無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的高溫制造方法及所制成的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的高溫制造方法及所制成的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料。制作方法是藉由混合薄膜晶體管液晶顯示器玻璃、鈉鈣玻璃以及發(fā)泡劑,并且依序預(yù)成型、加熱至適當(dāng)溫度燒結(jié)并且退火以制成質(zhì)輕的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料,并且發(fā)泡材料具有低吸水率、隔熱、隔音與防火的功效。
【專(zhuān)利說(shuō)明】無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的高溫制造方法及所制成的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種材料的高溫制造方法及所制成的材料,特別涉及一無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的高溫制造方法及所制成的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著都市化的發(fā)展,人口的居住也越來(lái)越集中。為了確保居民居住的安全性,對(duì)于建筑的各種要求也越加受到重視。舉例而言,為了滿足居住者對(duì)于居住空間的配置要求,常會(huì)加裝隔間來(lái)變更室內(nèi)的隔間設(shè)計(jì)。
[0003]以用于隔間的建材來(lái)說(shuō),由于發(fā)泡棉具有質(zhì)量輕、價(jià)格低、方便使用等優(yōu)點(diǎn),因而發(fā)泡棉十分受到使用者的歡迎,而常用來(lái)作為隔間的建材。
[0004]然而,由于發(fā)泡棉或玻璃纖維棉的耐火性不佳,因而一旦發(fā)生火災(zāi),就容易形成難以控制的火勢(shì),且產(chǎn)生有毒與有害氣體。因此,如何設(shè)計(jì)一種無(wú)機(jī)發(fā)泡材料,以解決現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)泡棉耐火性不佳的問(wèn)題,就成為設(shè)計(jì)人員需要解決的問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]鑒于以上的問(wèn)題,本發(fā)明的目的在于提供一種無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的高溫制造方法及所制成的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料,藉以解決現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)發(fā)泡棉耐火性不佳的問(wèn)題。
[0006]根據(jù)上述本發(fā)明一實(shí)施例所揭露的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的高溫制造方法,包含以下步驟。提供一薄膜晶體管液晶顯示器玻璃。提供一鈉鈣玻璃。提供一發(fā)泡劑?;旌媳∧ぞw管液晶顯示器玻璃、鈉鈣玻璃與發(fā)泡劑后為一玻璃原料。預(yù)成型玻璃原料后,加熱燒結(jié)玻璃原料,加熱玻璃原料的溫度范圍為650°C至1100°C。進(jìn)行一退火程序。完成無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的制備。
[0007]根據(jù)上述本發(fā)明一實(shí)施例所揭露的由無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的高溫制造方法所制成的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料。
[0008]根據(jù)上述本發(fā)明實(shí)施例所揭露的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的高溫制造方法及所制成的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料,由于使用了薄膜晶體管液晶顯示器玻璃與鈉鈣玻璃,而薄膜晶體管液晶顯示器玻璃的重量百分比介于I %至50%之間,并且在將玻璃原料預(yù)成型后于650°C至1100°C的溫度范圍下進(jìn)行加熱,由于薄膜晶體管液晶顯示器玻璃與鈉鈣玻璃之間在預(yù)成型后較為致密,具有較佳的燒結(jié)條件,而可包覆發(fā)泡劑所產(chǎn)生的氣體。如此一來(lái),所制成的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料具有分布平均及大小均勻的孔洞,因而可使所制成的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的密度降低,并且具有低吸水率、隔熱、隔音、防火的功效。藉此,解決了現(xiàn)有技術(shù)中,發(fā)泡棉耐火性不佳及玻璃纖維棉高溫燃燒后會(huì)產(chǎn)生有害氣體的問(wèn)題。
[0009]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述,但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所揭露的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的高溫制造方法的流程圖。【具體實(shí)施方式】
[0011]以下在實(shí)施方式中詳細(xì)敘述本發(fā)明的詳細(xì)特征以及優(yōu)點(diǎn),其內(nèi)容足以使任何本領(lǐng)域技術(shù)人員了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施,且根據(jù)本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容、權(quán)利要求范圍及附圖,任何本領(lǐng)域技術(shù)人員可輕易地理解本發(fā)明相關(guān)的目的及優(yōu)點(diǎn)。以下的實(shí)施例是進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的觀點(diǎn),但非以任何觀點(diǎn)限制本發(fā)明的范疇。
[0012]首先,請(qǐng)參閱圖1,圖1為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所揭露的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的高溫制造方法的流程圖。
[0013]首先,提供一薄膜晶體管液晶顯示器(thin flm transistor-liquid crystaldisplay, TFT-1XD)玻璃(S101)。薄膜晶體管液晶顯示器玻璃例如為液晶顯示器中用來(lái)作為彩色濾光片與驅(qū)動(dòng)電路承載材料的無(wú)堿玻璃基板,其中薄膜晶體管液晶顯示器玻璃可以是由廢玻璃中所回收的玻璃,藉以再利用所回收的玻璃,但使用廢玻璃并非用以限定本發(fā)明。
[0014]詳細(xì)來(lái)說(shuō),薄膜晶體管液晶顯示器玻璃的粒徑為80至400網(wǎng)目(mesh),在部分實(shí)施例中,薄膜晶體管液晶顯示器玻璃的粒徑為200至400網(wǎng)目。使用者可藉由例如研磨機(jī)或球磨機(jī)來(lái)研磨薄膜晶體管液晶顯示器玻璃,藉以縮小薄膜晶體管液晶顯示器玻璃的粒徑為80至400網(wǎng)目。并且,再藉由過(guò)篩選設(shè)備進(jìn)行篩選,使所提供的薄膜晶體管液晶顯示器玻璃的粒徑介于80至400網(wǎng)目之間。藉由篩選所使用的薄膜晶體管液晶顯示器玻璃的粒徑,而可調(diào)控所制成的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的密度。
[0015]接著,提供一鈉鈣玻璃(soda-lime glass) (S102)。鈉鈣玻璃的主要成分為Na2O-CaO-SiO2,是玻璃 產(chǎn)品中使用量較大的玻璃,如容器玻璃或平板玻璃。其中,鈉鈣玻璃可以是由廢玻璃中所回收的玻璃,藉以再利用所回收的玻璃,但使用廢玻璃并非用以限定本發(fā)明。
[0016]在本實(shí)施例中,鈉鈣玻璃的粒徑為80至400網(wǎng)目(mesh),在部分實(shí)施例中,鈉鈣玻璃的粒徑為200至400網(wǎng)目。使用者可藉由例如研磨機(jī)或球磨機(jī)來(lái)研磨鈉鈣玻璃,藉以縮小鈉鈣玻璃的粒徑為80至400網(wǎng)目。并且,再藉由過(guò)篩選設(shè)備進(jìn)行篩選,使所提供的鈉鈣玻璃的粒徑介于80至400網(wǎng)目之間。藉由篩選所使用的鈉鈣玻璃的粒徑,而可調(diào)控所制成的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的密度。
[0017]須注意的是,在本實(shí)施例中,是先提供薄膜晶體管液晶顯示器玻璃再提供鈉鈣玻璃,但提供薄膜晶體管液晶顯示器玻璃與提供鈉鈣玻璃的順序并非用以限定本發(fā)明。也就是說(shuō),在本發(fā)明其他實(shí)施例中,可以先提供鈉鈣玻璃再提供薄膜晶體管液晶顯示器玻璃。
[0018]然后,均勻混合薄膜晶體管液晶顯示器玻璃以及鈉鈣玻璃為一玻璃混合物(S103)。其中,薄膜晶體管液晶顯示器玻璃的重量百分比是介于1%至50%之間,而薄膜晶體管液晶顯示器玻璃的重量百分比是以薄膜晶體管液晶顯示器玻璃與鈉鈣玻璃的總重為基準(zhǔn)。在本實(shí)施例中,是以例如球磨機(jī)(ball mill)來(lái)混合薄膜晶體管液晶顯示器玻璃以及鈉鈣玻璃。藉此,除了可使薄膜晶體管液晶顯示器玻璃以及鈉鈣玻璃混合均勻外,還可藉由球磨機(jī)來(lái)使薄膜晶體管液晶顯示器玻璃以及鈉鈣玻璃的粒徑較為一致、均勻。但用球磨機(jī)混合并非用以限定本發(fā)明。
[0019]在本實(shí)施例及部分其他實(shí)施例中,使用球磨機(jī)進(jìn)行混合的混合時(shí)間為0.5小時(shí)至2小時(shí)。在一實(shí)施例中,使用球磨機(jī)進(jìn)行混合的時(shí)間為I小時(shí)。其中,混合時(shí)間越長(zhǎng),薄膜晶體管液晶顯示器玻璃以及鈉鈣玻璃的均勻度會(huì)越高,且薄膜晶體管液晶顯示器玻璃與鈉鈣玻璃的粒徑也可因此而縮小。
[0020]在本實(shí)施例中,是先分別提供粒徑為80至400網(wǎng)目之間的薄膜晶體管液晶顯示器玻璃以及鈉鈣玻璃,再將薄膜晶體管液晶顯示器玻璃以及鈉鈣玻璃混合。在部分其他實(shí)施例中,也可以直接混合薄膜晶體管液晶顯示器玻璃以及鈉鈣玻璃,再藉由球磨機(jī)來(lái)縮小薄膜晶體管液晶顯示器玻璃以及鈉鈣玻璃的粉體粒徑,并且使薄膜晶體管液晶顯示器玻璃以及鈉鈣玻璃混合均勻。
[0021]接著,提供一發(fā)泡劑(S104)。發(fā)泡劑例如為碳酸鹽類(lèi)(例如:碳酸鈣)、碳、石墨粉、硫酸鹽類(lèi)、碳化硅類(lèi)或者是例如白云石等可在高溫下產(chǎn)生氣體的材料。發(fā)泡劑的重量百分比是介于0.1%至15%之間,而發(fā)泡劑的重量百分比是以薄膜晶體管液晶顯示器玻璃與鈉鈣玻璃的總重為基準(zhǔn)。詳細(xì)而言,發(fā)泡劑所占的重量百分比越高,由于發(fā)泡劑所能產(chǎn)生的氣體較多,所制成的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的發(fā)泡程度越高,所制成的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的密度也會(huì)相對(duì)較低。然而,當(dāng)發(fā)泡劑所占的重量百分比過(guò)高時(shí),則會(huì)因?yàn)榘l(fā)泡劑產(chǎn)生過(guò)多的氣體而容易產(chǎn)生連通玻璃混合物內(nèi)外的孔洞,進(jìn)而使得氣體容易自玻璃混合物中逸散,因而使得高溫下的玻璃混合物無(wú)法容納發(fā)泡劑所產(chǎn)生的氣體。如此一來(lái),反而會(huì)使得所制成的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的密度上升,而造成反效果,導(dǎo)致發(fā)泡效果不佳。另一方面,發(fā)泡劑所占的重量百分比越低,由于發(fā)泡劑所能產(chǎn)生的氣體較少,則所制成的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的發(fā)泡程度越低,成品密度也會(huì)相對(duì)較高。使用者可依照其需求調(diào)整發(fā)泡劑所占的重量百分比,藉以調(diào)整所制成的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的發(fā)泡程度,進(jìn)而影響所制成的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的密度。
[0022]然后,混合玻璃混 合物以及發(fā)泡劑為一玻璃原料(S105 )。在本實(shí)施例中,是以例如球磨機(jī)來(lái)混合玻璃混合物以及發(fā)泡劑,藉此,使玻璃混合物以及發(fā)泡劑混合均勻,以利后續(xù)的發(fā)泡工藝。
[0023]為了使玻璃原料中的玻璃粒子及發(fā)泡劑等原料之間較為致密,可再加入一黏著劑于玻璃原料中(S106)。黏著劑例如為水或者有機(jī)黏著劑(例如:聚乙酸乙烯酯(polyvinylacetate, PVA)),藉以使玻璃原料初步成型。須注意的是,在玻璃原料中加入黏著劑并非用以限定本發(fā)明。在部分其他實(shí)施例中,亦可將混合的玻璃原料與發(fā)泡劑進(jìn)行后續(xù)的工藝。
[0024]接著,預(yù)成型玻璃原料(S107),使玻璃原料預(yù)成型為一坯體。其中,使用者可依據(jù)所欲制成的發(fā)泡材料形狀需求,來(lái)預(yù)成型此玻璃原料。詳細(xì)來(lái)說(shuō),是將玻璃原料放置于例如一工具中,再預(yù)成型玻璃原料。如此一來(lái),藉由選擇工具的形狀,可對(duì)應(yīng)制成不同形狀的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料。也就是說(shuō),工具可提供玻璃原料預(yù)成型的功能。其中,使玻璃原料預(yù)成型的方式例如為加壓成型、擠出成型、或模具非加壓成型,但預(yù)成型的方式并非用以限制本發(fā)明。
[0025]如此一來(lái),藉由預(yù)成型玻璃原料,而可拉近未燒結(jié)前的玻璃原料中的玻璃各粒子之間的距離,并使得玻璃原料中的玻璃粒子在燒結(jié)前更為致密化。
[0026]然后,加熱燒結(jié)此玻璃原料(S108 )。詳細(xì)來(lái)說(shuō),是將預(yù)成型后的玻璃原料自工具取出,再進(jìn)行加熱。加熱的溫度是對(duì)應(yīng)于薄膜晶體管液晶顯示器玻璃與鈉鈣玻璃之間的比例,由于薄膜晶體管液晶顯示器玻璃的軟化點(diǎn)的溫度較鈉鈣玻璃高,因而當(dāng)薄膜晶體管液晶顯示器玻璃所占的比例較高時(shí),就需要較高的加熱燒結(jié)溫度與持溫時(shí)間,而當(dāng)薄膜晶體管液晶顯示器玻璃所占的比例較低時(shí),其加熱燒結(jié)溫度則較低。
[0027]在本實(shí)施例及部分其他實(shí)施例中,加熱的溫度為650°C至1100°C之間。如此一來(lái),藉由加熱的程序,而可燒結(jié)玻璃原料并且使發(fā)泡劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)或物理反應(yīng)以產(chǎn)生氣體來(lái)作為主要的發(fā)泡氣體。詳細(xì)而言,玻璃材料會(huì)因?yàn)楦邷囟浕l(fā)泡劑會(huì)產(chǎn)生氣體,因而將溫度控制在此范圍時(shí),可使玻璃在高溫軟化并保持有粘滯性。另一方面,發(fā)泡劑則會(huì)因?yàn)闇囟鹊奶嵘M(jìn)行化學(xué)反應(yīng)或物理反應(yīng)以產(chǎn)生氣體。由于經(jīng)由預(yù)成型處理后玻璃原料形成的坯體較為致密,因而具有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,而可長(zhǎng)時(shí)間在高溫下包覆發(fā)泡劑所產(chǎn)生的氣體,并且使氣體在玻璃原料中的分布較為均勻。如此一來(lái),在進(jìn)行加熱的過(guò)程中,玻璃原料中會(huì)生成對(duì)應(yīng)于發(fā)泡劑產(chǎn)生的氣體的氣泡孔。
[0028]接著,進(jìn)行一退火程序(S109),詳細(xì)來(lái)說(shuō),是在加熱燒結(jié)玻璃原料后立即降低環(huán)境溫度至適當(dāng)溫度以使玻璃原料退火,例如可將玻璃原料放入退火爐中,藉以消除玻璃材料的內(nèi)應(yīng)力,并進(jìn)而提升所制成的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度。其中,玻璃原料的退火溫度系對(duì)應(yīng)于加熱玻璃原料的燒結(jié)溫度。一般而言,退火初始溫度較加熱玻璃原料的燒結(jié)溫度低200至400°C。在一實(shí)施例中,退火初始溫度較加熱玻璃原料的燒結(jié)溫度低300°C。接著,再將環(huán)境溫度緩慢降低至室溫。
[0029]最后,完成無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的制備(S110)。其中,無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的主要成份是玻璃,而玻璃具有較高的熔點(diǎn)且不燃燒,因而所制成的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料具有很好的耐火性。另一方面,由于制成的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料所具有的獨(dú)立封閉的氣泡孔,因而無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的密度較低,是介于0.15至1.0克/立方厘米(g/cm3)之間,是屬于輕質(zhì)的材料。此外,由于無(wú)機(jī)發(fā)泡材料中的氣泡孔的分布均勻,因而還具有低吸水率、隔熱、隔音、防火的功效。在一實(shí)施例中,所制成的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的密度為0.25克/立方厘米,其吸水率小于3%,隔熱效果小于0.1瓦/(公尺X絕對(duì)溫度)(W/(mXK)),且完全不燃燒。因此,所制成的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料在低吸水率、隔熱、防火等方面確實(shí)具有良好的功效。
[0030]由于本發(fā)明實(shí)施例所揭露的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料具有輕質(zhì)、低吸水率、隔熱、隔音、防火等功效,因而可用于生 活中的多個(gè)層面來(lái)使用。舉例來(lái)說(shuō),可將本發(fā)明的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料做為一般建筑物的建材,例如可取代一般的隔音泡棉以作為隔音隔熱建材。此外,本發(fā)明的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料亦可做為一般電子產(chǎn)品的外殼,或者是緩沖泡棉。
[0031]根據(jù)上述本發(fā)明實(shí)施例所揭露的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的高溫制造方法及所制成的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料,由于使用了薄膜晶體管液晶顯示器玻璃與鈉鈣玻璃,而薄膜晶體管液晶顯示器玻璃的重量百分比介于1%至50%之間,并且在將玻璃原料預(yù)成型后依不同液晶顯示器玻璃添加量在650°C至1100°C的溫度下進(jìn)行加熱,由于薄膜晶體管液晶顯示器玻璃與鈉鈣玻璃之間在預(yù)成型后較為致密,因而具有較佳的發(fā)泡特性,而可包覆發(fā)泡劑所產(chǎn)生的氣體。如此一來(lái),所制成的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料具有封閉獨(dú)立及均勻的孔洞,因而密度低,并且具有低吸水率、隔熱、隔音、防火的功效。藉此,解決了現(xiàn)有技術(shù)中,發(fā)泡棉耐火性不佳及玻璃纖維棉高溫燃燒后會(huì)產(chǎn)生有害氣體的問(wèn)題。
[0032]此外,由于可利用廢棄的回收玻璃來(lái)制造發(fā)泡玻璃,因而提供了一種再利用廢玻璃的完美解決方案。如此一來(lái),除了可達(dá)到廢玻璃的減量,還可提供資源再利用的方法。藉此,以達(dá)到環(huán)境保護(hù)的功效。
[0033]當(dāng)然,本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例,在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下,熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形,但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的高溫制造方法,其特征在于,包含: 提供一薄膜晶體管液晶顯示器玻璃; 提供一鈉鈣玻璃; 提供一發(fā)泡劑; 混合該薄膜晶體管液晶顯示器玻璃、該鈉鈣玻璃與該發(fā)泡劑為一玻璃原料; 預(yù)成型該玻璃原料; 加熱燒結(jié)該玻璃原料,該加熱燒結(jié)該玻璃原料的溫度范圍為650°C至1100°C ; 進(jìn)行一退火程序;以及 完成該無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的制備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的高溫制造方法,其特征在于,該薄膜晶體管液晶顯示器玻璃的重量百分比介于1%至50%,該薄膜晶體管液晶顯示器玻璃的重量百分比是以該薄膜晶體管液晶顯示器玻璃與該鈉鈣玻璃的總重為基準(zhǔn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的高溫制造方法,其特征在于,該薄膜晶體管液晶顯示器玻璃的粒徑為80至400網(wǎng)目。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的高溫制造方法,其特征在于,該鈉鈣玻璃的粒徑為80至400網(wǎng)目。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的高溫制造方法,其特征在于,于該預(yù)成型該玻璃原料的步驟前另包括: 混合一黏著劑于該玻璃原料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的高溫制造方法,其特征在于,該提供一玻璃原料的步驟包括: 混合該薄膜晶體管液晶顯示器玻璃與該鈉鈣玻璃為一玻璃混合物;以及 混合該玻璃混合物與該發(fā)泡劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的高溫制造方法,其特征在于,該提供一玻璃原料的步驟是以一球磨機(jī)混合該玻璃混合物與該發(fā)泡劑。
8.—種如權(quán)利要求1所述的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的高溫制造方法所制成的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無(wú)機(jī)發(fā)泡材料,其特征在于,該無(wú)機(jī)發(fā)泡材料的密度介于0.15克/立方厘米至1.0克/立方厘米。
【文檔編號(hào)】C03B19/08GK104003606SQ201310056500
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2013年2月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月22日
【發(fā)明者】吳庭安 申請(qǐng)人:春池玻璃實(shí)業(yè)有限公司, 吳庭安