本发明公开了一种泡沫玻璃用造孔剂的制备方法，属于泡沫玻璃领域。
背景技术：
：泡沫玻璃(foamglass)是一种构成材料的基体中均匀分布着大量气孔的多孔玻璃材料，一般是由定量的碎玻璃粉碎后，添加适量的造孔剂、改性添加剂和促进剂等经混合形成均匀的配合料，然后放入特定的模具中，再经过预热、熔融、造孔、退火等工艺制成。一般来讲，其制品的气孔结构比较均匀，孔径分布在0.1～5mm范围内。它的体积密度为100～1000kg/m3，可根据使用的要求，通过变更生产技术参数来调整其密度。相对于致密的材料而言，泡沫玻璃具有排列规则、大小可调的气孔结构，这使得它具有自身的特点，如孔隙率高、密度小、比表面积大、冲击能量吸收率高、防火防爆性能好、阻尼减震性能好、隔音吸声、电磁屏蔽、隔热保温等。这些特点使得泡沫材料应用在气体和液体的过滤、净化分离、催化载体、吸声减震、高级保温材料、生物植入材料、特种墙体材料和传感器材料等多方面。另外，泡沫玻璃很容易加工成各种形状，可以满足不同工程需要。泡沫玻璃又称为多孔玻璃，其内部充满无数开口或闭口的小气孔，孔径大小为0.5~5mm，也有的小到几微米。泡沫玻璃一般以工业废料为基体材料，生产工艺简单，成本较低，生产过程中对环境的污染较小，有利于环境的保护。泡沫玻璃还具有隔热、绝缘、吸音、无毒、防蛀、不燃烧、不老化、不霉变、不腐烂、不透气、不吸水吸湿、化学稳定性好、耐冷热冲击等特点，所以即使在其它新型隔热材料层出不穷的今天，泡沫玻璃仍以其永久性、安全性、高可靠性在低热绝缘、防潮工程、吸声等领域占据越来越重要的地位。但由于目前市场上供应的泡沫玻璃存在着机械强度低的问题，所以泡沫玻璃尚未应用在建筑领域。这主要是因为目前用于制备泡沫玻璃的造孔剂分为氧化还原型造孔剂和分解型造孔剂两类，氧化还原型造孔剂主要有碳黑、碳化硅、石墨等，这些造孔剂的分解温度往往与一般玻璃粉基料始熔温度的匹配性差，难得到理想的产品；分解型造孔剂主要有碳酸盐、硫酸盐、硝酸盐、有机物、双氧水等，但由于造孔剂自身特性及分解产物的作用易使所制得泡沫玻璃的泡壁厚薄不均匀，易形成连通结构，因而抗折强度一般低于4mpa，难以满足建筑领域对泡沫玻璃强度的要求，因此急需研发一种强度较好的泡沫玻璃来满足人们的需求。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题：针对目前泡沫玻璃的强度差的问题，本发明提供了一种泡沫玻璃用造孔剂的制备方法。为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：一种泡沫玻璃用造孔剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：（1）将复合矿物颗粒、盐酸溶液按质量比1:4～6进行超声震荡，过滤，洗涤，收集洗涤物，将洗涤物、双氧水及改性剂按质量比7～9:13:1～3进行混合，搅拌，喷雾干燥，收集喷雾干燥物；（2）将喷雾干燥物、复合颗粒及硫酸溶液按质量比5～9:1～3:10～13搅拌混合，并置于60～65℃静置，冷却至室温，减压浓缩，收集浓缩物；（3）将浓缩物置于3～7℃静置，过滤，收集滤渣，洗涤滤渣至洗涤液为中性，收集洗涤颗粒，按重量份数计，取160～170份混合溶液、50～70份乙酸乙烯酯、40～50份洗涤颗粒、20～25份乙烯醇、16～22份添加剂、10～12份辅助剂、5～8份引发剂、2～4份表面活性剂、1～3份微量添加剂；（4）首先将混合溶液、乙酸乙烯酯、洗涤颗粒、乙烯醇放入反应釜中，使用氮气保护，预热，加入添加剂、辅助剂、引发剂、表面活性剂及微量添加剂，升温，搅拌反应，出料，冷冻干燥，收集干燥物，即得泡沫玻璃用造孔剂。所述步骤（1）中复合矿物颗粒为将珍珠岩、蛭石按质量比4～6:1～3进行球磨，收集球磨物，即得复合矿物颗粒。所述步骤（1）中改性剂为溴化二甲基苄基十二烷基铵、十八烷基三甲基氯化铵、n,n二甲基十二烷基胺中的任意一种。所述步骤（2）中复合颗粒为氧化铜及氧化锰按质量比7～9:1～2进行混合，即得复合颗粒。所述混合溶液为将乙醇溶液与甲醇溶液按体积比3:5～8混合而成。所述添加剂为碳酸氢钠、碳酸钠按质量比7～10:4混合而成。所述辅助剂为聚乙二醇、聚氧乙烯辛基苯酚醚-10按质量比7:1～3混合而成。所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的任意一种。所述引发剂为偶氮二异丁氰、过硫酸铵中的任意一种。所述微量添加剂为氯化钠、氯化镁中的任意一种。本发明与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本发明以复合矿物颗粒作为基础原料，通过利用盐酸处理，一方面进行除杂，另一方面扩大内部孔隙，使用双氧水及改性剂进行改性，增加活性及膨胀效率，随后将其与复合颗粒进行混合，在硫酸的作用下生成硫酸盐沉积在颗粒的表面或内部，最后与乙酸乙烯酯进行混合，通过利用乙酸乙烯酯的聚合形成聚合物，利用冷冻干燥的方法实现对颗粒的包裹，并且将添加剂包裹其中，从而制备得到造孔剂；（2）本发明在使用过程中，首先包裹在颗粒表面的聚合物进行分解，产生气体，进行初次造孔，随后矿物颗粒受热进行膨胀，扩大内部空间，使颗粒内部的孔隙增大，并且在矿物内部沉积的硫酸盐中的硫酸铜、硫酸锰受热分解，产生二氧化硫等气体，进行再次造孔，提高了造孔效果，并且分解产生的氧化铜等沉积在孔隙内部，增强了颗粒的性能，提高了泡沫玻璃的力学性能，而且通过金属氧化物对孔隙的改造，形成了类似网状结构，增加了颗粒的性能，并且利用添加剂的作用进一步提高造孔效率，并且后续多余的二氧化硫可以与产生的氧化钠在有水的情况下还可以产生硫酸钠，作为助溶剂，提高玻璃制备效果。具体实施方式复合矿物颗粒为将珍珠岩、蛭石按质量比4～6:1～3以900r/min进行球磨20min，收集球磨物，即得复合矿物颗粒。改性剂为溴化二甲基苄基十二烷基铵、十八烷基三甲基氯化铵、n,n二甲基十二烷基胺中的任意一种。复合颗粒为氧化铜及氧化锰按质量比7～9:1～2进行混合，即得复合颗粒。混合溶液为将1.6mol/l乙醇溶液与1.8mol/l甲醇溶液按体积比3:5～8混合而成。添加剂为碳酸氢钠、碳酸钠按质量比7～10:4混合而成。辅助剂为聚乙二醇、聚氧乙烯辛基苯酚醚-10按质量比7:1～3混合而成。表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的任意一种。引发剂为偶氮二异丁氰、过硫酸铵中的任意一种。微量添加剂为氯化钠、氯化镁中的任意一种。一种泡沫玻璃用造孔剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：（1）将复合矿物颗粒、1.0mol/l盐酸溶液按质量比1:4～6进行超声震荡15min，过滤，洗涤，收集洗涤物，将洗涤物、0.8mol/l双氧水及改性剂按质量比7～9:13:1～3进行混合，以500r/min搅拌30min，喷雾干燥，收集喷雾干燥物；（2）将喷雾干燥物、复合颗粒及2.0mol/l硫酸溶液按质量比5～9:1～3:10～13搅拌混合，并置于60～65℃静置2h，冷却至室温，减压浓缩原体积的50～60％，收集浓缩物；（3）将浓缩物置于3～7℃静置12～15h，过滤，收集滤渣，洗涤滤渣至洗涤液为中性，收集洗涤颗粒，按重量份数计，取160～170份混合溶液、50～70份乙酸乙烯酯、40～50份洗涤颗粒、20～25份乙烯醇、16～22份添加剂、10～12份辅助剂、5～8份引发剂、2～4份表面活性剂、1～3份微量添加剂；（4）首先将混合溶液、乙酸乙烯酯、洗涤颗粒、乙烯醇放入反应釜中，使用氮气保护，在40～45℃预热45min，加入添加剂、辅助剂、引发剂、表面活性剂及微量添加剂，升温至65～75℃，搅拌反应9～11h，出料，冷冻干燥，收集干燥物，即得泡沫玻璃用造孔剂。实施例1复合矿物颗粒为将珍珠岩、蛭石按质量比4:1以900r/min进行球磨20min，收集球磨物，即得复合矿物颗粒。改性剂为溴化二甲基苄基十二烷基铵。复合颗粒为氧化铜及氧化锰按质量比7:1进行混合，即得复合颗粒。混合溶液为将1.6mol/l乙醇溶液与1.8mol/l甲醇溶液按体积比3:5混合而成。添加剂为碳酸氢钠、碳酸钠按质量比7:4混合而成。辅助剂为聚乙二醇、聚氧乙烯辛基苯酚醚-10按质量比7:1混合而成。表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。引发剂为偶氮二异丁氰。微量添加剂为氯化钠。一种泡沫玻璃用造孔剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：（1）将复合矿物颗粒、1.0mol/l盐酸溶液按质量比1:4进行超声震荡15min，过滤，洗涤，收集洗涤物，将洗涤物、0.8mol/l双氧水及改性剂按质量比7:13:1进行混合，以500r/min搅拌30min，喷雾干燥，收集喷雾干燥物；（2）将喷雾干燥物、复合颗粒及2.0mol/l硫酸溶液按质量比5:1:10搅拌混合，并置于60℃静置2h，冷却至室温，减压浓缩原体积的50％，收集浓缩物；（3）将浓缩物置于3℃静置12h，过滤，收集滤渣，洗涤滤渣至洗涤液为中性，收集洗涤颗粒，按重量份数计，取160份混合溶液、50份乙酸乙烯酯、40份洗涤颗粒、20份乙烯醇、16份添加剂、10份辅助剂、5份引发剂、2份表面活性剂、1份微量添加剂；（4）首先将混合溶液、乙酸乙烯酯、洗涤颗粒、乙烯醇放入反应釜中，使用氮气保护，在40℃预热45min，加入添加剂、辅助剂、引发剂、表面活性剂及微量添加剂，升温至65℃，搅拌反应9h，出料，冷冻干燥，收集干燥物，即得泡沫玻璃用造孔剂。实施例2复合矿物颗粒为将珍珠岩、蛭石按质量比6:3以900r/min进行球磨20min，收集球磨物，即得复合矿物颗粒。改性剂为十八烷基三甲基氯化铵。复合颗粒为氧化铜及氧化锰按质量比9:2进行混合，即得复合颗粒。混合溶液为将1.6mol/l乙醇溶液与1.8mol/l甲醇溶液按体积比3:8混合而成。添加剂为碳酸氢钠、碳酸钠按质量比10:4混合而成。辅助剂为聚乙二醇、聚氧乙烯辛基苯酚醚-10按质量比7:3混合而成。表面活性剂为十二烷基硫酸钠。引发剂为过硫酸铵。微量添加剂为氯化镁。一种泡沫玻璃用造孔剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：（1）将复合矿物颗粒、1.0mol/l盐酸溶液按质量比1:6进行超声震荡15min，过滤，洗涤，收集洗涤物，将洗涤物、0.8mol/l双氧水及改性剂按质量比9:13:3进行混合，以500r/min搅拌30min，喷雾干燥，收集喷雾干燥物；（2）将喷雾干燥物、复合颗粒及2.0mol/l硫酸溶液按质量比9:3:13搅拌混合，并置于65℃静置2h，冷却至室温，减压浓缩原体积的60％，收集浓缩物；（3）将浓缩物置于7℃静置15h，过滤，收集滤渣，洗涤滤渣至洗涤液为中性，收集洗涤颗粒，按重量份数计，取170份混合溶液、70份乙酸乙烯酯、50份洗涤颗粒、25份乙烯醇、22份添加剂、12份辅助剂、8份引发剂、4份表面活性剂、3份微量添加剂；（4）首先将混合溶液、乙酸乙烯酯、洗涤颗粒、乙烯醇放入反应釜中，使用氮气保护，在45℃预热45min，加入添加剂、辅助剂、引发剂、表面活性剂及微量添加剂，升温至75℃，搅拌反应11h，出料，冷冻干燥，收集干燥物，即得泡沫玻璃用造孔剂。实施例3复合矿物颗粒为将珍珠岩、蛭石按质量比5:2以900r/min进行球磨20min，收集球磨物，即得复合矿物颗粒。改性剂为n,n二甲基十二烷基胺。复合颗粒为氧化铜及氧化锰按质量比8:1.5进行混合，即得复合颗粒。混合溶液为将1.6mol/l乙醇溶液与1.8mol/l甲醇溶液按体积比3:7混合而成。添加剂为碳酸氢钠、碳酸钠按质量比9:4混合而成。辅助剂为聚乙二醇、聚氧乙烯辛基苯酚醚-10按质量比7:2混合而成。表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。引发剂为偶氮二异丁氰。微量添加剂为氯化钠。一种泡沫玻璃用造孔剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：（1）将复合矿物颗粒、1.0mol/l盐酸溶液按质量比1:5进行超声震荡15min，过滤，洗涤，收集洗涤物，将洗涤物、0.8mol/l双氧水及改性剂按质量比8:13:2进行混合，以500r/min搅拌30min，喷雾干燥，收集喷雾干燥物；（2）将喷雾干燥物、复合颗粒及2.0mol/l硫酸溶液按质量比7:2:12搅拌混合，并置于62℃静置2h，冷却至室温，减压浓缩原体积的55％，收集浓缩物；（3）将浓缩物置于5℃静置13h，过滤，收集滤渣，洗涤滤渣至洗涤液为中性，收集洗涤颗粒，按重量份数计，取165份混合溶液、60份乙酸乙烯酯、45份洗涤颗粒、22份乙烯醇、20份添加剂、11份辅助剂、6份引发剂、3份表面活性剂、2份微量添加剂；（4）首先将混合溶液、乙酸乙烯酯、洗涤颗粒、乙烯醇放入反应釜中，使用氮气保护，在43℃预热45min，加入添加剂、辅助剂、引发剂、表面活性剂及微量添加剂，升温至70℃，搅拌反应10h，出料，冷冻干燥，收集干燥物，即得泡沫玻璃用造孔剂。对比例1：与实施例1的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少复合颗粒。对比例2：与实施例1的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少添加剂。对比例3：复合矿物颗粒为将珍珠岩、蛭石按质量比5:2以900r/min进行球磨20min，收集球磨物，即得复合矿物颗粒。改性剂为n,n二甲基十二烷基胺。复合颗粒为氧化铜及氧化锰按质量比8:1.5进行混合，即得复合颗粒。一种泡沫玻璃用造孔剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：（1）将复合矿物颗粒、1.0mol/l盐酸溶液按质量比1:5进行超声震荡15min，过滤，洗涤，收集洗涤物，将洗涤物、0.8mol/l双氧水及改性剂按质量比8:13:2进行混合，以500r/min搅拌30min，喷雾干燥，收集喷雾干燥物；（2）将喷雾干燥物、复合颗粒及2.0mol/l硫酸溶液按质量比7:2:12搅拌混合，并置于62℃静置2h，冷却至室温，减压浓缩原体积的55％，收集浓缩物；（3）将浓缩物置于5℃静置13h，过滤，收集滤渣，洗涤滤渣至洗涤液为中性，收集洗涤颗粒。对比例4：市售的泡沫玻璃。（主要成分：废玻璃粉、沸石、助熔剂、稳泡剂）将上述实施例与对比例1-3制备的泡沫玻璃用造孔剂用于泡沫玻璃制备中，陈腐24h后，用粉末压片机压制成型，然后把成型好的条状样品放在100℃的恒温箱里干燥1h，之后把样品放入箱式电阻炉中按照设定的程序进行热处理并对热处理后的样品称重，质量为m0，将样品吊于干净的烧杯中，再向烧杯中注入蒸馏水，直至样品悬于水中，将烧杯置于酒精灯(或电炉）上加热至沸腾，并保证沸腾30min后停止加热，在空气中静至30min，同时试样一直浸没于水中。将饱和试样吊于天平的吊钩上，称取其表观质量m1，表观质量为饱和浸液的试样在浸液中称取的质量。将饱和试样取出，用饱和了浸液的毛巾小心的拭去其表面的蒸馏水（注意不能将孔隙中的水分吸出），立刻称量试样的质量m2。气孔率由以下公式计算：（1）体积密度db：db=m0×d1/（m2－m1）（2）总气孔率pt：pt=(d2－db)×100%/,d2，式中d1—测试温度下浸液的密度（g/cm3）d2—试样的真密度；抗折强度计算公式如下：rf=3pl/2bh2式中：p-试样折断时的负荷（n）,l-支撑刀口跨距（cm），l=20mm,b-试样断口宽度（cm）,h-试样断口高度（cm）,rf-抗折强度,本实验采用上海研润光机科技有限公司的门式电子万能试验机进行测试,得到的结果如表1所示。表1：检测项目体积密度/kg.m-3总气孔率/%抗折强度/mpa实施例1715755.36实施例2713735.29实施例3714745.34对比例1698714.55对比例2710655.24对比例3654694.32对比例4597523.99综合上述，从表1可以看出本发明的泡沫玻璃用造孔剂效果更好，值得推广使用，以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 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