CN103045889B - 装饰用发泡铝合金吸音材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种装饰用发泡铝合金吸音材料及其制备方法。所述发泡铝合金吸音材料包括如下重量份数的各组分：铝合金粉末颗粒85～95份，发泡剂2～5份，发泡助剂1～2份，粘合剂2～5份，染色剂1～2份。所述铝合金粉末颗粒为回收的废旧铝合金制品，经冲洗、除油、清洗、烘干后，粉碎而得的半径小于10μm的粉末颗粒。本发明实现了废旧的铝制品的再利用，是资源再利用的环保产品，同时解决了降噪、装饰功能，是一种可广泛推广的装饰吸音材料，可作为高速公路、铁路、机场、机房、城市高架路的吸音屏障，亦可作为公共建筑的吸音装饰材料。
Description
技术领域
本发明涉及泡沫化材料再生技术领域，具体涉及一种装饰用发泡铝合金吸音材料及其制备方法。
背景技术
高速公路、铁路、机场、地铁、城市高架路、机房等的吸音、隔音材料，通常都是用中空玻璃、冲孔石膏板、冲孔铝板、冲孔硅酸码板等材料做成，成本高，施工周期长，安装也不方便，使用寿命短等弱点。而泡沫铝/铝合金凭具有的轻质、高比强度、高比刚度、能量吸收、吸音减噪、阻尼减振等特性，决定了其在航天航空、舰艇、汽车、高层建筑的噪音控制等领域具有广泛的应用前景。
泡沫铝/铝合金的实际大规模应用目前不十分的广泛，主要的制约因素是成本和质量。在泡沫铝的制备和应用过程中会产生大量的废泡沫铝，将这些废泡沫铝回收利用来重新进行泡沫化制备，无疑可以大幅地降低泡沫铝的制备成本。同时，随着人们对资源循环利用及环境保护问题的关注，废铝再生利用成为了铝的第二资源。
实际上，生产再生铝是一项技术性极强的复杂工作，其技术复杂程度超出生产原铝。通过对现有文献的检索发现，授权公告号为CN101082093的中国专利，公开了一种废泡沫铝重熔循环利用的方法；该方法是在熔剂覆盖条件下对废泡沫铝进行重熔，重熔形成铝液后去除残渣，浇铸成铝锭，将重熔所得的铝锭熔化后，加入增粘剂Ca、发泡剂TiH2，采用熔体发泡法制得泡沫铝制品。然而，发泡剂TiH2价格较高会造成泡沫铝成本高；同时，由于TiH2的开始分解温度(450℃)低于铝/铝合金的熔点，使得TiH2在搅拌分散时过早过快分解而使其分散困难，从而导致泡沫铝/铝合金存在结构均匀性欠佳的问题；另外，熔体发泡法适用600℃以上的高温，使得其对设备耐温、耐腐蚀等性能要求高，也直接导致生产成本的居高不下。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种装饰用发泡铝合金吸音材料及其制备方法。本发明采用易操作、易控制的方法实现了废旧的铝制品的再利用，增强了废铝制品的新用途。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明涉及一种装饰用发泡铝合金吸音材料，包括如下重量份数的各组分：
优选地，所述铝合金粉末颗粒为回收的废旧铝合金制品，经冲洗、除油、清洗、烘干后，粉碎而得的半径小于10μm的粉末颗粒。粉末颗粒尺寸过大，将导致制得的泡沫铝材料孔隙率欠佳，结构均匀性差，从而影响材料的力学性能。
优选地，所述发泡剂为重量比为(0.2～0.6)∶(6～8)∶1的正磷酸、氢氧化铝和碳酸钙的复配物。
优选地，所述发泡助剂为碳化硅、三氧化二铝或粉煤灰。
优选地，所述粘合剂为铝粉、镁粉、钙粉中的一种或几种。
优选地，所述染色剂为GY-RS110、GY-RS125或GY-RS118。
本发明还涉及一种前述的装饰用发泡铝合金吸音材料的制备方法，包括如下步骤：
A、将所述重量份数的各组分混合，搅拌15～25分钟；
B、将搅拌后的组分放入热压成型设备的模具中，在2.6×104～3.2×104Pa、100～130℃下反应30～40分钟，挤压成型，形成所述装饰用发泡铝合金吸音材料。
优选地，步骤A中，所述各组分中的铝合金粉末颗粒为回收的废旧铝合金制品，经冲洗、除油、清洗、烘干后，粉碎而得的半径小于10μm的粉末颗粒。
优选地，步骤B中，所述热压成型设备的模具的尺寸为200mm×1220mm×2440mm。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
1、在2.6×104～3.2×104Pa、100～130℃的条件下，发泡剂中的正磷酸、氢氧化铝和碳酸钙产生协效作用，并与发泡助剂共同作用使得发泡均匀，从而使得制得的装饰用发泡铝合金吸音材料结构均匀，具有良好的防水、降噪效果；
2、本发明的制备方法简单、制备工艺可控、设备成本低，制得的装饰用发泡铝合金吸音材料具有很好的加工性能，色彩丰富，在实现废铝再利用的同时，满足了吸音装饰的功能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例的装饰用发泡铝合金吸音材料，包括如表1所示的重量份数的各组分；其中的铝合金粉末颗粒为回收的废旧铝合金制品，经冲洗、除油、清洗、烘干后，粉碎而得的半径小于10μm的粉末颗粒。
本实施例的装饰用发泡铝合金吸音材料的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤一：将回收的各式废旧铝制品在自动流水线上进行分拣、冲洗、除油、清洗、烘干；在经过粉粹机(通常要经过三次粉碎)粉碎成小于10μm的铝合金粉末颗粒；
步骤二：将表1所示重量份数的铝合金粉末颗粒、发泡剂、发泡助剂、粘合剂、染色剂放入搅拌机里均匀搅拌约20分钟；
步骤三：将搅拌均匀的原材料放在200mm×1220mm×2440mm的热压成型设备的模具中，用2.8×104Pa的压力，经115℃的温度，经35分钟反应时间，挤压成型一块200mm×1220mm×2440mm的固态铝合金多孔装饰板，即本实施例的装饰用发泡铝合金吸音材料；
步骤四：根据实际的需要，将体积为200mm×1220mm×2440mm的材料，通过机械加工中心，分切成不同厚度，不同长宽的规格。
本实施例制得的装饰用发泡铝合金吸音材料的性能如表2所示。
实施例2
本实施例的装饰用发泡铝合金吸音材料，包括如表1所示重量份数的各组分：其制备方法同实施例1，所不同之处在于：
步骤二中，搅拌时间为15分钟；
步骤三中，采用的压力为3.2×104Pa，温度为130℃，反应时间为40分钟。
本实施例制得的装饰用发泡铝合金吸音材料的性能如表2所示。
实施例3
本实施例的装饰用发泡铝合金吸音材料，包括如表1所示重量份数的各组分：其制备方法同实施例1，所不同之处在于：
步骤二中，搅拌时间为25分钟；
步骤三中，采用的压力为2.6×104Pa，温度为100℃，反应时间为30分钟。
本实施例制得的装饰用发泡铝合金吸音材料的性能如表2所示。
实施例4
本实施例的装饰用发泡铝合金吸音材料，包括如表1所示重量份数的各组分：其制备方法同实施例1，所不同之处在于：
步骤二中，搅拌时间为22分钟；
步骤三中，采用的压力为3.0×104Pa，温度为120℃，反应时间为35分钟。
本实施例制得的装饰用发泡铝合金吸音材料的性能如表2所示。
对比例1
本对比例的发泡铝合金材料，包括如表1所示的重量份数的各组分；其中的铝合金粉末颗粒为回收的废旧铝合金制品，经冲洗、除油、清洗、烘干后，粉碎而得的半径小于10μm的粉末颗粒。
本对比例的发泡铝合金材料的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤一：将回收的各式废旧铝制品在自动流水线上进行分拣、冲洗、除油、清洗、烘干；在经过粉粹机(通常要经过三次粉碎)粉碎成小于10μm的铝合金粉末颗粒；
步骤二：将表1所示重量份数的铝合金粉末颗粒、发泡剂、发泡助剂、粘合剂、染色剂放入搅拌机里均匀搅拌约20分钟；
步骤三：将搅拌均匀的原材料放在200mm×1220mm×2440mm的热压成型设备的模具中，用2.8×104Pa的压力，经115℃的温度，经35分钟反应时间，挤压成型一块200mm×1220mm×2440mm的固态铝合金多孔装饰板，即本对比例的发泡铝合金材料；
步骤四：根据实际的需要，将体积为200mm×1220mm×2440mm的材料，通过机械加工中心，分切成不同厚度，不同长宽的规格。
本对比例制得的发泡铝合金材料的性能如表2所示。
对比例2
本对比例的装饰用发泡铝合金吸音材料，包括如表1所示重量份数的各组分：其制备方法同对比例1。
对比例3
本对比例的装饰用发泡铝合金吸音材料，包括如表1所示重量份数的各组分：其制备方法同对比例1。
表1
表1中，发泡剂A为重量比为0.4∶6∶1的正磷酸、氢氧化铝和碳酸钙的复配物；发泡剂B为重量比为0.2∶7∶1的正磷酸、氢氧化铝和碳酸钙的复配物；发泡剂C为重量比为0.6∶8∶1的正磷酸、氢氧化铝和碳酸钙的复配物；发泡剂D为重量比为8∶1的氢氧化铝和碳酸钙的复配物；发泡剂E为重量比为0.6∶8的正磷酸和氢氧化铝的复配物；GY-RS110/125/118为广东南海大沥京雄鹰有限公司生产的GY-RS系列铝染色剂产品。
表2
由表2可知，本发明的装饰用发泡铝合金吸音材料具有良好的孔隙率和压缩屈服强度，具有很好的加工性能；从而使得本发明在实现废铝再利用的同时满足吸音装饰的功能。同时，由实施例1与对比例2、3的数据比较可知，发泡剂中的正磷酸、氢氧化铝和碳酸钙产生协效作用，使得制得的泡沫铝的孔隙率和压缩屈服强度得到明显的提高；由实施例1与对比例1的数据比较可知，本发明的发泡剂与发泡助剂产生共同作用，使得制得的泡沫铝材料孔隙率得到改善。此外，本发明可通过调节铝合金粉末颗粒的大小，发泡剂的多少，配制不同质感的材料；通过染色剂的不同来配制不同颜色的材料，使得材料色彩丰富。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (2)
1.一种装饰用发泡铝合金吸音材料的制备方法，其特征在于，所述发泡铝合金吸音材料包括如下重量份数的各组分：
所述铝合金粉末颗粒为回收的废旧铝合金制品，经冲洗、除油、清洗、烘干后，粉碎而得的半径小于10μm的粉末颗粒；所述发泡剂为重量比为(0.2～0.6):(6～8):1的正磷酸、氢氧化铝和碳酸钙的复配物；所述发泡助剂为碳化硅、三氧化二铝或粉煤灰；所述粘合剂为铝粉、镁粉、钙粉中的一种或几种；所述染色剂为GY-RS110、GY-RS125或GY-RS118；
所述制备方法包括如下步骤：
A、将所述重量份数的各组分混合，搅拌15～25分钟；
B、将搅拌后的组分放入热压成型设备的模具中，在2.6×104～3.2×104Pa、100～130℃下反应30～40分钟，挤压成型，形成所述装饰用发泡铝合金吸音材料。
2.根据权利要求1所述的装饰用发泡铝合金吸音材料的制备方法，其特征在于，步骤B中，所述热压成型设备的模具的尺寸为200㎜×1220㎜×2440㎜。
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