[发明专利]一种低温泡沫玻璃保温材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于泡沫玻璃保温材料及其制备领域，特别涉及一种低温泡沫玻璃保温材料及其制备方法。

背景技术

近年来，南京中环国际广场、哈尔滨经纬360度双子星大厦、济南奥体中心、北京央视新址附属文化中心、上海胶州教师公寓、沈阳皇朝万鑫大厦等相继发生建筑外保温材料火灾，造成严重人员伤亡和财产损失，建筑易燃可燃外保温材料已成为一类新的火灾隐患，由此引发的火灾已呈多发势头。公安部、住房和城乡建设部以公通字[2009]46号文发布了《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》，其中第二条规定民用建筑外保温材料采用燃烧性能为A级的材料。在此基础上，中华人民共和国公安部进一步以公消[2011]65号发布了《关于进一步明确民用建筑外保温材料消防监督管理有关要求》的通知。目前市场上无机保温材料少见，性价比高的无机保温材料更是罕见。当市场占有量达90%的有机保温材料处于停滞观望之时，作为达到防火等级A级的外墙外保温无机材料——泡沫玻璃和岩棉却迎来了前所未有的市场良机。今年以来，岩棉价格已由42元/平方米左右飙升至200多元/平方米。即便如此，市场需求仍然供不应求。保温泡沫玻璃也在其广泛应用上出现瓶颈问题。

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，气孔的面积占总体积的80%~90%，孔径大小为0.5~5mm，也有的小到几微米。它是一种性能优越的绝热（保冷）、吸声、防潮、防火的轻质高强建筑材料和装饰材料，  A级不燃与建筑物同寿命。然而泡沫玻璃离我们的市场需求还有一些距离。一方面，泡沫玻璃的发泡温度在800℃以上，模具要用合金钢，不仅价格昂贵，而且经多次高温加热，损耗较大，有的企业用铸铁为模具，虽然价格低，但加热后会导致氧化、掉皮、变形，损耗更严重。发泡温度较高的泡沫玻璃不仅意味着模具成本高，还有高能耗，即工艺成本非常高；另一方面，泡沫玻璃的弹性模量较大，而综合考虑各种应力变化规律，在实际应用工程中保温材料的弹性模量应越小越好。

如何降低泡沫玻璃的发泡温度及弹性模量，是实现其在有机保温材料处于停滞观望之时而无机材料如雨后春笋般涌现的激烈市场竞争下占有绝对优势的关键问题。一般固态玻璃粉的熔融状态一般在800℃以上，要降低泡沫玻璃的发泡温度必须从合成工艺的角度上另觅蹊径。与固相反应相比，胶体化学反应将更容易进行，而且仅需要较低的合成温度。这是因为胶体化学反应体系中组分的扩散在纳米范围内，而固相反应时组分扩散是在微米范围内。在发现问题解决问题的思考模式下，原材料的问题也迎刃而解。

水溶性硅酸盐，俗称是泡花碱，这是因为水玻璃受热后会发泡，其发泡有两种情况：一是在液态时加热自由水鼓泡，类似于沸腾；二是硬化后发泡，一般是硬化后的结合水挥发（在200℃~300℃温度下即可实现）所致，可制备出孔隙率非常高的材料。将未添加其他原料改性的水玻璃进行发泡或自由发泡而得到的多孔材料化学稳定性极差，而且孔结构存在着泡径不均一、分布不均匀等缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种低温泡沫玻璃保温材料及其制备方法，该泡沫玻璃保温材料力学强度好，吸水率低，导热系数小，泡孔孔径大小一致（孔径d≤2mm）、分布均匀，该制备工艺过程简单，成本低廉，节能环保，适于工业化生产。

本发明的一种低温泡沫玻璃保温材料，该泡沫玻璃保温材料按质量分数包括：SiO₂40～80%、B₂O₃ 0～16%、Al₂O₃ 0～10%、R₂O 10～40%；其中R₂O为碱金属氧化物。

所述的碱金属氧化物为Li₂O、Na₂O、K₂O中的一种或几种。

本发明的一种低温泡沫玻璃保温材料的制备方法，包括：