CN106702199B - 一种发泡铝材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种发泡铝材料的制备方法，以氯化铵和铝屑为原料，制备得到发泡铝材料，制备思路为：将氯化铵和铝屑共混后，先与环氧树脂和分散剂形成悬浊粘稠液，再经过高压压制后进行高温密封烧结和梯度降压烧结，最后得到发泡铝材料。与现有技术相比，本发明彻底解决了结构不稳固的问题；制备方法简单，有利于进行批量化生产，且生产成本低；制备出的发泡铝具有稳定均匀的孔隙结构，提高孔隙可控性。

Description

一种发泡铝材料的制备方法
技术领域
本发明属于泡沫铝材料技术领域，涉及一种发泡铝材料的制备方法。
背景技术
全通孔泡沫铝-泡沫铝是近年来发展起来第一种新材料，泡沫材料是原实体材料经特殊工艺制成的泡沫状材料，泡沫铝属泡沫材料泡沫金属类，泡沫铝按照孔形孔结构大致可分为通孔型泡沫铝和闭孔型泡沫铝。以往的通孔泡沫铝通孔率在 60-80％之间，用于热交换、流体过滤、流体均布效果不太理想。
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发泡铝材料的制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种发泡铝材料的制备方法，该方法具体包括以下步骤：
步骤1，将铝屑与氯化铵放入搅拌釜中，然后进行水浴搅拌共混2-3h；
步骤2，将环氧树脂加入无水乙醇中，搅拌均匀直至完全溶解；
步骤3，将分散剂加入步骤2中的溶液中，搅拌均匀直至完全溶解，然后缓慢滴加步骤1中的混合物，搅拌均匀形成悬浊粘稠液；
步骤 4，将悬浊粘稠液倒入磨具中进行低温固化1-2h，然后进行高压压制形成块状物；
步骤5，将块状物放入反应釜中进行高温密封烧结3-8h，然后进行梯度降压烧结1-3h，自然冷却后即可得到发泡铝材料。
所述制备方法中的配方如下：
铝屑30-40份、氯化铵10-20份、环氧树脂10-15份、无水乙醇50-70份、分散剂3-7份。
所述分散剂采用聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮。
步骤1中的水浴共混的温度为30-50℃；采用水浴共混的方式能够将固体共混过程中保持稳定性，防止材料因搅拌温度造成氯化铵分解。
步骤3中的缓慢滴加速度为10-20g/min，所述搅拌速度为300-800r/min；采用缓慢滴加的方式能够将铝屑缓慢分散，增加铝屑的分散效果。
步骤4中的低温固化温度为3-5℃，高压压力为10-15MPa；采用低温固化的方式能够快速将粘稠物形成块状，并且在高压下能够将块状物进一步紧实。
步骤5中的高温密封烧结温度为350-500℃，所述压力为12-15MPa，所述梯度降压方式为：12-15MPa持续2-5h，7-9MPa持续1-3h，2-4MPa持续1-2h，常压持续2-5h；采用高温密封烧结能够进行氯化铵内部分解，形成内部发泡，同时树脂氧化形成气泡，得到内外发泡，通过梯度降压的方式能够缓慢释放压力，保证压力变化缓慢，保持结构稳固，防止压力释放过快带来的结构破坏。
本发明中，以氯化铵和铝屑为原料，制备得到发泡铝材料，制备思路为：将氯化铵和铝屑共混后，先与环氧树脂和分散剂形成悬浊粘稠液，再经过高压压制后进行高温密封烧结和梯度降压烧结，最后得到发泡铝材料。
与现有技术相比，本发明具有以下特点：
1）以铝屑和氯化铵为原料，制备出发泡铝材料，彻底解决了结构不稳固的问题；制备方法简单，有利于进行批量化生产，且生产成本低；制备出的发泡铝具有稳定均匀的孔隙结构，提高孔隙可控性；
2）本发明在提高通孔泡沫铝材料强度的同时，可以在较大范围内调节孔隙体积分数，并且能显著降低泡沫铝的制备成本和制备过程的能耗，为铝屑的高效回收利用提供了一个重要途径。
3）以氯化铵作为内发泡剂，在密封高温条件下形成内部气体发泡，形成孔隙结构，同时进行缓慢释放保证结构牢固。
附图说明
图1为实施例1制得的泡沫铝图片。
图2为实施例1制得的泡沫铝材料的扫描电镜图。
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：
一种发泡铝材料的制备方法，该方法具体包括以下步骤：
步骤1，将铝屑与氯化铵放入搅拌釜中，然后进行水浴搅拌共混2h；
步骤2，将环氧树脂加入无水乙醇中，搅拌均匀直至完全溶解；
步骤3，将分散剂加入步骤2中的溶液中，搅拌均匀直至完全溶解，然后缓慢滴加步骤1中的混合物，搅拌均匀形成悬浊粘稠液；
步骤 4，将悬浊粘稠液倒入磨具中进行低温固化1h，然后进行高压压制形成块状物；
步骤5，将块状物放入反应釜中进行高温密封烧结3，然后进行梯度降压烧结6h，自然冷却后即可得到发泡铝材料。
所述制备方法中的配方如下：
铝屑30份、氯化铵10份、环氧树脂10份、无水乙醇50份、分散剂3份。
所述分散剂采用聚乙烯醇。
步骤1中的水浴共混的温度为30℃。
步骤3中的缓慢滴加速度为10g/min，所述搅拌速度为300r/min。
步骤4中的低温固化温度为3℃，高压压力为10MPa。
步骤5中的高温密封烧结温度为350℃，所述压力为12MPa，所述梯度降压方式为：12MPa持续2h，7MPa持续1h，2MPa持续1h，常压持续2h。
图1为采用本发明方法制备的泡沫铝的实物照片，图2是泡沫铝的扫描电镜照片；经检测，所制备的泡沫铝的孔隙体积分数为 88%，均匀度良好，其压缩强度为53MPa。
实施例2
一种发泡铝材料的制备方法，该方法具体包括以下步骤：
步骤1，将铝屑与氯化铵放入搅拌釜中，然后进行水浴搅拌共混3h；
步骤2，将环氧树脂加入无水乙醇中，搅拌均匀直至完全溶解；
步骤3，将分散剂加入步骤2中的溶液中，搅拌均匀直至完全溶解，然后缓慢滴加步骤1中的混合物，搅拌均匀形成悬浊粘稠液；
步骤 4，将悬浊粘稠液倒入磨具中进行低温固化2h，然后进行高压压制形成块状物；
步骤5，将块状物放入反应釜中进行高温密封烧结8h，然后进行梯度降压烧结15h，自然冷却后即可得到发泡铝材料。
所述制备方法中的配方如下：
铝屑40份、氯化铵20份、环氧树脂15份、无水乙醇70份、分散剂7份。
所述分散剂采用聚乙烯吡咯烷酮。
步骤1中的水浴共混的温度为50℃。
步骤3中的缓慢滴加速度为20g/min，所述搅拌速度为800r/min。
步骤4中的低温固化温度为5℃，高压压力为15MPa。
步骤5中的高温密封烧结温度为500℃，所述压力为15MPa，所述梯度降压方式为：15MPa持续5h， 9MPa持续3h， 4MPa持续2h，常压持续5h。
经检测，所制备的泡沫铝的孔隙体积分数为85%，均匀度良好，其压缩强度为54MPa。
实施例3
一种发泡铝材料的制备方法，该方法具体包括以下步骤：
步骤1，将铝屑与氯化铵放入搅拌釜中，然后进行水浴搅拌共混3h；
步骤2，将环氧树脂加入无水乙醇中，搅拌均匀直至完全溶解；
步骤3，将分散剂加入步骤2中的溶液中，搅拌均匀直至完全溶解，然后缓慢滴加步骤1中的混合物，搅拌均匀形成悬浊粘稠液；
步骤 4，将悬浊粘稠液倒入磨具中进行低温固化2h，然后进行高压压制形成块状物；
步骤5，将块状物放入反应釜中进行高温密封烧结6h，然后进行梯度降压烧结12h，自然冷却后即可得到发泡铝材料。
所述制备方法中的配方如下：
铝屑35份、氯化铵15份、环氧树脂14份、无水乙醇60份、分散剂5份。
所述分散剂采用聚乙烯吡咯烷酮。
步骤1中的水浴共混的温度为45℃。
步骤3中的缓慢滴加速度为15g/min，所述搅拌速度为600r/min。
步骤4中的低温固化温度为4℃，高压压力为13MPa。
步骤5中的高温密封烧结温度为450℃，所述压力为14MPa，所述梯度降压方式为：14MPa持续4h，8MPa持续2h，3MPa持续2h，常压持续4h。
经检测，所制备的泡沫铝的孔隙体积分数为 89%，均匀度良好，其压缩强度为55MPa。
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 (2)

1.一种发泡铝材料的制备方法，该方法具体包括以下步骤：
步骤1，将铝屑与氯化铵放入搅拌釜中，然后进行水浴搅拌共混2-3h，所述水浴共混的温度为30-50℃；
步骤2，将环氧树脂加入无水乙醇中，搅拌均匀直至完全溶解；
步骤3，将分散剂加入步骤2中的溶液中，搅拌均匀直至完全溶解，然后缓慢滴加步骤1中的混合物，搅拌均匀形成悬浊粘稠液，所述缓慢滴加速度为10-20g/min，所述搅拌速度为300-800r/min；
步骤 4，将悬浊粘稠液倒入磨具中进行低温固化1-2h，然后进行高压压制形成块状物，所述低温固化温度为3-5℃，高压压力为10-15MPa；
步骤5，将块状物放入反应釜中进行高温密封烧结3-8h，然后进行梯度降压烧结，自然冷却后即可得到发泡铝材料，所述高温密封烧结温度为350-500℃，所述压力为12-15MPa，所述梯度降压方式为：12-15MPa持续2-5h，7-9MPa持续1-3h，2-4MPa持续1-2h，常压持续2-5h；所述制备方法中的配方如下：
铝屑30-40份、氯化铵10-20份、环氧树脂10-15份、无水乙醇50-70份、分散剂3-7份。
2.根据权利要求1所述的一种发泡铝材料的制备方法，其特征在于，所述分散剂采用聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮。
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