CN109551838A - 一种轻质铝合金模板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轻质铝合金模板及其制备方法，属于建筑铝合金模板技术领域，所述轻质铝合金模板包括与混凝土直接接触的第一铝合金板、第二铝合金板，所述第一铝合金板的表面涂覆有金属耐蚀涂层，所述第一铝合金板和第二铝合金板之间设置有蜂窝板夹层结构，所述蜂窝板夹层结构的上下两侧面均覆有纤维毡。本发明制备的铝合金模板具有质量轻、强度高的优点，并且具有耐混凝土腐蚀的特点。
Description
技术领域
本发明涉及建筑铝合金模板技术领域，尤其涉及一种轻质铝合金模板及其制备方法。
背景技术
铝合金模板是铝合金制作的建筑模板，又名铝合金模板，是指按模数制作设计，铝合金模板经专用设备挤压后制作而成，由铝面板、支架和连接件三部分系统所组成的，具有完整的配套使用的通用配件，能组合拼装成不同尺寸的外型尺寸复杂的整体模架，是一种装配化、工业化施工的系统模板。铝合金模板解决了以往传统模板存在的缺陷，大大提高了施工效率。铝合金建筑模板适合墙体模板、水平楼板、柱子、梁、爬模、桥梁等模板的使用，可以拼成小型、中型或大型模板，可全人工拼装，也可成片后机械吊装，主要采用销接方式连接。用作施工时，通常只需要一把扳手或一个小铁锤就可操作，方便快捷，安装前，只需对施工人员进行简单的培训；此外铝合金模板精度高，可以节省墙面装修材料和人工，使建筑质量得到保证和提高。
随着我国大规模的基础设施，如高速公路、铁路、城市轨道交通以及高层建筑、超高层建筑和大型公共建筑的快速建设，铝合金建筑模板使用已日趋普及化。然而在实际使用过程中，铝合金模板与混凝土长期直接接触或铝合金模板多次循环使用都容易造成铝合金模板表面发生腐蚀，铝合金模板的表面质量和模板强度均会出现下降，同时由于铝合金模板与凝固的混凝土粘接牢固，在脱模过程中铝合金模板容易因受力而发生变形，这会影响铝合金模板的循环使用；并且铝合金模板经专用设备挤压后制作而成，能组合拼装成不同尺寸的外型尺寸复杂的整体模架，但铝合金模板用铝量大、耗材大，并且铝材虽然是轻质金属，模板面积较大时仍然较重。
发明内容
针对现有技术中的不足，本发明的首要目的是提供一种轻质铝合金模板及其制备方法，本发明制备的铝合金模板具有质量轻、强度高的优点，并且具有耐混凝土腐蚀的特点。
本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：
一种轻质铝合金模板，所述轻质铝合金模板包括与混凝土直接接触的第一铝合金板、第二铝合金板，所述第一铝合金板的表面涂覆有金属耐蚀涂层，所述第一铝合金板和第二铝合金板之间设置有蜂窝板夹层结构，所述蜂窝板夹层结构的上下两侧面均覆有纤维毡。
进一步，所述第一铝合金板与第二铝合金板的厚度比为2：1，所述蜂窝板夹层结构的厚度为2-3mm。
进一步，所述纤维毡选自不锈钢纤维毡、玻璃纤维毡、陶瓷纤维毡的中的一种。
进一步，所述纤维毡与所述第一铝合金板、第二铝合金板之间均设置有粘合层，所述蜂窝板夹层结构与所述第一铝合金板和第二铝合金板在负压条件下热压粘合。
进一步，所述粘合层的厚度为0.1-0.3mm。
本发明还公开了一种轻质铝合金模板的制备方法，包括如下工序：
铝合金模板清洗工序：清洁第一铝合金板及第二铝合金板表面；
带有粘合层的铝合金板的制备工序：分别在第一铝合金板以及第二铝合金板的一侧表面涂覆硅烷偶联剂后再涂覆黏合剂；
蜂窝板夹层结构的制备工序：在铝制蜂窝芯的上下表面各粘附一层纤维毡；
层压：对所述蜂窝板夹层结构的纤维毡加热至200-250℃后，将带有粘合层的铝合金板分别贴合至所述蜂窝板夹层结构的纤维毡表面，于负压条件下施加一定压力压合；
耐腐蚀层的涂覆：在第一铝合金板与混凝土接触的表面涂覆耐腐蚀层。
进一步，所述黏合剂的制备步骤如下：将12-20重量份聚硫化苯、8-15重量份聚酰亚胺、9.8-15重量份纳米氧化铝颗粒混合，制备成乳浊液后，加入5-6重量份乙二醇、28-30重量份二甲基硅油、15-16重量份聚丙烯酰胺搅拌均匀得到黏合剂。
进一步，所述层压步骤中，压合压力条件为15-20MPa。
进一步，所述蜂窝板夹层结构的制备方法如下：
将铝制蜂窝芯、纤维毡的粘接面用丙酮溶液清洁干净，自然风干后，于纤维毡的粘接面均匀涂覆丙烯酸酯结构胶，在蜂窝芯的两侧依次粘合纤维毡，将组合好的蜂窝板于60℃的温度下，施加10-12Mpa的压力复合15-25min，待丙烯酸酯结构胶固化后得到蜂窝板夹层结构。
本发明的有益效果如下：
铝合金板中间的蜂窝板夹层结构具有用材少，比强度高、比刚度高、重量轻的特点，并且具有优异的缓冲性能，在使铝合金模板的重量减轻的同时，增加铝合金模板的强度。轻质铝合金模板长时间周转使用后，蜂窝板夹层结构承受来自混凝土的较大挤压力时容易脱落，为了防止蜂窝板夹层结构脱落，将纤维毡与铝合金板进行复合，达到使用周期长的目的。
附图说明
图1为轻质铝合金模板结构示意图；
其中，第一铝合金板1、第二铝合金板2、金属耐蚀涂层3、蜂窝板夹层结构4、纤维毡5。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明进行详细说明：
轻质铝合金模板包括与混凝土直接接触的第一铝合金板1、第二铝合金板2，第一铝合金板1的表面涂覆有金属耐蚀涂层3，第一铝合金板1和第二铝合金板2之间设置有蜂窝板夹层结构4，蜂窝板夹层结构4的上下两侧面均覆有纤维毡5。
实施例1：轻质铝合金模板的制备一：
铝合金板的清洁：选用第一铝合金板的厚度为2mm，第二铝合金板的厚度为1mm，将第一铝合金板和第二铝合金板表面采用400目的砂纸打磨干净后，用2wt％的氢氧化钠溶液清洗干净，再用3wt％的盐酸溶液中和第一铝合金板和第二铝合金板表面的氢氧化钠溶液，之后用清水将第一铝合金板和第二铝合金板表面残留的盐酸溶液清洗干净，自然风干。将第一铝合金板、第二铝合金板进行打磨、碱液清洗后将表面的有机污渍或无机污渍去除，更利于与蜂窝板夹层结构进行复合。由于本发明的轻质铝合金模板的第一铝合金板与混凝土接触，承受混凝土的挤压力大于第二铝合金板，采取第一铝合金板厚度大于第二铝合金板，减少了铝合金板的质量。
带有粘结层的铝合金板的制备：将20g聚硫化苯、15g聚酰亚胺、9.8g纳米氧化铝颗粒混合均匀，以25kHz的频率进行超声波搅拌50min后，形成乳浊液，在乳浊液内加入5g乙二醇、30g二甲基硅油、15g聚丙烯酰胺，以200r/min的速率搅拌2min后得到黏合剂；分别在第一铝合金板以及第二铝合金板的一侧表面涂覆一层硅烷偶联剂KH-550后，立即再涂覆一层黏合剂覆盖于硅烷偶联剂表面上，待用。
蜂窝板夹层结构的制备：准备厚度为1.5mm的铝制蜂窝芯以及厚度为0.5mm左右的玻璃纤维毡各一张，用丙酮溶液清洁蜂窝芯以及玻璃纤维毡的粘结面，自然风干后，于玻璃纤维毡的粘接面均匀涂覆丙烯酸酯结构胶，在蜂窝芯的两侧各粘合一层玻璃纤维毡，从而组合形成蜂窝板，将组合好的蜂窝板于60℃的温度下施加压10Mpa的压力进行复合25min，待丙烯酸酯结构胶固化后得到蜂窝板夹层结构。
层压：对蜂窝板夹层结构最外侧的玻璃纤维毡加热，以15℃/min逐渐加热至250℃后，分别将第一及第二铝合金板涂覆有黏合剂的面作为粘贴侧粘贴至蜂窝板夹层结构两侧的玻璃纤维毡侧，于-5Mpa负压环境条件下进行加压复合，施加的压力为16MPa，直至蜂窝板夹层结构表面的玻璃纤维毡冷却至室温，得到轻质铝合金模板。
蜂窝板夹层结构两侧的纤维毡表面具有多孔结构，与铝合金板不易粘黏在一起，所以要采用本发明公开的黏合剂，进行层压，将蜂窝板夹层结构和铝合金板复合在一起。二甲基硅油在升温过程中发生氧化，并且二甲基硅油、聚丙烯酰胺同时发生聚合反应，粘度增加，形成类似凝胶状的物质，填充进纤维毡的孔隙内，用乙二醇作为促进剂，使凝胶状物质与聚硫化苯在高温下发生架桥作用，形成三元结构的粘胶，因为有聚酰亚胺的存在，提高了整个黏合剂体系的耐温程度，保证在一定高温下仍具有较高的黏合性。在层压过程中，硅烷偶联剂一端与黏合剂在逐渐升温过程中进行交联，约在200℃交联完成，硅烷偶联剂另一端与铝合金发生化学作用，生成有机硅单分子层，以共价键的形式牢固的附着在铝合金表面，硅烷偶联剂作为桥梁将黏合剂与铝合金板紧紧结合在一起，避免在使用过程中铝合金板受力增加而导致蜂窝板夹层结构脱落，同时也增加铝合金板的使用寿命。在该实施例中，轻质铝合金模板中第一铝合金板的外露表面涂覆有0.2cm的环氧防腐涂料形成耐腐蚀涂层，用于与混凝土接触，并且第一铝合金板的厚度大于第二铝合金板，该设置既可以提高第一铝合金板对混凝土的挤压力，又减少了混凝土对第一铝合金板的腐蚀，从而提高轻质铝合金模板的使用寿命。
实施例2：轻质铝合金模板的制备二：
铝合金板的清洁：选用第一铝合金板的厚度为2mm，第二铝合金板的厚度为1mm，将第一铝合金板和第二铝合金板表面采用400目的砂纸打磨干净后，用3wt％的氢氧化钠溶液清洗干净，再用4wt％的盐酸溶液中和第一铝合金板和第二铝合金板表面的氢氧化钠溶液，之后用清水将第一铝合金板和第二铝合金板表面的残留的盐酸溶液清洗干净，自然风干。
带有粘结层的铝合金板的制备：将15g聚硫化苯、10g聚酰亚胺、15g纳米氧化铝颗粒混合均匀，以28kHz的频率进行超声波搅拌30min后，形成乳浊液，在乳浊液内加入5g乙二醇、28g二甲基硅油、16g聚丙烯酰胺，以200r/min的速率搅拌2min后得到黏合剂；分别在第一铝合金板以及第二铝合金板的一侧表面涂覆一层硅烷偶联剂KH-550后，立即再涂覆一层黏合剂覆盖于硅烷偶联剂表面上，待用。
蜂窝板夹层结构的制备：准备厚度为2mm厚度的铝制蜂窝芯以及0.5mm左右的不锈钢纤维毡各一张，用丙酮溶液清洁蜂窝芯以及不锈钢纤维毡的粘结面，自然风干后，于不锈钢纤维毡的粘接面均匀涂覆丙烯酸酯结构胶，在蜂窝芯的两侧各粘合一层不锈钢纤维毡，从而组合形成蜂窝板，将组合好的蜂窝板于60℃的温度下施加压12Mpa的压力进行复合25min，待丙烯酸酯结构胶固化后得到蜂窝板夹层结构。
层压：对蜂窝板夹层结构最外侧的不锈钢纤维毡加热，以15℃/min逐渐加热至200℃后，分别将第一及第二铝合金板涂覆有黏合剂的面作为粘贴侧粘贴至蜂窝板夹层结构两侧的不锈钢纤维毡侧，于-5Mpa负压环境条件下进行加压复合，施加的压力为15MPa，直至蜂窝板夹层结构表面的不锈钢纤维毡冷却至室温，得到轻质铝合金模板。
在该实施例中，轻质铝合金模板中第一铝合金板的外露表面涂覆有0.2cm的环氧防腐涂料形成耐腐蚀涂层，用于与混凝土接触，并且第一铝合金板的厚度大于第二铝合金板，该设置既可以提高第一铝合金板对混凝土的挤压力，又减少了混凝土对第一铝合金板的腐蚀，从而提高轻质铝合金模板的使用寿命。
实施例3：轻质铝合金模板的制备三：
铝合金板的清洁：选用第一铝合金板的厚度为2mm，第二铝合金板的厚度为1mm，将第一铝合金板和第二铝合金板表面采用400目的砂纸打磨干净后，用4wt％的氢氧化钠溶液清洗干净，再用4wt％的盐酸溶液中和第一铝合金板和第二铝合金板表面的氢氧化钠溶液，之后用清水将第一铝合金板和第二铝合金板表面的残留的盐酸溶液清洗干净，自然风干。
带有粘结层的铝合金板的制备：将12g聚硫化苯、8g聚酰亚胺、10g纳米氧化铝颗粒混合均匀，以30kHz的频率进行超声波搅拌20min后，形成乳浊液，在乳浊液内加入5g乙二醇、28g二甲基硅油、16g聚丙烯酰胺，以200r/min的速率搅拌2min后得到黏合剂；分别在第一铝合金板以及第二铝合金板的一侧表面涂覆一层硅烷偶联剂KH-550后，立即再涂覆一层黏合剂覆盖于硅烷偶联剂表面上，待用。
蜂窝板夹层结构的制备：准备厚度为1.5mm厚度的铝制蜂窝芯以及0.5mm左右的陶瓷纤维毡各一张，用丙酮溶液清洁蜂窝芯以及陶瓷纤维毡的粘结面，自然风干后，于陶瓷纤维毡的粘接面均匀涂覆丙烯酸酯结构胶，在蜂窝芯的两侧各粘合一层陶瓷纤维毡，从而组合形成蜂窝板，将组合好的蜂窝板于60℃的温度下施加压11Mpa的压力进行复合25min，待丙烯酸酯结构胶固化后得到蜂窝板夹层结构。
层压：对蜂窝板夹层结构最外侧的陶瓷纤维毡加热，以15℃/min逐渐加热至250℃后，分别将第一及第二铝合金板涂覆有黏合剂的面作为粘贴侧粘贴至蜂窝板夹层结构两侧的陶瓷纤维毡侧于-5Mpa负压环境条件下进行加压复合，施加的压力为20MPa，直至蜂窝板夹层结构表面的陶瓷纤维毡冷却至室温，得到轻质铝合金模板。
在该实施例中，轻质铝合金模板中第一铝合金板的外露表面涂覆有0.2cm的环氧防腐涂料形成耐腐蚀涂层，用于与混凝土接触，并且第一铝合金板的厚度大于第二铝合金板，该设置既可以提高第一铝合金板对混凝土的挤压力，又减少了混凝土对第一铝合金板的腐蚀，从而提高轻质铝合金模板的使用寿命。
实施例4：轻质铝合金模板的制备四：
铝合金板的清洁：选用第一铝合金板的厚度为2mm，第二铝合金板的厚度为1mm，将第一铝合金板和第二铝合金板表面采用400目的砂纸打磨干净后，用3wt％的氢氧化钠溶液清洗干净，再用3wt％的盐酸溶液中和第一铝合金板和第二铝合金板表面的氢氧化钠溶液，之后用清水将第一铝合金板和第二铝合金板表面的残留的盐酸溶液清洗干净，自然风干。
带有粘结层的铝合金板的制备：将10g聚硫化苯、5g聚酰亚胺、10g纳米氧化铝颗粒混合均匀，以25kHz的频率进行超声波搅拌35min后，形成乳浊液，在乳浊液内加入2g乙二醇、25g二甲基硅油、17g聚丙烯酰胺，以200r/min的速率搅拌2min后得到黏合剂；分别在第一铝合金板以及第二铝合金板的一侧表面涂覆一层硅烷偶联剂KH-550后，立即再涂覆一层黏合剂覆盖于硅烷偶联剂表面上，待用。
蜂窝板夹层结构的制备：准备厚度为1.5mm厚度的铝制蜂窝芯以及0.5mm左右的不锈钢纤维毡各一张，用粘接面用丙酮溶液清洁蜂窝芯以及不锈钢纤维毡的粘结面，自然风干后，于不锈钢纤维毡的粘接面均匀涂覆丙烯酸酯结构胶，在蜂窝芯的两侧各粘合一层不锈钢纤维毡，从而组合形成蜂窝板，将组合好的蜂窝板于60℃的温度下施加压12Mpa的压力进行复合15min，待丙烯酸酯结构胶固化后得到蜂窝板夹层结构。
层压：对蜂窝板夹层结构最外侧的不锈钢纤维毡加热，以15℃/min逐渐加热至200℃后，分别将第一及第二铝合金板涂覆有黏合剂的面作为粘贴侧粘贴至蜂窝板夹层结构两侧的不锈钢纤维毡侧于-5Mpa负压环境条件下进行加压复合，施加的压力为18MPa，直至蜂窝板夹层结构表面的不锈钢纤维毡冷却至室温，得到轻质铝合金模板。
在该实施例中，轻质铝合金模板中第一铝合金板的外露表面涂覆有0.2cm的环氧防腐涂料形成耐腐蚀涂层，用于与混凝土接触，并且第一铝合金板的厚度大于第二铝合金板，该设置既可以提高第一铝合金板对混凝土的挤压力，又减少了混凝土对第一铝合金板的腐蚀，从而提高轻质铝合金模板的使用寿命。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。
Claims (9)
1.一种轻质铝合金模板，其特征在于，所述轻质铝合金模板包括与混凝土直接接触的第一铝合金板、第二铝合金板，所述第一铝合金板的表面涂覆有金属耐蚀涂层，所述第一铝合金板和第二铝合金板之间设置有蜂窝板夹层结构，所述蜂窝板夹层结构的上下两侧面均覆有纤维毡。
2.根据权利要求1所述的一种轻质铝合金模板，其特征在于，所述第一铝合金板与第二铝合金板的厚度比为2：1，所述蜂窝板夹层结构的厚度为2-3mm。
3.根据权利要求2所述的一种轻质铝合金模板，其特征在于，所述纤维毡选自不锈钢纤维毡、玻璃纤维毡、陶瓷纤维毡的中的一种。
4.根据权利要求1-3之一的所述轻质铝合金模板，其特征在于，所述纤维毡与所述第一铝合金板、第二铝合金板之间均设置有粘合层，所述蜂窝板夹层结构与所述第一铝合金板和第二铝合金板在负压条件下热压粘合。
5.根据权利要求4的所述轻质铝合金模板，其特征在于，所述粘合层的厚度为0.1-0.3mm。
6.一种轻质铝合金模板的制备方法，其特征在于，包括如下工序：
铝合金模板清洗工序：清洁第一铝合金板及第二铝合金板表面；
带有粘合层的铝合金板的制备工序：分别在第一铝合金板以及第二铝合金板的一侧表面涂覆硅烷偶联剂后再涂覆黏合剂；
蜂窝板夹层结构的制备工序：在铝制蜂窝芯的上下表面各粘附一层纤维毡；
层压：对所述蜂窝板夹层结构的纤维毡加热至200-250℃后，将带有粘合层的铝合金板分别贴合至所述蜂窝板夹层结构的纤维毡表面，于负压条件下施加一定压力压合；
耐腐蚀层的涂覆：在第一铝合金板与混凝土接触的表面涂覆耐腐蚀层。
7.根据权利要求6所述的一种轻质铝合金模板的制备方法,其特征在于，所述黏合剂的制备步骤如下：将12-20重量份聚硫化苯、8-15重量份聚酰亚胺、9.8-15重量份纳米氧化铝颗粒混合，制备成乳浊液后，加入5-6重量份乙二醇、28-30重量份二甲基硅油、15-16重量份聚丙烯酰胺搅拌均匀得到黏合剂。
8.根据权利要求7所述的一种轻质铝合金模板的制备方法，其特征在于，所述层压步骤中，压合压力条件为15-20MPa。
9.根据权利要求8所述的一种轻质铝合金模板的制备方法，其特征在于，所述蜂窝板夹层结构的制备方法如下：
将铝制蜂窝芯、纤维毡的粘接面用丙酮溶液清洁干净，自然风干后，于纤维毡的粘接面均匀涂覆丙烯酸酯结构胶，在蜂窝芯的两侧依次粘合纤维毡，将组合好的蜂窝板于60℃的温度下，施加10-12Mpa的压力复合15-25min，待丙烯酸酯结构胶固化后得到蜂窝板夹层结构。
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