СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРИСТОГО СТЕКЛА Российский патент 2001 года по МПК C03C11/00 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении звуко- и теплоизолирующих строительных конструкций.

Известен пористый материал - пеностекло, включающий оксиды SiO₂, B₂O₃, Fe₂O₃, Al₂O₃, CaO, MgO, Na₂O, So₃ и пенообразователи. Стекло подвергается помолу, смешивается с пенообразователем и вспенивается при температуре 800-900^oC. В качестве пенообразователей используют карбонаты кальция или углеродистые соединения /химическая технология стекла и ситаллов. Под ред. Н.М. Павлушкина, М.: Стройиздат, 1983, С. 360/.

Недостатком способа является то, что пеностекло получают в 2 стадии: сначала варка и выработка стекла, затем его помол и уже непосредственное образование пеностекла при вспенивании в специальной печи смеси стеклянного порошка и восстановителя. Кроме того, полученный таким способом материал имеет чрезвычайно низкую механическую прочность.

По авт.св. N 586138, МКИ C 03/С 11/00 вспенивание осуществляется за счет пузырьков сернистого газа, образующихся при смешении двух расплавов стекломассы, один из которых содержит сульфидную серу в количестве 0,5-6 мол.%, а другой - оксиды переходных металлов в количестве 0,1-1,6 мол.%. Недостатком способа является конструктивная сложность агрегата для варки и смешения двух типов стекломасс, а также низкая производительность.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является авт.св. N 1158511, C 03 C 3/085, 1983 г. В данном способе облицовочный материал с уменьшенным объемным весом на основе стекла получают путем приготовления шихты, варки стекла, формования и отжига с дополнительным вводом 0,5-3 мас.% восстановителя в шихту для получения стекла состава, мас.%: SiO₂ - 54-70; Al₂O₃ 2-10; CaO - 1-12; MgO - 0,1-4,5; P₂O₅ - 2-10 и, по крайней мере, один оксид из группы Na₂O, K₂O - 0,5-25; B₂O₃, - 0,1-10.

Недостатками способа являются:
- ограничение составов узкими рамками;
- варка стекломассы в восстановительной атмосфере;
- необходимость вторичной термообработки;
- недостаточная поризация стекла вследствие того, что при вторичной обработке процесс ведут при температуре 620-800^oC, где вязкость стекла уже не позволяет насытить его газовой фазой.

Сущность изобретения
В заявляемом способе пористое стекло изготавливают путем составления шихты, введения в шихту восстановителя варки стекломассы и выработки ленты стекла с введением в шихту дополнительно смеси порошков металлического алюминия /Al/ и графита /C/ в количестве 0,4-1,2 мас.% при соотношении Al:C = 1: /0,1-1/, а формование ленты стекла осуществляют на расплаве металла.

Тщательно перемешанная с другими компонентами шихты смесь восстановителей - порошков металлического алюминия и графита ускоряет термическую диссоциацию компонентов шихты и разложения сульфата натрия. Графит, являясь поверхностно-активным веществом, обволакивает зерна алюминия, снижая чрезмерно высокую химическую активность алюминия и тем самым обеспечивая более равномерное и длительное по времени протекание реакций восстановления между введенной смесью и основной шихтой, сопровождающихся вспениванием стекломассы.

Процесс происходит при достаточно высокой вязкости стекломассы при температуре 1350-1400^oC, что предотвращает ее дегазацию.

При этом происходит равномерная во всем объеме поризация стекломассы, и при дальнейшем формовании вырабатывают поризованную равномерно по ширине и толщине ленту стекла. Варку стекла производят при нейтральной или слабоокислительной атмосфере. Ленту пористого стекла получают одностадийным методом. Способ применим для любого состава силикатного стекла.

Примеры конкретного исполнения.

Пример 1. Состав шихты (кг/т стекла):
Песок - 665
Сода - 238
Доломит - 178
Мел - 578
Пегматит - 655
Сульфат - 122
Дополнительно вводят восстановители - смесь порошкового металлического алюминия и графита в количестве 4,4 кг, что составляет 0,44 сверх 100%, соотношение Al: C = 1:0,1, Варят стекломассу в стекловаренной печи при температуре 1350^oC.

В процессе варки стекломасса вспенивается, затем подается в ванну расплава и вырабатывается в виде равномерно поризованной ленты. Объемная масса стекла 1500 кг/м³.

Пример 2. Состав шихты (кг/т стекломассы):
Песок - 682
Сода - 233
Доломит - 179
Мед - 588
Пегматит - 608
Сульфат - 11
Дополнительно вводят 8 кг смеси порошкового металлического алюминия и графита, что составляет 0,8% сверх 100%, соотношение Al:C = 1 : 0,5. Варят стекломассу в стекловаренной печи при температуре 1400^oC. В процессе варки стекломасса вспенивается, затем подается в ванну расплава и вырабатывается в виде равномерно поризованной ленты. Объемная масса стекла 1000 кг/м³.

Пример 3. Состав шихты (кг/т стекломассы):
Песок - 689
Сода - 249
Доломит - 195
Мел - 313
Пегматит - 521
Сульфат - 125
Добавляют смесь порошков металлического алюминия и графита в количестве 12 кг, что составляет 12% сверх 100%, соотношение Al:C = 1 : 1. Варят стекломассу в стекловаренной печи при температуре 1450^oC. В процессе варки стекломасса вспенивается, затем вырабатывается в виде равномерно поризованной ленты в ванне расплава. Объем массы стекла - 800 кг/м³.

Использование: изготовление звуко- и теплоизолирующих строительных конструкций. Пористое стекло получают путем составления шихты, введения в шихту восстановителя, варки стекла и формования стекла на расплаве металла. В качестве восстановителя вводят смесь порошков металлического алюминия и графита в количестве 0,44-1,2 мас.%. Соотношение алюминия и графита равно 1 : (0,1-1). Технический результат изобретения - обеспечение равномерности поризации стекломассы.

Способ изготовления пористого стекла путем составления шихты, введения в шихту восстановителя, варки стекломассы и формования ленты стекла, отличающийся тем, что формование ленты стекла осуществляют на расплаве металла, а в качестве восстановителя вводят смесь порошков металлического алюминия и графита в количестве 0,44 - 1,2 мас.% при соотношении алюминия и графита, равном 1 : (0,1 - 1).