一种泡沫玻璃磨料制品及其制备方法 - 专利探索者 - 佰腾专利检索

摘要:

本发明涉及泡沫玻璃技术领域,具体地说是一种泡沫玻璃磨料制品及其制备方法,其特征在于,采用如下重量百分比的原料制备而成:废旧玻璃95%—97%;颜料0.18%—0.30%;无水碳酸钙2.42%—4.03%;无水硫酸钠0.40%—0.67%。本发明同现有技术相比,以废旧玻璃为原料生产泡沫玻璃,大大降低了产品的生产成本,在减少废玻璃对环境的污染,保护环境的同时,又变废为宝为市场提供了全新的磨料产品;通过配方的调整、磨粉的粗细、烧结温度和时间的控制,能有效控制磨料制品的密度、泡孔大小、孔壁的厚度、抗压强度,生产出不同用途的产品;采用分段降温退火可有效消除产品的应力,确保产品的质量。 - 专利探索者 - 佰腾专利检索

申请号: CN201710580883.1 专利名称: 一种泡沫玻璃磨料制品及其制备方法 申请(专利权)人: [上海永丽节能材料有限公司] 发明人: [陶娅龄, 李兆宇, 王玉梅, 叶泳公, 王玉华] 其他信息:
1.一种泡沫玻璃磨料制品,其特征在于,采用如下重量百分比的原料制备而成: 2.如权利要求1所述的一种泡沫玻璃磨料制品,其特征在于,所述的废旧玻璃包括平板 玻璃、瓶罐玻璃或显像管玻璃中的任意一种或多种。 3.如权利要求1所述的一种泡沫玻璃磨料制品,其特征在于,所述的颜料为无机、1000 ℃高温不变色的耐高温的工业用的颜料。 4.如权利要求3所述的一种泡沫玻璃磨料制品,其特征在于,所述的颜料包括钴绿JF- B5003、钴蓝JF-B2805、钛镍黄JF-B5302、钛铬棕JF-B2402、钛铬黑JF-A2901。 5.一种如权利要求1~4任一项所述的泡沫玻璃磨料制品的制备方法,其特征在于,采 用如下制备步骤: (1)、磨粉:将废旧玻璃、颜料在球磨机中磨400-630分钟后,再加入无水碳酸钙、无水硫 酸钠磨15-45分钟,取样检测细度是否达到95%以上的粉料通过200-300目标准筛网,如未 达到,再磨15分钟,直到达到要求; (2)、筛分:取筛下物,得混合粉料; (3)、烧结发泡处理:将混合粉料称量后放入模具盒,由液压推进机按每间隔1~3min推 一次,将模具盒送入发泡炉内,按烧结温度依次进行如下四段式处理: 31、预热段:从540-560℃升温至800-820℃进行30-90min预热,升温速率2-9℃/min; 32、发泡段:从800-820℃升温至860-880℃进行20-60min发泡,升温速率0.5-3℃/min; 33、稳定段:从860-880℃升温至880-900℃进行20-60min的稳定处理,升温速率0.3-1 ℃/min; 34、降温段:从880-900℃降温至630-650℃,进行30-90min降温,降温速率2-9℃/min, 得发泡制品; (4)、脱模:从发泡炉内取出发泡完毕后的模具盒,并脱模,取出发泡制品; (5)、退火:由于在脱模时,发泡制品因散热而温度会降低,所以退火炉要事先补充热 量,保证在将发泡制品放入退火炉中时,退火炉中要升温到630-670℃,然后再分四个阶段 处理,每阶段处理10h,进行降温退火:第一阶段降温:温度从630-670℃降至300-340℃,降 温速率为33-37℃/h;第二阶段降温:温度从300-340℃降温至160-200℃,降温速率为14-18 ℃/h;第三阶段降温:温度从160-200℃降温至40-80℃,降温速率为12-16℃/h;第四阶段降 温:温度从40-80℃降温至室温。
< p > 一种泡沫玻璃磨料制品及其制备方法 < /p > < p > 技术领域 < /p > < p > 本发明涉及泡沫玻璃技术领域,具体地说是一种泡沫玻璃磨料制品及其制备方 法。 < /p > < p > 背景技术 < /p > < p > 磨脚石在国外一些发达国家已是家喻户晓,成为他们日常生活中不可缺少的用 品,它能轻松的磨除足底、手掌中的老茧和糙皮,使手足皮肤光滑自然,感觉舒适。另外磨擦 足底,能放松足底神经,解除疲劳,它无毒不会变质,卫生方便,是家庭必备佳品。 < /p > < p > 磨料制品的另一作用,可作为油腻、结焦物品用具的清洗材料,如烧烤炉等的清 洗。 < /p > < p > 磨料制品的用途不同,对材料的要求也不同,用于磨脚石的材料,要求制品的泡孔 细小而均匀,泡孔壁要薄,密度低、重量轻、要有一定的强度;而用作清洗烧烤炉等的用具 时,磨料制品除密度低、重量轻以外,制品的泡孔相对要大些,泡孔壁要厚,尤其强度要高, 耐磨性好。 < /p > < p > 一般的磨料制品是用火山喷发的熔岩冷却后形成的石头做成的,由于是自然形成 的,所以材料的密度、泡孔的大小、均匀性、孔壁的厚度都无法控制,颜色也是单一的。 < /p > < p > 发明内容 < /p > < p > 本发明的目的是克服现有技术的不足,采用无机玻璃磨成细粉,加入发泡剂和添 加剂,在炉窑中经高温熔融后,发泡烧结形成均匀泡孔的制品,其密度低重量轻、强度高耐 磨、泡孔大小可调、式样颜色各异,可满足不同用途的需要。 < /p > < p > 为实现上述目的,设计一种泡沫玻璃磨料制品,其特征在于,采用如下重量百分比 的原料制备而成: < /p > < p > < img file="BDA0001352258560000021.GIF" wi="700" he="430" img-content="drawing" img-format="GIF" orientation="portrait" inline="no" > < /p > < p > 所述的废旧玻璃包括平板玻璃、瓶罐玻璃或显像管玻璃中的任意一种或多种。 < !-- SIPO < DP n="1" > -- > < /p > < p > 所述的颜料为无机、1000℃高温不变色的耐高温的工业用的颜料。 < /p > < p > 所述的颜料包括钴绿JF-B5003、钴蓝JF-B2805、钛镍黄JF-B5302、钛铬棕JF- B2402、钛铬黑JF-A2901。 < /p > < p > 一种泡沫玻璃磨料制品的制备方法,其特征在于,采用如下制备步骤: < /p > < p > (1)、磨粉:将废旧玻璃、颜料在球磨机中磨400-630分钟后,再加入无水碳酸钙、无 水硫酸钠磨15-45分钟,取样检测细度是否达到95%以上的粉料通过200-300目标准筛网, 如未达到,再磨15分钟,直到达到要求; < /p > < p > (2)、筛分:取筛下物,得混合粉料; < /p > < p > (3)、烧结发泡处理:将混合粉料称量后放入模具盒,由液压推进机按每间隔1~ 3min推一次,将模具盒送入发泡炉内,按烧结温度依次进行如下四段式处理: < /p > < p > 31、预热段:从540-560℃升温至800-820℃进行30-90min预热,升温速率2-9℃/ min; < /p > < p > 32、发泡段:从800-820℃升温至860-880℃进行20-60min发泡,升温速率0.5-3℃/ min; < /p > < p > 33、稳定段:从860-880℃升温至880-900℃进行20-60min的稳定处理,升温速率 0.3-1℃/min; < /p > < p > 34、降温段:从880-900℃降温至630-650℃,进行30-90min降温,降温速率2-9℃/ min,得发泡制品; < /p > < p > (4)、脱模:从发泡炉内取出发泡完毕后的模具盒,并脱模,取出发泡制品; < /p > < p > (5)、退火:由于在脱模时,发泡制品因散热而温度会降低,所以退火炉要事先补充 热量,保证在将发泡制品放入退火炉中时,退火炉中要升温到630-670℃,然后再分四个阶 段处理,每阶段处理10h,进行降温退火:第一阶段降温:温度从630-670℃降至300-340℃, 降温速率为33-37℃/h;第二阶段降温:温度从300-340℃降温至160-200℃,降温速率为14- 18℃/h;第三阶段降温:温度从160-200℃降温至40-80℃,降温速率为12-16℃/h;第四阶段 降温:温度从40-80℃降温至室温。 < !-- SIPO < DP n="2" > -- > < /p > < p > 本发明同现有技术相比,以废旧玻璃为原料生产泡沫玻璃,大大降低了产品的生 产成本,在减少废玻璃对环境的污染,保护环境的同时,又变废为宝为市场提供了全新的磨 料产品;随着人们对该产品的认识,国内的需求量也在不断地增加,也为企业增加了效益; 通过配方的调整、磨粉的粗细、烧结温度和时间的控制,能有效控制磨料制品的密度、泡孔 大小、孔壁的厚度、抗压强度,生产出不同用途的产品;采用不同的颜料,经过产品的切割, 可以生产出不同颜色和形状的磨料制品;采用分段降温退火可有效消除产品的应力,确保 产品的质量。 < /p > < p > 附图说明 < /p > < p > 图1为本发明中退火降温曲线图。 < /p > < p > 具体实施方式 < /p > < p > 本发明中泡沫玻璃磨料制品是采用天然无机材料制备的,其主要采用无机玻璃磨 成细粉,再加入发泡剂和添加剂,在炉窑中经高温熔融后,发泡形成一定大小而均匀泡孔的 制品,经过切割可加工成各种形状的产品,如加入不同的颜料,可以做成彩色的制品,泡沫 玻璃磨料的特点是密度低重量轻、强度高耐磨、泡孔大小可调、式样颜色各异,可满足不同 用途的需要。 < /p > < p > 本发明中废旧玻璃为主要原料;颜料为着色剂,也可以采用其他颜色的颜料;无水 碳酸钙为发泡剂,高温下碳酸钙分解产生二氧化碳气体,可起到发泡的作用;无水硫酸钠为 发泡稳定剂,能使发泡的速度均匀,泡孔的稳定。 < /p > < p > 本发明中的发泡炉是50m长的连续生产式的隧道窑,用电加热,以烧少量柴油使发 泡炉内生成还原性的气氛,发泡炉内按温度的不同分成连续的四段,分别为15m长的预热 段、10m长的发泡段、10m长的稳定段、15m长的降温段,炉底铺有导轨,内装混合原料粉的模 具盒在液压推进机的推动下在导轨上前行。 < /p > < p > 本发明中的退火炉是100m长的连续生产式的隧道窑,内有载着发泡制品的窑车在 轨道上运行,液压牵引机构每隔20min,牵引窑车前行一次,不断地送入待退火的发泡制品 和带出已完成退火的产品。 < /p > < p > 下面结合实施例对本发明做进一步地描述。 < /p > < p > 实施例1 < /p > < p > 本例中以制备磨脚石材料为例。 < /p > < p > 称取原料: < !-- SIPO < DP n="3" > -- > < /p > < p > < img file="BDA0001352258560000041.GIF" wi="700" he="192" img-content="drawing" img-format="GIF" orientation="portrait" inline="no" > < /p > < p > < img file="BDA0001352258560000051.GIF" wi="700" he="196" img-content="drawing" img-format="GIF" orientation="portrait" inline="no" > < /p > < p > 具体制备步骤: < /p > < p > (1)、磨粉:将废旧玻璃、颜料在球磨机中磨575分钟后,再加入无水碳酸钙、无水硫 酸钠磨30分钟,取样检测细度是否达到300目,保证筛余量为≤5%,如未达到再磨15分钟, 直到达到工艺要求为止; < /p > < p > (2)、筛分:取筛下物,得混合粉料; < /p > < p > (3)、发泡烧结处理:经球磨后的混合粉料称重后,放入专用的模盒,以每间隔 1min,推一个模盒进发泡炉,第一步,先从540℃升温至800℃进行预热,升温速率8.7℃/ min;第二步,从800℃升温至860℃进行发泡,升温速率3℃/min;第三步,从860℃升温至880 ℃进行稳定处理,升温速率1℃/min;第四步,从880℃降温至630℃,降温速率8.3℃/min,得 发泡制品; < /p > < p > (4)、脱模:从发泡炉内取出发泡完毕后的模具盒,并脱模,取出发泡制品; < /p > < p > (5)、退火:将发泡制品放入退火炉,先升温到650℃,然后分四个阶段进行共40h, 每阶段10h的降温退火,第一阶段降温:温度从650℃降至320℃,降温速率为33℃/h;第二阶 段降温:温度从320℃降温至180℃,降温速率为14℃/h;第三阶段降温:温度从180℃降温至 60℃,降温速率为12℃/h;第四阶段降温:温度从60℃降温至室温25℃,降温速率为3.5℃/ h,,参见图1。 < /p > < p > 本例中制备的磨脚石,经上海建科检验有限公司,于2017年5月3日出具的编号为 JR628-170045的检测报告中可知,其体积密度为243kg/m < sup > 3 < /sup > ,抗压强度为0.9MPa。 < /p > < p > 实施例2 < /p > < p > 本例中以制造清洗烧烤炉材料为例。 < /p > < p > 称取原料: < !-- SIPO < DP n="4" > -- > < /p > < p > < img file="BDA0001352258560000061.GIF" wi="638" he="460" img-content="drawing" img-format="GIF" orientation="portrait" inline="no" > < /p > < p > 具体制备步骤: < /p > < p > (1)、磨粉:将废旧玻璃、颜料在球磨机中磨450分钟后,再加入无水碳酸钙、无水硫 酸钠磨30分钟,取样检测细度是否达到200目,保证筛余量为≤5%,如未达到再磨15分钟, 直到达到工艺要求。 < /p > < p > (2)、筛分:取筛下物,得混合粉料; < /p > < p > (3)、发泡烧结处理:经球磨后的混合粉料称重后,放入专用的模盒,以每间隔 2min,推一个模盒进发泡炉,第一步,先从550℃升温至810℃进行预热,升温速率4.3℃/ min;第二步,从810℃升温至870℃进行发泡,升温速率1.5℃/min;第三步,从870℃升温至 890℃进行稳定处理,升温速率0.5℃/min;第四步,从890℃降温至640℃,降温速率约4.2 ℃/min,得发泡制品; < /p > < p > (4)、脱模:从发泡炉内取出发泡完毕后的模具盒,并脱模,取出发泡制品; < /p > < p > (5)、退火:将发泡制品放入退火炉,先升温到660℃,然后分四个阶段进行共40h, 每阶段10h的降温退火,第一阶段降温:温度从660℃降至330℃,降温速率为33℃/h;第二阶 段降温:温度从330℃降温至190℃,降温速率为14℃/h;第三阶段降温:温度从190℃降温至 70℃,降温速率为12℃/h;第四阶段降温:温度从70℃降温至室温25℃,降温速率为3.5℃/ h。 < /p > < p > 本例中制备的高强度烧烤炉清洗磨料,经上海建科检验有限公司,出具的编号为 JR622-130021*的检测报告中可知,其体积密度为273kg/m < sup > 3 < /sup > ,抗压强度为3.9MPa。 < /p > < p > 本发明中,使用的模具盒的长和宽是固定的,发泡产品的体积大小,由发泡的高度 决定的,而发泡的高度由发泡剂的用量、温度的高低和混合粉料在炉窑中的停留时间决定, 相同条件下,停留时间越长发泡的高度越高;发泡产品的密度由粉料的数量和发泡的高度 决定的,所以本发明可通过事先计算加入粉料的重量,温度的设定,再调整模具盒推进的间 隔时间,来控制产品发泡的高度。 < /p > < p > 由于制成的泡沫玻璃磨料制品其密度及泡孔大小可控,因此可以做成磨脚石或烧 烤器具等清洗的材料,做成的磨脚石、烧烤器具等清洗的材料的密度差不多,主要是泡孔壁 的厚度决定了强度的不同,相同条件下,孔壁厚抗压强度就高,一般抗压强度低的做磨脚 石,抗压强度高的做烧烤器具等清洗的材料。 < /p > < p > 磨料制品的抗压强度,除了与密度有关外,也与孔壁的厚薄有关,增加泡孔壁厚度 可以提高抗压强度,泡孔壁厚薄与原料粉的粗细度有关,相应的发泡条件下,原料粉的粗细 度越细,泡孔呈现出小和密,泡孔壁薄;原料粉的粗细度越粗,泡孔呈现出大和疏;粉的细度 与磨粉的时间有关。 < /p > < p > 一般情况下,做磨脚石的泡沫玻璃,要求泡孔呈现出小而密,孔壁要薄,且要有一 定的强度;而用于烧烤炉等物品清洗的泡沫玻璃,要求泡孔呈现出大而疏,泡孔壁要厚,强 度要求更高。所以本发明根据产品的用途,通过配方的设计,磨粉粗细度的调整、模盒中粉 料用量的计算、烧结发泡温度、时间的设定、退火速率的控制,从而得到不同用途的优质磨 料产品。 < /p > < p > 本发明中发泡制品的降温退火过程也是一个关键技术,因为磨料制品是一个以闭 孔为主的泡孔结构,具有隔热保温的作用,发泡制品在降温退火过程中,第一阶段的降温速 率最快为33-37℃/h,当经过第一阶段降温后,发泡制品的外层已经初步冷却固化,封闭的 泡孔起到了隔热保温的作用,这时制品内部的热量不易扩散,以至于第二阶段的降温速率 明显下降,为14-18℃/h,第三段的降温的速率依次下降,为12-16℃/h,第四阶段从40-80℃ 降温到室温也用了10h的时间。发泡制品退火好坏,直接影响到产品的质量,如后阶段降温 速率太快,退火不好,制品的应力未消除,产品会发生开裂或断裂,直接影响到产品的质量。 所以对发泡制品退火的温度和时间的控制有很高的要求。 < !-- SIPO < DP n="5" > -- > < /p >
< p > 磨脚石在国外一些发达国家已是家喻户晓,成为他们日常生活中不可缺少的用 品,它能轻松的磨除足底、手掌中的老茧和糙皮,使手足皮肤光滑自然,感觉舒适。另外磨擦 足底,能放松足底神经,解除疲劳,它无毒不会变质,卫生方便,是家庭必备佳品。 < /p > < p > 磨料制品的另一作用,可作为油腻、结焦物品用具的清洗材料,如烧烤炉等的清 洗。 < /p > < p > 磨料制品的用途不同,对材料的要求也不同,用于磨脚石的材料,要求制品的泡孔 细小而均匀,泡孔壁要薄,密度低、重量轻、要有一定的强度;而用作清洗烧烤炉等的用具 时,磨料制品除密度低、重量轻以外,制品的泡孔相对要大些,泡孔壁要厚,尤其强度要高, 耐磨性好。 < /p > < p > 一般的磨料制品是用火山喷发的熔岩冷却后形成的石头做成的,由于是自然形成 的,所以材料的密度、泡孔的大小、均匀性、孔壁的厚度都无法控制,颜色也是单一的。 < /p >
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