CN101070572A - 用于健康空调过滤系统的泡沫金属薄板制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种泡沫金属技术领域的用于健康空调过滤系统的泡沫金属薄板制备方法。步骤为：先将混合盐氯化钠和氯化钾加入水中溶解，然后加入石膏，一边加石膏一边搅拌，形成石膏浆料，将石膏浆料倒入具有微细孔结构的二维网状聚氨酯材料中，同时对容器施加振动，待石膏硬化后，烘干保温，然后升温再保温，最后烧结，制得含盐石膏模料预制型；熔融的金属液体在真空压差作用下从预制型上部向下渗流，直至金属液凝固并封闭预制型孔隙，形成泡沫金属薄板工件；将整个泡沫金属薄板工件在水中使用超生波清理。本发明在清理后的泡沫金属薄板工件上，利用喷射技术沿通孔方向进行杀菌剂或香料的加载处理，实现了空调的健康过滤功能。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种制冷技术领域的制备方法，尤其是一种用于健康空调过滤系统的泡沫金属薄板制备方法。
背景技术
目前使用的空调过滤网多为聚丙烯(PP)树脂，落在塑料滤网表面的细菌和微生物粒子利用塑料某些添加剂作营养进行繁殖，导致二次污染。该过滤网厚度薄、强度低、使用寿命短、清洗工作也须小心谨慎，以防过滤网变形或损坏其表面。泡沫金属是一种以多空隙率为特征的金属材料，通孔泡沫金属薄板不仅具有较高的强度，长的使用寿命，还有高的比表面积、低的流动阻力、良好的高洁度和抗腐蚀性，可同时实现过滤和载体功能。通过载体功能，可以把杀菌剂或香料喷涂在泡沫金属的内表面，可实现空调的健康功能，有望成为空调过滤领域方面强有力的竞争材料。
经对现有技术的文献检索发现，王录才等人在《铸造》(1999，(1)：8-10)上发表的“模料铸造法通孔泡沫铝制备工艺研究”一文中，选用具有一定孔隙的三维贯通的泡沫海绵材料做母体材料，然后用易于去除的耐火材料充入海棉状泡沫中、经干燥硬化形成预制型，再经焙烧后使耐火材料硬化并使泡沫海棉气化分解，然后将预制型置于金属模具中、浇入金属液，并对其施加一定的压力使金属液充填于铸型的孔隙中，冷却后清除掉成型块中的耐火材料，即获得三维网状通孔的泡沫金属。该方法的优点是价格低廉，孔结构均匀可控，缺点是该方法当用于制备健康空调过滤系统的泡沫金属薄板时，耐火材料清理困难，特别对于过滤较微细的内部孔洞清理时更为困难。
发明内容
本发明的目的针对现有技术中的不足，提供一种适合于健康空调过滤系统的泡沫金属薄板制备方法，使其以“板”代“网”，能实现了空调的多重过滤功能。另外，本发明在泡沫金属薄板的制备过程中加载了表面吸附溶剂(如杀菌剂、香料)，也实现了空调的健康功能。
本发明是通过以下技术方案来实现的，本发明包括以下步骤：
(1)石膏模料预制型的制备：
先将混合盐氯化钠和氯化钾加入水中溶解，然后加入石膏，一边加石膏一边搅拌，形成石膏浆料，石膏浆料成分为40wt％～50wt％氯化钾，30wt％～40wt％水，5wt％～15wt％氯化钠，其余为石膏。待搅拌均匀后，将石膏浆料倒入具有微细孔结构(孔径大小50-500μm，孔隙率体积百分含量为85％～95％)的二维网状聚氨酯材料中，在倒入石膏浆料同时对容器施加振动，待石膏硬化后，放在烘干箱中150℃～200℃保温0.5～1.5小时，去除型腔内的附着水及部分结晶水，然后升温到250℃～300℃保温1.5～2.5小时，最后在350℃～400℃烧结1～2小时，使模料硬化并使聚氨酯泡沫和石膏的结晶水完全气化或分解，可制得的含盐石膏模料预制型(以下简称为预制型，预制型厚度即所要制备的泡沫金属薄板厚度，厚度范围为5mm～20mm)就可以用于浇注金属液。
(2)真空渗流成形：
熔融的金属液体在真空压差作用下，金属液从预制型的上部向下渗流，在流动过程中，流动阻力也就越来越大，当金属环液的温度降到液相线及以下时，金属液凝固并封闭预制型孔隙，金属液停止流动，形成泡沫金属薄板工件。
(3)工件的清理：
将整个泡沫金属薄板工件在水中使用超生波清理，由于预制型中加入可溶性盐，盐遇水溶解，预制型就溃散了，对于壁厚为5mm～20mm泡沫金属薄板工件，清洗时间为0.2小时。
(4)杀菌剂或香料的加载：
在上述步骤(3)已经清理后的泡沫金属薄板工件上，利用喷射技术将杀菌剂(如纳米级TiO2)沿着通孔方向进行喷射填充，然后在高温下(550℃～700℃)进行热处理，热处理时间为1.5～2.5小时，使杀菌剂与泡沫载体很好的结合。香料(如茉莉香型)可直接利用喷射技术沿着通孔方向进行喷射填充，无需进行热处理。
与现有技术相比，本发明上述步骤(1)中采用的石膏模料预制型中混了盐，使金属液浇入预制型后清理石膏变得更容易。通过真空渗流成形法制备的泡沫金属薄板，还进行了杀菌剂或香料的加载处理，实现了空调的健康过滤功能。本发明可制备泡沫铝、泡沫镍、泡沫铜等空调过滤薄板，制备出泡沫金属薄板过滤效果可利用不同直径孔径(延孔径轴线方向)二维网状聚氨酯材料进行调节。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
含盐石膏模料预制型配方的组分及重量百分比为：40wt％氯化钾，30wt％水，5wt％氯化钠，其余为石膏。
按照上述成分准备材料，先将混合盐氯化钾和氯化钠加入水中溶解，然后加入石膏，一边加石膏一边搅拌；待搅拌均匀后；将石膏浆料倒入具有微细孔结构(孔径大小约为50μm，孔隙率体积百分含量为95％)的二维网状聚氨酯材料中，在倒入石膏浆料同时对容器施加振动；石膏硬化后，放在烘干箱中150℃保温0.5小时，然后升温到250℃保温1.5小时，最后在350℃烧结1小时，可制得的含盐石膏模料预制型，模料预制型延孔径轴线方向高度为5mm。然后将金属铝在真空压差作用下浇入到含盐石膏模料预制型，凝固后再用超生波中对其清理，清理时间约0.2小时。经清理后的泡沫金属薄板工件上，利用喷射技术将纳米级TiO2杀菌剂沿着通孔方向进行喷射填充，然后在550℃进行热处理，热处理时间为1.5小时，用于作杀菌处理。
实施例2
含盐石膏模料预制型配方的组分及重量百分比为：50wt％氯化钾，40wt％水，15wt％氯化钠，其余为石膏。
按照上述成分准备材料，先将混合盐氯化钾和氯化钠加入水中溶解，然后加入石膏，一边加石膏一边搅拌；待搅拌均匀后；将石膏浆料倒入具有微细孔结构(孔径大小约为500μm，孔隙率体积百分含量为85％)的二维网状聚氨酯材料中，在倒入石膏浆料同时对容器施加振动；石膏硬化后，放在烘干箱中200℃保温1.5小时，然后升温到300℃保温2.5小时，最后在400℃烧结2小时，可制得的含盐石膏模料预制型，模料预制型延孔径轴线方向高度为20mm。然后将金属铜在真空压差作用下浇入到含盐石膏模料预制型，凝固后再用超生波中对其清理，清理时间约0.2小时。经清理后的泡沫金属薄板工件上，利用喷射技术将纳米级TiO2沿着通孔方向进行喷射填充，然后在600℃进行热处理，热处理时间为2.5小时，用于作杀菌处理。
实施例3
含盐石膏模料预制型配方的组分及重量百分比为：45wt％氯化钾，35wt％水，10wt％氯化钠，其余为石膏。
按照上述成分准备材料，先将混合盐氯化钾和氯化钠加入水中溶解，然后加入石膏，一边加石膏一边搅拌；待搅拌均匀后；将石膏浆料倒入具有微细孔结构(孔径大小约为300μm，孔隙率体积百分含量为90％)的二维网状聚氨酯材料中，在倒入石膏浆料同时对容器施加振动；石膏硬化后，放在烘干箱中275℃保温1小时，然后升温到300℃保温2小时，最后在375℃烧结1.5小时，可制得的含盐石膏模料预制型，模料预制型延孔径轴线方向高度为12.5mm。然后将金属镍在真空压差作用下浇入到含盐石膏模料预制型，凝固后再用超生波中对其清理，清理时间约0.2小时。经清理后的泡沫金属薄板工件上，利用喷射技术将长效香料纳米加香剂(茉莉香型)沿着通孔方向进行喷射填充，用于除臭、净化空气处理。
通过以上实施例可看出，本发明所制备的泡沫金属薄板，其孔径大小为50μm～500μm，孔隙率体积百分含量为85％～95％，薄板延孔径轴线方向高度为5mm～20mm。由于本发明采用的石膏模料预制型中混了盐，使金属液浇入预制型后清理石膏变得更容易，成本低廉，生产效率高。本发明还进行了杀菌剂或香料的加载处理，实现了空调的健康过滤功能。
Claims (10)
1、一种用于健康空调过滤系统的泡沫金属薄板制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)石膏模料预制型的制备：
先将混合盐氯化钠和氯化钾加入水中溶解，然后加入石膏，一边加石膏一边搅拌，形成石膏浆料，待搅拌均匀后，将石膏浆料倒入具有微细孔结构的二维网状聚氨酯材料中，在倒入石膏浆料同时对容器施加振动，待石膏硬化后，烘干保温，去除型腔内的附着水及部分结晶水，然后升温再保温，最后烧结，使模料硬化并使聚氨酯泡沫和石膏的结晶水完全气化或分解，制得含盐石膏模料预制型，用于浇注金属液；
(2)真空渗流成形：
熔融的金属液体在真空压差作用下从所述预制型的上部向下渗流，在流动过程中，流动阻力也就越来越大，当金属环液的温度降到液相线及以下时，金属液凝固并封闭所述预制型孔隙，金属液停止流动，形成泡沫金属薄板工件；
(3)工件的清理：
将整个泡沫金属薄板工件在水中使用超生波清理，由于预制型中加入可溶性盐，盐遇水溶解，预制型就溃散了，得到所述的泡沫金属薄板。
2、根据权利要求1所述的用于健康空调过滤系统的泡沫金属薄板制备方法，其特征是，所述石膏浆料，其成分为：40wt％～50wt％氯化钾，30wt％～40wt％水，5wt％～15wt％氯化钠，其余为石膏。
3、根据权利要求1所述的用于健康空调过滤系统的泡沫金属薄板制备方法，其特征是，所述具有微细孔结构的二维网状聚氨酯材料，其孔径大小50-500μm，孔隙率体积百分含量为85％～95％。
4、根据权利要求1所述的用于健康空调过滤系统的泡沫金属薄板制备方法，其特征是，所述烘干保温，是指：放在烘干箱中150℃～200℃保温0.5～1.5小时。
5、根据权利要求1所述的用于健康空调过滤系统的泡沫金属薄板制备方法，其特征是，所述升温再保温，是指：升温到250℃～300℃保温1.5～2.5小时。
6、根据权利要求1所述的用于健康空调过滤系统的泡沫金属薄板制备方法，其特征是，所述烧结，是指：在350℃～400℃烧结1～2小时。
7、根据权利要求1所述的用于健康空调过滤系统的泡沫金属薄板制备方法，其特征是，所述含盐石膏模料预制型，其厚度即为泡沫金属薄板厚度，厚度范围为5mm～20mm。
8、根据权利要求1所述的用于健康空调过滤系统的泡沫金属薄板制备方法，其特征是，所述工件的清理，对于壁厚为5mm～20mm泡沫金属薄板工件，清洗时间为0.2小时。
9、根据权利要求1所述的用于健康空调过滤系统的泡沫金属薄板制备方法，其特征是，在步骤(3)之后进入步骤(4)杀菌剂或香料的加载，具体为：在上述步骤(3)已经清理后的泡沫金属薄板工件上，利用喷射技术将杀菌剂或香料沿着通孔方向进行喷射填充。
10、根据权利要求9所述的用于健康空调过滤系统的泡沫金属薄板制备方法，其特征是，所述杀菌剂的加载，在喷射填充后再进行热处理，使杀菌剂与泡沫载体更好的结合；所述热处理，其温度为550℃～700℃，时间为1.5～2.5小时。
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