一种多功能玻璃轻石及其制备方法
阅读说明：本技术 一种多功能玻璃轻石及其制备方法 (Multifunctional glass pumice and preparation method thereof ) 是由 刘晋鲁 李捷 张明杰 邓列夫 于 2021-08-04 设计创作，主要内容包括：本发明一种多功能玻璃轻石及其制备方法,玻璃轻石的外表面、以及玻璃轻石的微孔隙的内壁上均固化有涂层。制备时,先烧结玻璃轻石并在烧结玻璃轻石的同时调配功能溶液；随后,将有调配好的功能溶液附着在烧结好的玻璃轻石表面；最后,将玻璃轻石上附着的功能溶液层静置常温固化,从而使得玻璃轻石的外表面和内空隙内壁上均形成有功能性涂层。本发明一种多功能玻璃轻石及其制备方法,通过附着于其表面的功能性涂层,可有效的实现不同的功能。(The invention relates to a multifunctional glass pumice and a preparation method thereof. During preparation, firstly sintering the glass pumice and preparing a functional solution while sintering the glass pumice; then, attaching the prepared functional solution to the surface of the sintered glass pumice; and finally, standing the functional solution layer attached to the glass pumice and curing at normal temperature, so that functional coatings are formed on the outer surface of the glass pumice and the inner wall of the inner gap. According to the multifunctional glass pumice and the preparation method thereof, different functions can be effectively realized through the functional coating attached to the surface of the multifunctional glass pumice.)
技术领域
本发明涉及一种具有具有多种附加功能的玻璃轻石及其制备方法。
背景技术
玻璃轻石，因其微孔隙具有过滤、蓄水、排水等功效，可将其直接作为填料铺设于铺装路面或者绿化带植被层的下方；同时为了实现不同的功能性用途，需要特殊的玻璃轻石来实现。如本公司申请的中国专利CN201310281284.1“一种消味除臭用发泡微孔隙玻璃轻石及其制备方法”、 CN201610452136.5“一种能够缓释磷肥的玻璃轻石种植营养土及其制备方法”以及CN201310281273.3“一种化学澄清、水质过滤用发泡微孔隙玻璃轻石及其制备方法”，其利用不同的配方使得玻璃轻石获取不同的功能，但是这样一来需要不同的生产线以及工艺用来生产不同功能规格的玻璃轻石，无疑极大的增加了企业的生产制造成本。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种多功能玻璃轻石及其制备方法，通过附着于其表面的功能性涂层，可有效的实现不同的功能。
本发明的目的是这样实现的：
一种多功能玻璃轻石，玻璃轻石的外表面、以及玻璃轻石的微孔隙的内壁上均固化有功能性涂层。
本发明一种多功能玻璃轻石，所述功能性涂层为亲油性有机物层或导电层。
本发明一种多功能玻璃轻石，所述亲油性有机物层的各组分的体积比为：
无水乙醇，1000ml；
十六烷基三甲苯基硅烷，50ml；
0.1g/mol的氢氧化钠溶液：20ml。
本发明一种多功能玻璃轻石，所述导电层为锡锑导电化合物层。
一种多功能玻璃轻石的制备方法，其特征在于：所述制备方法的步骤为：
步骤一、玻璃轻石烧结；且在烧结玻璃轻石的同时调配功能溶液；
步骤二、将有调配好的功能溶液附着在烧结好的玻璃轻石表面；
步骤三、固化，玻璃轻石上附着的功能溶液层静置固化，从而使得玻璃轻石的外表面和内空隙内壁上均形成由功能溶液形成的功能性涂层。
本发明一种多功能玻璃轻石的制备方法，步骤二中，将功能溶液通过喷枪喷涂在玻璃轻石的表面构成功能性涂层。
本发明一种多功能玻璃轻石的制备方法，步骤二中，将玻璃轻石浸泡入功能溶液后捞出以实现功能性涂层的附着。
本发明一种多功能玻璃轻石的制备方法，所述功能溶液为亲油性有机溶液，该亲油性有机溶液的各组成成分及其体积比为：
无水乙醇，1000ml；
十六烷基三甲苯基硅烷，50ml；
氢氧化钠溶液：0.1g/mol，20ml。
本发明一种多功能玻璃轻石的制备方法，所述功能溶液为导电溶液，该导电溶液的成分和配比为：
无水乙醇，500ml；
四氯化锡，95g；
五氟化锑，5g；
浓度为10~50mol/L的盐酸，2000~3000ml；
调配时，先将无水乙醇缓慢加入到盐酸溶液中并缓慢搅拌形成混合溶剂，随后将四氯化锡和五氟化锑锡锑化合物加入到混合溶剂中充分混合后搅拌使得四氯化锡和五氟化锑在弱酸性化合环境中形成含有锡锑导电化合物的导电溶液。
本发明一种多功能玻璃轻石的制备方法，步骤三中，附着上导电溶液层的玻璃轻石送入烘箱，在400~500℃的烘干温度下处理15~30min，使得导电溶液层固化在玻璃轻石的外表面和微孔隙的内壁上后形成导电层。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过在玻璃轻石的外表面和微孔隙的内壁上附着不同功能的涂层，如亲油性的有机物涂层，利用有机物的相似相溶特点，起到对油污分子的强力吸附，从而实现对油污的过滤效果；如导电性的有机物涂层，从而起到导电功能，在过滤的同时能够导入微电流次级微生物对污水进行生物降低处理，提高净化能力。
同时，本发明亲油性玻璃轻石的主材料玻璃粉末来自于将玻璃生产企业的各种废玻璃研磨而成，从而实现对整个玻璃产业的闭环生产，不但避免了处理废玻璃的额外开支，还通过玻璃轻石的制造变废为宝，极大的增加了整个玻璃产业的附加值。
具体实施方式
实施例一（除油）：
本发明涉及一种具有吸附油污功能的多功能玻璃轻石，其制备过程为：
首先烧结获得玻璃轻石，该步骤与常规玻璃轻石烧结方式类似；
玻璃轻石主要组份的重量百分比为：玻璃粉末：90～95、大理石粉：2～5、氧化铝粉末：1～3、方解石粉末：1～3；其中玻璃粉末的细度为40～100μm，大理石粉的细度为20～40μm，氧化铝粉末的细度为20～40μm；方解石粉末细度为20～40μm。
不同配比组合下获得的玻璃轻石可具有以下性能关系：
序号
单体干密度（g/cm<sup>2</sup>）
单体质量持水率（%）
单体抗压强度（MPa）
筒压强度（MPa）
1
0.2~0.4
≥40
0.9~1.5
≥0.08
2
0.3~0.5
30~40
2.5~3.0
≥0.25
3
0.4~0.6
20~35
5.0~5.5
≥0.35
4
0.5~0.7
10~25
10.0~12.0
≥0.50
5
0.6~0.8
11.0~13.0
11.0~13.0
≥1.0
同时，在烧结玻璃轻石的同时，调配有机溶液：
该有机溶液的各组成成分及其体积比为：
无水乙醇（C2H6O），1000ml；
十六烷基三甲苯基硅烷，50ml；
氢氧化钠溶液：0.1g/mol，20ml；
各组分混合后搅拌均匀形成的有机溶液为粘稠液体状态。
随后，将有机溶液附着在烧结好的玻璃轻石表面。
附着方式有两种：
①将有机溶液通过喷枪对平铺的玻璃轻石进行喷涂，从而使得有机溶液喷涂在玻璃轻石的表面和部分微孔隙内壁上，同时在喷涂的过程中，为了使得喷涂更为均匀，可反复翻转或滚动玻璃轻石，如通过振动筛或沸腾床等使得玻璃轻石处于振动或翻滚状态下进行持续喷涂有机溶液，从而使得喷涂更为均匀；
②将玻璃轻石浸泡入有机溶液中，大约一分钟后取出，该浸泡方式相对于喷涂方式而言效率不高，且表面均匀度不足，玻璃轻石表面附着的粘稠状的有机溶液厚度较厚，但是其优点在于微孔隙的内壁上能够完全的形成有机溶液层，从而提高后续的除油能力。
最后，附着上有机溶液的玻璃轻石平铺放置于冷却平台上进行常温静置，使得有机溶液固化在玻璃轻石的外表面和微孔隙的内壁上后形成亲油性有机物层。
净化吸油时，通过玻璃轻石外表面固化的有机溶液层的亲油性可对油污起到有效的吸附作用；同时，当玻璃轻石满负荷吸附油污后，可对其进行加热至140°以上使得油污蒸发收集处理，而处理后的玻璃轻石可再次重复循环使用。
实施例二（导电）：
本发明涉及一种具有导电功能的多功能玻璃轻石，其制备过程为：
首先烧结获得玻璃轻石，该步骤与常规玻璃轻石烧结方式类似；
同时，在烧结玻璃轻石的同时，调配导电溶液：
该有导电溶液的各组成成分及配比为：
无水乙醇（C2H6O），500ml；
四氯化锡（SnCl4），95g；
五氟化锑（SbF5），5g；
浓度为10~50mol/L的盐酸（HCl），2000~3000ml；
先将无水乙醇缓慢加入到盐酸溶液中并缓慢搅拌形成混合溶剂，随后将四氯化锡和五氟化锑锡锑化合物加入到混合溶剂中充分混合后搅拌使得四氯化锡和五氟化锑在弱酸性化合环境中形成含有锡锑导电化合物的导电溶液。
随后，将导电溶液附着在烧结好的玻璃轻石表面。
同样的，导电溶液的附着方式也有两种：
①将导电溶液通过喷枪对平铺的玻璃轻石进行喷涂，从而使得导电溶液喷涂在玻璃轻石的表面和部分微孔隙内壁上，同时在喷涂的过程中，为了使得喷涂更为均匀，可反复翻转或滚动玻璃轻石，如通过振动筛或沸腾床等使得玻璃轻石处于振动或翻滚状态下进行持续喷涂有机溶液，从而使得喷涂更为均匀；
②将玻璃轻石浸泡入导电溶液中，大约一分钟后取出，该浸泡方式相对于喷涂方式而言效率不高，且表面均匀度不足，玻璃轻石表面附着导电溶液层厚度较厚，但是其优点在于微孔隙的内壁上能够完全的形成导电溶液层，从而后续使用过程中能够导电对激活微孔隙内部的微生物的火星。
最后，附着上导电溶液层的玻璃轻石送入烘箱，在450℃的温度下烘干20min，使得导电溶液固化在玻璃轻石的外表面和微孔隙的内壁上后形成导电层。
实施例三（导电）：
本发明涉及一种具有导电功能的多功能玻璃轻石，其制备过程为：
首先烧结获得玻璃轻石，该步骤与常规玻璃轻石烧结方式类似；
同时，在烧结玻璃轻石的同时，制备石墨粉；
将烧结得到的玻璃轻石加入石墨粉中混合后，将表面沾覆有石墨粉的玻璃轻石再次送入加热炉中加热在玻璃轻石表面烧结形成石墨层。
另外：需要注意的是，上述具体实施方式仅为本专利的一个优化方案，本领域的技术人员根据上述构思所做的任何改动或改进，均在本专利的保护范围之内。
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