CN103898349A - 一种泡沫铝用发泡剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种泡沫铝用发泡剂及其制备方法。该按质量百分比表示，该发泡剂由白云石32%～52%、碳酸钙25%～35%、硫酸钙5%～10%、碳粉10%～18%和硅粉5%～10%组成，其通过混料、砂磨、造粒工艺步骤制得。本发明与现有技术相比，具有的优点在于：1）本发明的发泡剂可解决TiH2作为发泡剂存在价格昂贵、操作条件苛刻的问题。2）本发明的发泡剂可通过改变原料配比来调节泡沫铝的孔隙率和孔径分布。3）采用本发明的发泡剂可在比普通发泡剂低350℃的温度下进行泡沫铝的发泡生产，降低了能耗。

Description

一种泡沫铝用发泡剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种发泡剂及其制备方法，具体涉及一种泡沫铝用发泡剂及其制备方法。
背景技术
泡沫铝是一种新型功能材料，它是金属铝基体中分散着无数气泡的类似泡沫状的超轻金属材料，一般孔隙率为40%～98%。
我国对泡沫铝的制备工艺的基础研究也进行了一些探索性的工作，并取得了一定的进展。目前最具商业价值的泡沫铝制备工艺是熔体发泡法，可以生产大尺寸且具有规则孔洞结构的闭孔泡沫铝。但到目前为止，鲜有大规格闭孔泡沫铝制品商业化应用的报道。存在的问题主要表现在：（1）传统工艺大都采用 TiH2等作为发泡剂及金属钙作为增粘剂，TiH2 类发泡剂分解速度快的特点使得该法操作条件苛刻，成品率低；（2）昂贵TiH2类发泡剂及金属钙的使用，也进一步提高了闭孔泡沫铝的制造成本。因此，开发可替代 TiH2类发泡剂的新型材料意义重大。
文献1（周全，吴蒙，碳酸镁发泡剂制备泡沫铝的研究，铸造技术，2009（2），257～259.）公开了一种以碳酸镁为发泡剂制备泡沫铝的方法，其选用ZL102合金为主体原料，钙为增粘剂，采用直接发泡法制备出低密度、高孔隙率的泡沫铝。
文献2（左孝青，周芸，赵国宾等，CaCO3发泡剂制备泡沫铝工艺研究，稀有金属，2004（1），195～198.）公开了一种以CaCO3为发泡剂制备泡沫铝的方法，即Al-Si12在熔融状态下，加入活性剂Mg镁粉，再与SiC颗粒混合均匀，然后加入发泡剂CaCO3搅拌，进行发泡保温，最后冷却。
文献3（卫广智，戚富丽，复合碳酸盐作发泡剂制备泡沫铝的工艺研究，2009（3），51～54.）公开了一种以复合碳酸盐作发泡剂制备泡沫铝的方法，其选用铝硅合金（Al-Si-7），铝粉为增粘剂，以熔体发泡法制备泡沫铝。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中采用TiH2作为发泡剂存在价格昂贵、操作条件苛刻的问题而提供一种发泡剂。
本发明的另一个目的在于提供一种泡沫铝用发泡剂的制备方法。
实现本发明目的的技术方案为：一种泡沫铝用发泡剂，按质量百分比表示，该发泡剂由白云石32%～52%、碳酸钙25%～35%、硫酸钙5%～10%、碳粉10%～18%和硅粉5%～10%组成，所述的白云石、碳酸钙、硫酸钙、碳粉与硅粉的质量分数之和为100%。
本发明所制得的发泡剂为颗粒状，其粒径为30～100μm。
一种泡沫铝用发泡剂的制备方法，其具体制备步骤为：
（1）混料：对白云石、碳酸钙、硫酸钙进行配料，用振动球磨机混合0.5～3小时后得到粉料；
（2）砂磨：将上述粉料放入砂磨机中，同时加入碳粉、硅粉、去离子水和分散剂，砂磨 0.5～3小时得浆料；
（3）造粒：将上述砂磨后的浆料通过喷雾造粒机进行造粒。
进一步地，步骤（2）中所述的碳粉、硅粉、去离子水和分散剂的加入量为：（1～3.6）：1：（5～15）：（0.1～0.6）；
进一步地，步骤（2）中所述的分散剂为聚乙烯醇。
本发明与现有技术相比，具有的优点在于：1）本发明的发泡剂可解决TiH2作为发泡剂存在价格昂贵、操作条件苛刻的问题。2）本发明的发泡剂可通过改变原料配比来调节泡沫铝的孔隙率和孔径分布。3）采用本发明的发泡剂可在比普通发泡剂低350℃的温度下进行泡沫铝的发泡生产，降低了能耗。4）本发明中的白云石，可分解出大量气体，选用的碳粉、硅粉作为调节剂，不但调节发泡剂的发泡性能，而且增强了泡沫铝的耐温性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步地说明，但本发明不限于这些实施例。
实施例1
（1）混料：取320克白云石、350克碳酸钙、80克硫酸钙进行配料，用振动球磨机混合0.5小时后得到粉料；
（2）砂磨：将上述粉料放入砂磨机中，同时加入150克碳粉、100克硅粉、1000克去离子水和10克分散剂聚乙烯醇，砂磨 0.5小时得浆料；
（3）造粒：将上述砂磨后的浆料通过喷雾造粒机进行造粒，颗粒粒径为30μm。
实施例2
（1）混料：取520克白云石、250克碳酸钙、50克硫酸钙进行配料，用振动球磨机混合2小时后得到粉料；
（2）砂磨：将上述粉料放入砂磨机中，同时加入100克碳粉、80克硅粉、1200克去离子水和48克分散剂聚乙烯醇，砂磨 3小时得浆料；
（3）造粒：将上述砂磨后的浆料通过喷雾造粒机进行造粒，颗粒粒径为100μm。
实施例3
（1）混料：取370克白云石、300克碳酸钙、100克硫酸钙进行配料，用振动球磨机混合2小时后得到粉料；
（2）砂磨：将上述粉料放入砂磨机中，同时加入180克碳粉、50克硅粉、250克去离子水和20克分散剂聚乙烯醇，砂磨 3小时得浆料；
（3）造粒：将上述砂磨后的浆料通过喷雾造粒机进行造粒，颗粒粒径为60μm。
本发明并不局限于以上实施例，实施例1～3仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的实质情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种泡沫铝用发泡剂，其特征在于：按质量百分比表示，该发泡剂由白云石32%～52%、碳酸钙25%～35%、硫酸钙5%～10%、碳粉10%～18%和硅粉5%～10%组成。
2.根据权利要求1所述的一种泡沫铝用发泡剂，其特征在于：所述的发泡剂为颗粒状，粒径为30～100μm。
3.根据权利要求1所述的一种泡沫铝用发泡剂，其特征在于：所述的发泡剂由下述方法制得：
（1）混料：对白云石、碳酸钙、硫酸钙进行配料，用振动球磨机混合0.5～3小时后得到粉料；
（2）砂磨：将上述粉料放入砂磨机中，同时加入碳粉、硅粉、去离子水和分散剂，砂磨 0.5～3小时得浆料；
（3）造粒：将上述砂磨后的浆料通过喷雾造粒机进行造粒。
4.根据权利要求3所述的一种泡沫铝用发泡剂，其特征在于：步骤（2）中所述的碳粉、硅粉、去离子水和分散剂的加入量为：（1～3.6）：1：（5～15）：（0.1～0.6）。
5.根据权利要求3或4所述的一种泡沫铝用发泡剂，其特征在于：步骤（2）中所述的分散剂为聚乙烯醇。
6.一种制备如权利要求1所述泡沫铝用发泡剂的方法，其具体制备步骤为：
（1）混料：对白云石、碳酸钙、硫酸钙进行配料，用振动球磨机混合0.5～3小时后得到粉料；
（2）砂磨：将上述粉料放入砂磨机中，同时加入碳粉、硅粉、去离子水和分散剂，砂磨 0.5～3小时得浆料；
（3）造粒：将上述砂磨后的浆料通过喷雾造粒机进行造粒。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤（2）中所述的碳粉、硅粉、去离子水和分散剂的加入量为：（1～3.6）：1：（5～15）：（0.1～0.6）。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于：步骤（2）中所述的分散剂为聚乙烯醇。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤（3）中所述的颗粒粒径为30～100μm。
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