CN106670466B - 一种泡沫铝的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种泡沫铝的制备方法，步骤1，将碎铝屑进行乙醇浸泡清洗、蒸馏水洗涤和二次乙醇浸泡，形成碎铝屑醇液；步骤2，将发泡剂与粘合剂混合后加入碎铝屑醇液，搅拌均匀后得到混合液；步骤3，将混合液放入模具中进行超声震荡1‑3h，然后急速降温固化；步骤4，将固化后的混合材料进行低温放置2‑4h，然后进行高温烧结2‑8h，自然冷却后即可得到泡沫铝。本发明制备方法原材料为铝屑，成本较低，并且利用超声挤压的方法获得前驱体，可以使发泡获得的泡沫铝材具有较高的紧实度，孔隙度变得更为均匀，且孔隙的孔径较小。
Description
技术领域
本发明属于泡沫铝材料技术领域，涉及一种泡沫铝的制备方法。
背景技术
泡沫铝是一种高孔隙率的多孔材料，它比重小、耐热、吸音、抗震、有特殊的物理和化学性能。其既可作为功能材料，又可作为结构材料，在机械、电子、建筑、交通运输、轻化工、军工等领域有广泛的应用前景，市场前景诱人，如用作轻质装潢建筑材料、轻化工填料及催化剂、热交换器、阻燃材料、隔音消声、减震抗冲、电磁屏蔽等。作为一类优良的吸声材料与减重材料，泡沫铝材在建筑中有广泛的应用。建筑设施有许多构件需用质轻、刚性大与不燃性的材料制造，或者用这类材料作为支持框架。同时泡沫铝材具有各向同性、不燃烧、保持结构完整的特点，在航空航天工业有着相当大的应用潜力。如用铝箔制的蜂窝结构在航空航天器中获得了悠久而又广泛的应用，但生产工艺复杂，制造成本高，而泡沫铝材则是其良好的替代品。
泡沫铝的制备方法很多，最常见的是粉末冶金法和铸造法。但是现有的制备泡沫铝的方法大多成本较高。因此，如何降低制备泡沫铝的成本成为本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种制备条件温和且产品性能好的泡沫铝的制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种泡沫铝的制备方法，该方法具体包括以下步骤：
步骤1，将碎铝屑进行乙醇浸泡清洗、蒸馏水洗涤和二次乙醇浸泡，形成碎铝屑醇液；
步骤2，将发泡剂与粘合剂混合后加入碎铝屑醇液，搅拌均匀后得到混合液；
步骤3，将混合液放入模具中进行超声震荡1-3h，然后急速降温固化；
步骤4，将固化后的混合材料进行低温放置2-4h，然后进行高温烧结2-8h，自然冷却后即可得到泡沫铝。
所述泡沫铝的配方如下：
碎铝屑20-30份、发泡剂2-4份、粘合剂10-15份。
所述发泡剂采用有机发泡剂，采用偶氮二甲酰胺。
所述粘合剂采用三聚氰胺、尿素、聚乙烯醇或羧甲基纤维中的一种。
步骤1中的碎铝屑醇液的质量浓度为30-50%；采用乙醇清洗与蒸馏水清洗能够将材料表面的污染物质，进行二次乙醇浸泡不仅能够起到钝化作用，同时也能够形成醇液。
步骤2中的搅拌速度为300-900r/min，所述搅拌采用恒温搅拌，搅拌温度为室温；采用发泡剂与粘合剂混合至醇液中能够形成稳定的分散液结构，同时在铝屑表面形成粘合效果与发泡剂。
步骤3中的超声震荡频率为10-30kHz，所述超声震荡采用水浴恒温震荡，所述恒温温度为10-50℃，所述降温固化的固化温度为0-3℃；采用恒温超声的方式能够将模具内材料更为紧实，保证材料间的连接效果。
步骤4中的低温放置温度为5-10℃，所述高温烧结温度为600-800℃；采用低温放置能够形成内结构稳固，保证铝屑材料的固化，同时采用高温烧结的方式将有机物与发泡剂转换为气体，达到发泡效果，形成结构稳固的泡沫铝。
与现有技术相比，本发明具有以下特点：
1）本发明制备方法原材料为铝屑，成本较低，并且利用超声挤压的方法获得前驱体，可以使发泡获得的泡沫铝材具有较高的紧实度，孔隙度变得更为均匀，且孔隙的孔径较小；
2）以偶氮二甲酰胺作为发泡剂，能够具有良好的分散性，不仅能够起到发泡作用，同时也能够起到分散作用。
附图说明
图1为实施例1制得的泡沫铝图片。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1：
一种泡沫铝的制备方法，该方法具体包括以下步骤：
步骤1，将碎铝屑进行乙醇浸泡清洗、蒸馏水洗涤和二次乙醇浸泡，形成碎铝屑醇液；
步骤2，将发泡剂与粘合剂混合后加入碎铝屑醇液，搅拌均匀后得到混合液；
步骤3，将混合液放入模具中进行超声震荡1h，然后急速降温固化；
步骤4，将固化后的混合材料进行低温放置2h，然后进行高温烧结2h，自然冷却后即可得到泡沫铝。
所述泡沫铝的配方如下：
碎铝屑20份、发泡剂2份、粘合剂10份。
所述发泡剂采用有机发泡剂，采用偶氮二甲酰胺。
所述粘合剂采用三聚氰胺。
步骤1中的碎铝屑醇液的质量浓度为30%。
步骤2中的搅拌速度为300r/min，所述搅拌采用恒温搅拌，搅拌温度为室温。
步骤3中的超声震荡频率为10kHz，所述超声震荡采用水浴恒温震荡，所述恒温温度为10℃，所述降温固化的固化温度为0℃。
步骤4中的低温放置温度为5℃，所述高温烧结温度为600℃。
图1是本发明泡沫铝的结构图，经检测，发泡铝孔隙率为79%，拉伸强度为40MPa，具有良好的泡沫孔隙结构和抗拉强度，成本得到很大的降低。
实施例2
一种泡沫铝的制备方法，该方法具体包括以下步骤：
步骤1，将碎铝屑进行乙醇浸泡清洗、蒸馏水洗涤和二次乙醇浸泡，形成碎铝屑醇液；
步骤2，将发泡剂与粘合剂混合后加入碎铝屑醇液，搅拌均匀后得到混合液；
步骤3，将混合液放入模具中进行超声震荡3h，然后急速降温固化；
步骤4，将固化后的混合材料进行低温放置4h，然后进行高温烧结8h，自然冷却后即可得到泡沫铝。
所述泡沫铝的配方如下：
碎铝屑30份、发泡剂4份、粘合剂15份。
所述发泡剂采用有机发泡剂，采用偶氮二甲酰胺。
所述粘合剂采用聚乙烯醇。
步骤1中的碎铝屑醇液的质量浓度为50%。
步骤2中的搅拌速度为900r/min，所述搅拌采用恒温搅拌，搅拌温度为室温。
步骤3中的超声震荡频率为30kHz，所述超声震荡采用水浴恒温震荡，所述恒温温度为10-50℃，所述降温固化的固化温度为3℃。
步骤4中的低温放置温度为10℃，所述高温烧结温度为800℃。
经检测，发泡铝孔隙率为75%，拉伸强度为45MPa。
实施例3
一种泡沫铝的制备方法，该方法具体包括以下步骤：
步骤1，将碎铝屑进行乙醇浸泡清洗、蒸馏水洗涤和二次乙醇浸泡，形成碎铝屑醇液；
步骤2，将发泡剂与粘合剂混合后加入碎铝屑醇液，搅拌均匀后得到混合液；
步骤3，将混合液放入模具中进行超声震荡2h，然后急速降温固化；
步骤4，将固化后的混合材料进行低温放置3h，然后进行高温烧结5h，自然冷却后即可得到泡沫铝。
所述泡沫铝的配方如下：
碎铝屑25份、发泡剂3份、粘合剂13份。
所述发泡剂采用有机发泡剂，采用偶氮二甲酰胺。
所述粘合剂采用羧甲基纤维。
步骤1中的碎铝屑醇液的质量浓度为4%。
步骤2中的搅拌速度为700r/min，所述搅拌采用恒温搅拌，搅拌温度为室温。
步骤3中的超声震荡频率为25kHz，所述超声震荡采用水浴恒温震荡，所述恒温温度为30℃，所述降温固化的固化温度为3℃。
步骤4中的低温放置温度为8℃，所述高温烧结温度为700℃。
经检测，发泡铝孔隙率为83%，拉伸强度为48MPa。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种泡沫铝的制备方法，该方法具体包括以下步骤：
步骤1，将碎铝屑进行乙醇浸泡清洗、蒸馏水洗涤和二次乙醇浸泡，形成碎铝屑醇液；
步骤2，将发泡剂与粘合剂混合后加入碎铝屑醇液，搅拌均匀后得到混合液；
步骤3，将混合液放入模具中进行超声震荡1-3h，然后急速降温固化；
步骤4，将固化后的混合材料进行5-10℃低温放置2-4h，然后进行600-800℃高温烧结2-8h，自然冷却后即可得到泡沫铝。
2.根据权利要求1所述的一种泡沫铝的制备方法，其特征在于，所述泡沫铝的配方如下：
碎铝屑20-30份、发泡剂2-4份、粘合剂10-15份。
3.根据权利要求2所述的一种泡沫铝的制备方法，其特征在于，所述发泡剂采用有机发泡剂。
4.根据权利要求2所述的一种泡沫铝的制备方法，其特征在于，所述粘合剂采用三聚氰胺、尿素、聚乙烯醇或羧甲基纤维中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种泡沫铝的制备方法，其特征在于，步骤1中的碎铝屑醇液的质量浓度为30-50%。
6.根据权利要求1所述的一种泡沫铝的制备方法，其特征在于，步骤2中的搅拌速度为300-900r/min，所述搅拌采用恒温搅拌，搅拌温度为室温。
7.根据权利要求1所述的一种泡沫铝的制备方法，其特征在于，步骤3中的超声震荡频率为10-30kHz，所述超声震荡采用水浴恒温震荡，所述恒温温度为10-50℃，所述降温固化的固化温度为0-3℃。
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