CN104692821A - 免蒸压工艺制备铸铝用硬硅钙石型转接板材料的方法 - Google Patents

免蒸压工艺制备铸铝用硬硅钙石型转接板材料的方法 Download PDF

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Inventor
杜庆洋
王前
李森
张尚尚
徐会君
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Shandong University of Technology
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Abstract

本发明涉及一种免蒸压工艺制备铸铝用硬硅钙石型转接板材料的方法，所述方法以动态水热合成法制备的硬硅钙石为原料，添加一定量的玻璃纤维或碳纤维、高温粘结剂（硬硅钙石质量分数为85%-95%、增强纤维质量分数为3%-10%、高温粘结剂质量分数为2%-5%），混合均匀后放入模具中，以20-40MPa压力压制成型，根据具体需要机械加工成产品。所制备的产品密度为800-1100kg/m3、弯曲强度8-11MPa、最高使用温度可达1000℃。本发明制备的铸铝用转接板材料质量轻、强度高、耐高温、保温性能优良、适合精确机械加工。

Description

免蒸压工艺制备铸铝用硬硅钙石型转接板材料的方法
技术领域
本发明涉及无机非金属材料制备技术领域，具体涉及一种铸铝用硬硅钙石型转接板材料的制备方法。
背景技术
硅酸钙材料具有密度小、导热系数低、抗压和抗折强度高、可重复利用、环保、对人体友好等优良性能，被广泛应用于塑料、橡胶、涂料、染料、建材、环保及石棉的代用品等传统行业领域，近年来在宇航、电子技术、生命科学和医用材料等新兴前沿领域也得到发展。专利 CN102825650A发明了一种高强轻质整体憎水硬硅钙石保温防火板的制作方法，该发明将硬硅钙石应用于保温防火材料。专利 CN1408671A发明了耐高温高强高密硅酸钙板的制法，该发明将硅酸钙应用到工业建筑材料和保温隔热材料领域。CN1085582发明了硬硅钙石保温涂料，该发明将硬硅钙石应用到保温涂料领域。
近年来，我国铝工业获得了长足的发展与进步。中国有色金属工业协会数据显示，2013年，铝加工材产量达到2300万吨，同比增长12.2%，约占世界产量的一半。铝因其对环境的友好特性被称之为“绿色金属”，同时也是推动车身减重的重要金属。“假如交通工具的重量减轻10%，燃料可以降低8%；(交通工具)每使用1公斤铝，可降低20公斤二氧化碳排放。”2014年开始，中国每年新增铝消费量2000万吨。随着铝使用量的大幅度增加，电解铝生产技术和装备水平需要相应提高。在铸铝工艺中，熔炼炉导管到铸铝模具中间需要装配过渡转接板，以适应不同规格的模具，制造出不同规格的铝制品。该转接板要求质量轻、强度高、耐高温、保温效果好、可精确机械加工。硬硅钙石应用广泛，国内除了本课题组在专利2015100137413.7中研究采用蒸压法制备铸铝用硬硅钙石型转接板材料之外，还没有其它文献报道关于该类型转接板材料的研究。本发明利用动态水热合成工艺制备的硬硅钙石为原料，加入一定量的玻璃纤维和粘结剂直接成型制备硬硅钙石型转接板材料，与蒸压法工艺制备该材料相比，本实验的制备工艺简单、周期短、制品成本低。
发明内容
本发明提供一种以动态水热合成法制备的硬硅钙石为原料制备铸铝用转接板材料的方法。本发明制备的材料成本低、质量轻、保温性能好、可精确机械加工、适合大规模生产。
本发明采用的技术方案是：
   一种铸铝用硬硅钙石型转接板材料的制备方法，本发明以动态水热合成法合成的硬硅钙石为原料，添加一定量的增强纤维、高温粘结剂，混合均匀，然后压制成型、干燥，最后机械加工为成品。包括以下步骤：
（1）将硬硅钙石粉体与增强纤维、高温粘结剂按照一定的质量比混合均匀；
（2）将（1）混合的原料放入模具中以一定的压力压制成型；
（3）将（2）得到的制品干燥；
（4）将（3）制备的材料根据具体需要机械加工成产品。
在优选实施方式中，所述硬硅钙石的质量分数为85%-95%。
在优选实施方式中，所述增强纤维为玻璃纤维或碳纤维，其质量分数为3%-10%。
在优选实施方式中，所述高温粘结剂为水玻璃或磷酸二氢铝，其质量分数为2%-5%。
在优选实施方式中，所述压制成型压力为20-40MPa。
本发明所制备产品的密度为800-1100kg/m3。
本发明所制备产品的弯曲强度为8-11MPa。
本发明所制备产品的使用温度可达到1000℃。
具体实施方式
实施例1
将170g硬硅钙石、20g玻璃纤维、10g磷酸二氢铝，混合均匀，放入模具中，在20MPa压力下压制成型，然后在100℃下干燥12h。所制备的产品密度为840kg/m3、弯曲强度为8.3MPa、使用温度可达到1000℃。
实施例2
将180g硬硅钙石、13g玻璃纤维、7g磷酸二氢铝，混合均匀，放入模具中，在20MPa压力下压制成型，然后在100℃下干燥12h。所制备的产品密度为823kg/m3、弯曲强度为8.4MPa、使用温度可达到1000℃。
实施例3
将190g硬硅钙石、6g玻璃纤维、4g磷酸二氢铝，混合均匀，放入模具中，在20MPa压力下压制成型，然后在100℃下干燥12h。所制备的产品密度为846kg/m3、弯曲强度为8.3MPa、使用温度可达到1000℃。
实施例4
将180g硬硅钙石、13g玻璃纤维、7g磷酸二氢铝，混合均匀，放入模具中，在30MPa压力下压制成型，然后在100℃下干燥12h。所制备的产品密度为954kg/m3、弯曲强度为10.0MPa、使用温度可达到1000℃。
实施例5
将180g硬硅钙石、13g碳纤维、7g水玻璃，混合均匀，放入模具中，在40MPa压力下压制成型，然后在100℃下干燥12h。所制备的产品密度为1074kg/m3、弯曲强度为11.0MPa、使用温度可达到1000℃。
实施例6
将180g硬硅钙石、13g碳纤维、7g水玻璃，混合均匀，放入模具中，在30MPa压力下压制成型，然后在100℃下干燥12h。所制备的产品密度为934kg/m3、弯曲强度为10.4MPa、使用温度可达到1000℃。
实施例7
将180g硬硅钙石、13g碳纤维、7g水玻璃，混合均匀，放入模具中，在20MPa压力下压制成型，然后在100℃下干燥12h。所制备的产品密度为956kg/m3、弯曲强度为9.1MPa、使用温度可达到1000℃。

Claims (6)

1.一种免蒸压工艺制备铸铝用硬硅钙石型转接板材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：以动态水热合成法制备的硬硅钙石为原料，添加一定量的增强纤维、高温粘结剂，混合均匀，放入模具中，以一定的压力压制成型，将成型后的制品进行干燥，最后根据具体需要机械加工成产品。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，硬硅钙石的质量分数为85%-95%。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，增强纤维为玻璃纤维或碳纤维，其质量分数为3%-10%。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，高温粘结剂的质量分数为2%-5%。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，压制成型压力为20-40MPa。
6.根据权利要求1-5所述的方法可制备密度为800-1100kg/m3、弯曲强度为8-11MPa、最高使用温度可达1000℃、保温性能优良的铸铝用转接板材料。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1204678A (zh) * 1998-07-03 1999-01-13 莱州明发隔热材料有限公司 硅酸钙隔热防火材料及其制造方法
CN103553501A (zh) * 2013-11-05 2014-02-05 大唐国际发电股份有限公司高铝煤炭资源开发利用研发中心 硅酸钙保温材料的制备方法
CN103951363A (zh) * 2014-04-20 2014-07-30 莱州明发隔热材料有限公司 一种高强节能型硬硅钙石绝热制品的制造方法

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