12～24h；改性结束后于60～80℃进行干燥6～12h，之后升温70℃～150℃，干燥6～12h，即得。

本发明的有益效果为：通过选择重质碳酸钙粉与1～2mm聚苯乙烯泡沫颗粒作为泡沫玻璃颗粒的开孔剂，在烧结过程中聚苯乙烯泡沫颗粒产生大空隙，随着烧结温度升高，重质碳酸钙分解产生气体，使泡沫玻璃颗粒连通空隙增加，制备出开孔泡沫玻璃颗粒。利用开孔泡沫玻璃颗粒吸附硅气凝胶的前躯体硅溶胶溶液，形成填充溶胶溶液的开孔泡沫玻璃颗粒，溶胶在多孔泡沫玻璃内形成凝胶，经过老化、改性、干燥等工艺，制备出保温效果极佳的硅气凝胶填充开孔泡沫玻璃颗粒。通过在开孔泡沫玻璃颗粒中加入保温效果极佳的硅气凝胶，极大的降低了颗粒的导热系数，极大的提高了保温性能，较好的解决了现有的开孔或闭孔泡沫玻璃颗粒保温效果不佳的问题。本发明操作方便，制作成本低，提供了保温性能好和强度高的泡沫玻璃颗粒。

具体实施方式

以下通过实施例进一步说明本发明。

实施例1:

1）将废玻璃粉90kg，重质碳酸钙粉3kg，粗硼砂0.5kg，锌白0.5kg混拌后用球磨机内磨成100～200目，加入1～2mm聚苯乙烯泡沫颗粒3kg后充分搅拌，喷洒20～30kg的雾化水搅拌均匀，将混合物放入震动机中，经震动制成粒径为15～30mm的球形颗粒的生料球；将生料球放入马弗炉中，自室温以3～5℃/min升温速率升至110℃保温1h，烘干水分；以5～10℃/min升温速率升至400℃，保温30～40min；再以5～10℃/min升温速率升至800～950℃，保温20～30min；再以10～20℃/min的降温速率降温至600℃，保温20～30min；然后以1～2℃/min的降温速率降至室温，即得开孔泡沫玻璃颗粒；

3）将50kg正硅酸乙酯与65kg乙醇、21kg水混合，然后加入盐酸调pH值为3～4,在50℃下水解20～30min得溶胶；加入稀释氨水调节溶胶pH为6.0～8.0，立刻将溶胶与开孔泡沫玻璃颗粒混合，使溶胶充分填充泡沫颗粒内部的空隙，并在内部凝胶，将其密封后于50℃下老化12h；之后将物料放入乙醇溶剂中，继续老化24h；取出老化后的物料，放入体积比为1∶3的三甲基氯硅烷与正己烷溶液中改性12～24h；改性结束后于60～80℃进行干燥6～12h，之后升温70℃～150℃，干燥6～12h，即得。

实施例2:

1）将废玻璃粉90kg，重质碳酸钙粉3kg，粗硼砂0.5kg，锌白0.5kg混拌后用球磨机内磨成100～200目，加入1～2mm聚苯乙烯泡沫颗粒3kg后充分搅拌，喷洒20～30kg的雾化水搅拌均匀，将混合物放入震动机中，经震动制成粒径为15～30mm的球形颗粒的生料球；开孔泡沫玻璃颗粒制备工艺同实施例1；

3）将80kg正硅酸乙酯与106kg乙醇、35kg水混合，然后加入盐酸调pH值为3～4,在50℃下水解20～30min得溶胶；加入稀释氨水调节溶胶pH为6.0～8.0，立刻将溶胶与开孔泡沫玻璃颗粒混合，工艺同实施例1。

实施例3:

1）将废玻璃粉90kg，重质碳酸钙粉5kg，粗硼砂0.5kg，锌白0.5kg混拌后用球磨机内磨成100～200目，加入1～2mm聚苯乙烯泡沫颗粒5kg后充分搅拌，喷洒20～30kg的雾化水搅拌均匀，将混合物放入震动机中，经震动制成粒径为15～30mm的球形颗粒的生料球；开孔泡沫玻璃颗粒制备工艺同实施例1；

3）将50kg正硅酸乙酯与65kg乙醇、21kg水混合，然后加入盐酸调pH值为3～4,在50℃下水解20～30min得溶胶；加入稀释氨水调节溶胶pH为6.0～8.0，立刻将溶胶与开孔泡沫玻璃颗粒混合，工艺同实施例1。

实施例4:

1）将废玻璃粉90kg，重质碳酸钙粉5kg，粗硼砂0.5kg，锌白0.5kg混拌后用球磨机内磨成100～200目，加入1～2mm聚苯乙烯泡沫颗粒5kg后充分搅拌，喷洒20～30kg的雾化水搅拌均匀，将混合物放入震动机中，经震动制成粒径为15～30mm的球形颗粒的生料球；开孔泡沫玻璃颗粒制备工艺同实施例1；

3）将80kg正硅酸乙酯与106kg乙醇、35kg水混合，然后加入盐酸调pH值为3～4,在50℃下水解20～30min得溶胶；加入稀释氨水调节溶胶pH为6.0～8.0，立刻将溶胶与开孔泡沫玻璃颗粒混合，工艺同实施例1。

空白组实施例1

将废玻璃粉90kg，重质碳酸钙粉3kg，粗硼砂0.5kg，锌白0.5kg混拌后用球磨机内磨成100～200目，加入1～2mm聚苯乙烯泡沫颗粒3kg后充分搅拌，喷洒20～30kg的雾化水搅拌均匀，将混合物放入震动机中，经震动制成粒径为15～30mm的球形颗粒的生料球；开孔泡沫玻璃颗粒制备工艺同实施例1。

空白组实施例2

将废玻璃粉90kg，重质碳酸钙粉5kg，粗硼砂0.5kg，锌白0.5kg混拌后用球磨机内磨成100～200目，加入1～2mm聚苯乙烯泡沫颗粒5kg后充分搅拌，喷洒20～30kg的雾化水搅拌均匀，将混合物放入震动机中，经震动制成粒径为15～30mm的球形颗粒的生料球；开孔泡沫玻璃颗粒制备工艺同实施例1。

提供以下试验表明进一步证明本发明的积极效果

实施例1-4，进行强度、密度检测、导热系数、开孔空隙率检测，综合指标见表1。

表1 本发明实施例1-4的性能数据

性能指标实施例1实施例2实施例3实施例4空白组实施例1空白组实施例23 ≤]]>160170130140140110压缩强度，MPa ≥0.60.60.40.40.60.4导热系数，W/（m·K）≤0.0440.0390.0350.0300.0780.068开口空隙率，%————————6075

结论：

实施例1与实施例2中加入重质碳酸钙粉3kg、1～2mm聚苯乙烯泡沫颗粒3kg制备开孔泡沫玻璃颗粒，进而加入50kg或80kg正硅酸乙酯，得制品，从空白组的0.078W/（m·K）降到0.039W/（m·K），明显优于空白组实施例1样品，保温效果非常显著。

实施例3与实施例4中加入重质碳酸钙粉5kg、1～2mm聚苯乙烯泡沫颗粒5kg制备开孔泡沫玻璃颗粒，进而加入50kg或80kg正硅酸乙酯，得制品，从空白组的0.068W/（m·K）降到0.030W/（m·K），由于加入开孔剂较多，孔隙率较高，填充硅气凝胶较多，性能明显优于实施例1与2的样品，也优于空白组实施例2样品，保温效果非常显著。

本发明一种硅气凝胶填充开孔泡沫玻璃颗粒及制造方法，在不降低泡沫玻璃颗粒强度的同时，大幅度降低加气混凝土的导热系数，从而显著提高建筑保温性能。此外，本发明操作方便，制作成本低，提供了保温性能好和强度高的粉煤灰加气混凝土。

一种硅气凝胶填充开孔泡沫玻璃颗粒及制造方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。