CN109703131B - 一种可循环使用的覆膜铝合金模板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可循环使用的覆膜铝合金模板及其制备方法，涉及建筑技术领域，所述覆膜铝合金模板是以铝合金板为基体,以多孔合金为中间层,以塑料膜层为表层的三层结构，所述中间层厚度为1‑2mm，所述塑料膜层厚度为2‑3mm，所述多孔合金是以镍铜合金填充进海绵骨架形成的，所述海绵骨架是氮化铝骨架。制备的覆膜铝合金模板绿色环保，且具有优良的耐腐蚀性，能够经受水泥的腐蚀，使得水泥易于从建筑铝合金模板上分离，有利于建筑铝合金模板的循环使用，有效地节约成本。

Description

一种可循环使用的覆膜铝合金模板及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑技术领域，尤其涉及一种可循环使用的覆膜铝合金模板及其制备方法。

背景技术

铝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，其产品重量轻，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，这会影响铝模板的循环使用，因此近年来铝模板在实际使用过程中常刷涂脱模剂，但铝模板表面残留的混凝土泥浆不清理即刷脱模剂，会致使施工时混凝土表面出现麻面等缺陷，若脱模剂刷涂不均匀或者刷涂厚度不当，会造成混凝土污染，防隔离层遭受破坏，需要进行修补，会造成多余的工作量，若采用覆膜铝合金模板的方法可以避免刷涂脱模剂，但是仍有膜层和铝合金模板粘结不牢，使用后膜层脱落的现象出现。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种可循环使用的覆膜铝合金模板及其制备方法,制备的覆膜铝合金模板绿色环保，还防火，安全性高，可节约建筑的造价和缩短建设周期，并且覆膜铝合金模板具有优良的耐腐蚀性，能够经受水泥的腐蚀，使得水泥易于从建筑铝合金模板上分离，有利于建筑铝合金模板的循环使用，有效地节约成本。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

一种可循环使用的覆膜铝合金模板，所述覆膜铝合金模板是以铝合金板为基体,以多孔合金为中间层,以塑料膜层为表层的三层结构，所述中间层厚度为1-2mm，所述塑料膜层厚度为2-3mm，所述多孔合金是以镍铜合金填充进海绵骨架形成的，所述海绵骨架是氮化铝骨架。

进一步，所述塑料膜层为双层结构，所述双层结构包括塑料层和网状基层，所述塑料层热压于网状基层表面。

进一步，所述塑料层选用聚四氟乙烯膜。

进一步，所述网状基层选用聚氯乙烯网格布。

本发明还公开了一种可循环使用的覆膜铝合金模板的制备方法，所述工序具体操作如下：

铝合金板清洗工序：将铝合金板以500目的砂纸打磨表面30-60min，用氢氧化钠溶液清洗铝合金板表面后，再用盐酸溶液中和，随后用水清洗铝合金板表面，直至清洗水pH为中性；

中间层制备工序：海绵骨架直接置于清洗后的铝合金板表面，将铜基合金粉末和镍基合金粉末混匀后,加入醋酸乙酯、微晶蜡、棕榈蜡，搅拌均匀，得到混合物，将混合物加热至熔融状态，然后浇注于海绵骨架内部，减压冷却，冷却至300-400℃后取出，取出后自然冷却至150-200℃，待用；

表层制备工序：将塑料膜层的网状基层直接置于中间层上，随后冷却至100-110℃，于塑料膜层表面施压，直至冷却至50-60℃时停止施压力，自然冷却后得到覆膜铝合金模板。

进一步，所述中间层制备工序中，冷却环境减压至-1～-0.5MPa。

进一步，所述表层制备工序中，施加的压力为5-8MPa。

进一步，所述铜基合金粉末和镍基合金粉末的质量比为1：(0.7-1)。

进一步，所述海绵骨架的制备包括以下步骤：

将硝酸铝、硝酸钡、硝酸钙、碳粉加入聚乙二醇溶液搅拌溶解，调节pH＝7，得到混合溶液，混合溶液恒温水浴加热后置于氮气氛围中，于1000℃保温2h后取出，制备成分散液，将海绵浸入分散液中，采用50kHz频率的超声波振荡20min后，静置1h取出，于-30℃温度下冷冻干燥，再置于在N₂-2％H₂氛围中，升温至1400℃，保温2h后得到海绵骨架。

本发明的有益效果如下：

一、铝合金基体为覆膜铝合金模板的主体结构，具有质量轻、承载能力大、回收价值高的特点。在铝合金基体层表面覆膜，隔绝铝合金模板直接与混凝土接触，表层的聚四氟乙烯膜作为不粘层和易清洁层，可以使覆膜铝合金模板快速的与混凝土分离，达到不粘的目的，且聚四氟乙烯膜也具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的作用；网状基层采用的聚氯乙烯网格布具有高温软化松弛，在140℃左右形成具有粘弹态的物理性能，可以发挥粘连作用用以加强多孔合金与聚四氟乙烯膜之间的粘合力，避免聚四氟乙烯膜脱落，达到循环使用的目的。

二、中间层以多孔合金制备而成，将镍铜合金填充进入海绵骨架内，海绵骨架以氮化铝形成的。氮化铝稳定性高，热膨胀系数小，强度高，可以起到支撑作用，而镍铜合金具有较好的室温力学性能和强度，且耐蚀性高，耐磨性好，无磁性，具有良好的抗氧化性，安全性高，两者结合在一起制备成为中间层，不仅可以防止混凝土中的尖锐物刺破表层的塑料膜层时直接与铝合金基体接触，还具有一定的强度，可以防止铝合金板在使用时发生形变，延长铝合金板的使用寿命。

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：

实施例1：覆膜铝合金模板的制备一：

首先制备海绵骨架：

将20质量份硝酸铝、5质量份硝酸钡、5质量份硝酸钙、50质量份碳粉加入3wt％400质量份聚乙二醇溶液搅拌溶解，调节pH＝7，得到混合溶液，将混合溶液置于100℃的恒温水浴中进行加热，然后置于的氮气氛围中，于1000℃保温2h后取出，加入去离子水制备成分散液。在中性条件下，保温过程中有氧化钙、氧化钡、氧化铝、碳混合形成的前驱体生成，其中部分钙离子、钡离子与聚乙二醇生成络合物。将海绵浸入分散液中，采用50kHz频率的超声波振荡20min后，将分散液中的物质均匀分散至海绵孔隙中，静置1h取出，使整个反应体系进行静置老化，于-30℃温度下冷冻干燥，除水，再置于在N₂-0.5％H₂氛围为中，以30℃/min逐渐升温至1400℃保温2h后得到海绵骨架。在碳和氢气的还原气氛下，加入了钙、钡助剂，所以铝氮化温度降低，氧化铝于1400℃完全转变为氮化铝，而生成的钙离子、钡离子、聚乙二醇三者形成的络合物可对生成的氮化铝晶体形貌起到修饰作用，易于得到较大尺寸的氮化铝微粒，更容易吸附于海绵上，形成骨架。经过前期1000℃高温生成的是γ-氧化铝，在经过超声波分散后，海绵内部充满了γ-氧化铝和络合物，海绵的耐热度大约在400-500℃，逐渐升温过程中，γ-氧化铝少量的转变为氮化铝，而海绵也被逐渐除去，形成初始骨架，后期逐步升温至1400℃后，γ-氧化铝完全的转变为氮化铝形成海绵骨架。

制备覆膜铝合金模板：

铝合金板清洗工序：将铝合金板以500目的砂纸打磨表面30min后，用浓度为6wt％的氢氧化钠溶液清洗铝合金板表面，再用浓度为8wt％盐酸溶液中和铝合金板表面残留的氢氧化钠溶液，然后用水冲洗铝合金板表面，直至用来冲洗的水pH为中性；

中间层制备工序：将海绵骨架直接置于清洗后的铝合金板表面，将铜基合金粉末和镍基合金粉末按照质量比为1:0.7的比例称取后混合均匀,再一同加入40重量份醋酸乙酯、5重量份微晶蜡、4重量份棕榈蜡，搅拌均匀，得到混合物，将混合物加热至熔融状态，然后浇注于置于铝合金板表面的海绵骨架内，浇注厚度约1mm，将经过浇注的铝合金板放置于减压至表压显示为-1MPa的环境中自然冷却，冷却至300℃后从负压环境中取出，取出后放置于室温下自然冷却至150℃，待用；

表层制备工序：将厚度为1.5mm的网状基层聚氯乙烯网格布加热至135℃，将厚度为0.5mm的聚四氟乙烯膜趁热均匀的覆盖于聚氯乙烯网格布表面，加压复合后自然冷却得到塑料膜层，将塑料膜层的聚氯乙烯网格布面放置于中间层上，静置直至冷却到100℃时，于聚四氟乙烯膜面施加5MPa的压力，直至自然冷却至50℃时停止施压力，自然冷却后得到覆膜铝合金模板，将覆膜铝合金模板四周的多出的部分修剪掉。

铝合金板表面采用砂纸打磨后,去除了铝合金板表面的氧化杂质，将铝合金板基体暴露出来，采用碱洗进一步去除表面的脏物，彻底去除铝合金板表面的自然氧化膜，以显露出纯净的铝合金板，采用酸液将碱液中和，然后用水清洗干净，防止后期酸碱度影响覆膜铝合金模板的制备。

将铜基合金粉末和镍基合金粉末混合后加入粘结剂，一起加热至熔融态后浇注于置于铝合金板表面的海绵骨架内，于负压下自然冷却，在负压下，镍铜合金呈现类似蜂窝状的多孔结构，当冷却至300℃后取出，于室温下自然冷却至150℃，将网状基层聚氯乙烯网格布覆盖于中间层上，利用余温使聚氯乙烯网格布高温软化松弛，达到具有流动性的粘弹态，使其填充于孔洞中，然后于聚四氟乙烯膜表面施加压力，使塑料膜层紧紧的复合于中间层上，冷却后得到覆膜铝合金模板。

实施例2：覆膜铝合金模板的制备二：

首先制备海绵骨架：

将20质量份硝酸铝、5质量份硝酸钡、5质量份硝酸钙、50质量份碳粉加入3wt％400质量份聚乙二醇溶液搅拌溶解，调节pH＝7，得到混合溶液，将混合溶液置于100℃的恒温水浴中进行加热，然后置于的氮气氛围中，于1000℃保温2h后取出，加入去离子水制备成分散液。将海绵浸入分散液中，采用50kHz频率的超声波振荡20min后，将分散液中的物质均匀分散至海绵孔隙中，静置1h取出，使整个反应体系进行静置老化，于-30℃温度下冷冻干燥，除水，再置于在N₂-0.5％H₂氛围为中，以30℃/min逐渐升温至1400℃保温2h后得到海绵骨架。

制备覆膜铝合金模板：

铝合金板清洗工序：将铝合金板以500目的砂纸打磨表面40min后，用浓度为8wt％的氢氧化钠溶液清洗铝合金板表面，再用浓度为10wt％盐酸溶液中和铝合金板表面残留的氢氧化钠溶液，然后用水冲洗铝合金板表面，直至用来冲洗的水pH为中性；

中间层制备工序：海绵骨架直接置于清洗后的铝合金板表面，将铜基合金粉末和镍基合金粉末按照质量比为1:0.8的比例称取后混合均匀,再一同加入40重量份醋酸乙酯、5重量份微晶蜡、4重量份棕榈蜡，搅拌均匀，得到混合物，将混合物加热至熔融状态，然后浇注于置于铝合金板表面的海绵骨架内，浇注厚度约1.5mm，将经过浇注的铝合金板放置于减压至表压显示为-0.8MPa的环境中自然冷却，冷却至350℃后从负压环境中取出，取出后放置于室温下自然冷却至170℃，待用；

表层制备工序：将厚度为2mm的网状基层聚氯乙烯网格布加热至140℃，将厚度为1mm的聚四氟乙烯膜趁热均匀的覆盖于聚氯乙烯网格布表面，加压复合后自然冷却得到塑料膜层，将塑料膜层的聚氯乙烯网格布面放置于中间层上，静置直至冷却到100℃时，于聚四氟乙烯膜面施加6MPa的压力，直至自然冷却至55℃时停止施压力，自然冷却后得到覆膜铝合金模板，将覆膜铝合金模板四周的多出的部分修剪掉。

实施例3：覆膜铝合金模板的制备三：

首先制备海绵骨架：

将20质量份硝酸铝、5质量份硝酸钡、5质量份硝酸钙、50质量份碳粉加入3wt％400质量份聚乙二醇溶液搅拌溶解，调节pH＝7，得到混合溶液，将混合溶液置于100℃的恒温水浴中进行加热，然后置于的氮气氛围中，于1000℃保温2h后取出，加入去离子水制备成分散液。将海绵浸入分散液中，采用50kHz频率的超声波振荡20min后，将分散液中的物质均匀分散至海绵孔隙中，静置1h取出，使整个反应体系进行静置老化，于-30℃温度下冷冻干燥，除水，再置于在N₂-0.5％H₂氛围为中，以30℃/min逐渐升温至1400℃保温2h后得到海绵骨架。

制备覆膜铝合金模板：

铝合金板清洗工序：将铝合金板以600目的砂纸打磨表面50min后，用浓度为10wt％的氢氧化钠溶液清洗铝合金板表面，再用浓度为12wt％盐酸溶液中和铝合金板表面残留的氢氧化钠溶液，然后用水冲洗铝合金板表面，直至用来冲洗的水pH为中性；

中间层制备工序：海绵骨架直接置于清洗后的铝合金板表面，将铜基合金粉末和镍基合金粉末按照质量比为1:0.9的比例称取后混合均匀,再一同加入45重量份醋酸乙酯、6重量份微晶蜡、5重量份棕榈蜡，搅拌均匀，得到混合物，将混合物加热至熔融状态，然后浇注于置于铝合金板表面的海绵骨架内，浇注厚度约2mm，将经过浇注的铝合金板放置于减压至表压显示为-0.6MPa的环境中自然冷却，冷却至400℃后从负压环境中取出，取出后放置于室温下自然冷却至200℃，待用；

表层制备工序：将厚度为2mm的网状基层聚氯乙烯网格布加热至140℃，将厚度为1mm的聚四氟乙烯膜趁热均匀的覆盖于聚氯乙烯网格布表面，加压复合后自然冷却得到塑料膜层，将塑料膜层的聚氯乙烯网格布面放置于中间层上，静置直至冷却到110℃时，于聚四氟乙烯膜面施加5MPa的压力，直至自然冷却至60℃时停止施压力，自然冷却后得到覆膜铝合金模板，将覆膜铝合金模板四周的多出的部分修剪掉。

实施例4：覆膜铝合金模板的制备四：

首先制备海绵骨架：

将20质量份硝酸铝、5质量份硝酸钡、5质量份硝酸钙、50质量份碳粉加入3wt％400质量份聚乙二醇溶液搅拌溶解，调节pH＝7，得到混合溶液，将混合溶液置于100℃的恒温水浴中进行加热，然后置于的氮气氛围中，于1000℃保温2h后取出，加入去离子水制备成分散液。将海绵浸入分散液中，采用50kHz频率的超声波振荡20min后，将分散液中的物质均匀分散至海绵孔隙中，静置1h取出，使整个反应体系进行静置老化，于-30℃温度下冷冻干燥，除水，再置于在N₂-0.5％H₂氛围为中，以30℃/min逐渐升温至1400℃保温2h后得到海绵骨架。

制备覆膜铝合金模板：

铝合金板清洗工序：将铝合金板以500目的砂纸打磨表面60min后，用浓度为10wt％的氢氧化钠溶液清洗铝合金板表面，再用浓度为12wt％盐酸溶液中和铝合金板表面残留的氢氧化钠溶液，然后用水冲洗铝合金板表面，直至用来冲洗的水pH为中性；

中间层制备工序：海绵骨架直接置于清洗后的铝合金板表面，将铜基合金粉末和镍基合金粉末按照质量比为1:1的比例称取后混合均匀,再一同加入55重量份醋酸乙酯、6重量份微晶蜡、5重量份棕榈蜡，搅拌均匀，得到混合物，将混合物加热至熔融状态，然后浇注于置于铝合金板表面的海绵骨架内，浇注厚度约2mm，将经过浇注的铝合金板放置于减压至表压显示为-0.5MPa的环境中自然冷却，冷却至400℃后从负压环境中取出，取出后放置于室温下自然冷却至200℃，待用；

表层制备工序：将厚度为2mm的网状基层聚氯乙烯网格布加热至140℃，将厚度为1mm的聚四氟乙烯膜趁热均匀的覆盖于聚氯乙烯网格布表面，加压复合后自然冷却得到塑料膜层，将塑料膜层的聚氯乙烯网格布面放置于中间层上，静置直至冷却到110℃时，于聚四氟乙烯膜面施加8MPa的压力，直至自然冷却至60℃时停止施压力，自然冷却后得到覆膜铝合金模板，将覆膜铝合金模板四周的多出的部分修剪掉。

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 (7)

1.一种可循环使用的覆膜铝合金模板，其特征在于，所述覆膜铝合金模板是以铝合金板为基体,以多孔合金为中间层,以塑料膜层为表层的三层结构，所述中间层厚度为1-2mm，所述塑料膜层厚度为2-3mm，所述多孔合金是以镍铜合金填充进海绵骨架形成的，所述海绵骨架是氮化铝骨架，所述塑料膜层为双层结构，所述双层结构包括塑料层和网状基层，所述塑料层热压于网状基层表面，所述网状基层选用聚氯乙烯网格布。

2.根据权利要求1所述的一种可循环使用的覆膜铝合金模板，其特征在于，所述塑料层选用聚四氟乙烯膜。

3.根据权利要求1-2任一所述的一种可循环使用的覆膜铝合金模板的制备方法，其特征在于，所述工序具体操作如下：

铝合金板清洗工序：将铝合金板以500目的砂纸打磨表面30-60min，用氢氧化钠溶液清洗铝合金板表面后，再用盐酸溶液中和，随后用水清洗铝合金板表面，直至清洗水pH为中性；

中间层制备工序：海绵骨架直接置于清洗后的铝合金板表面，将铜基合金粉末和镍基合金粉末混匀后,加入醋酸乙酯、微晶蜡、棕榈蜡，搅拌均匀，得到混合物，将混合物加热至熔融状态，然后浇注于海绵骨架内部，减压冷却，冷却至300-400℃后取出，取出后自然冷却至150-200℃，待用；

表层制备工序：将塑料膜层的网状基层直接置于中间层上，随后冷却至100-110℃，于塑料膜层表面施压，直至冷却至50-60℃时停止施压力，自然冷却后得到覆膜铝合金模板。

4.根据权利要求3所述的一种可循环使用的覆膜铝合金模板的制备方法，其特征在于，所述中间层制备工序中，冷却环境减压至-1～-0.5MPa。

5.根据权利要求4所述的一种可循环使用的覆膜铝合金模板的制备方法，其特征在于，所述表层制备工序中，施加的压力为5-8MPa。

6.根据权利要求5所述的一种可循环使用的覆膜铝合金模板的制备方法，其特征在于，所述铜基合金粉末和镍基合金粉末的质量比为1：(0.7-1)。

7.根据权利要求6所述的一种可循环使用的覆膜铝合金模板的制备方法,其特征在于，所述海绵骨架的制备包括以下步骤：

将硝酸铝、硝酸钡、硝酸钙、碳粉加入聚乙二醇溶液搅拌溶解，调节pH＝7，得到混合溶液，混合溶液恒温水浴加热后置于氮气氛围中，于1000℃保温2h后取出，制备成分散液，将海绵浸入分散液中，采用50kHz频率的超声波振荡20min后，静置1h取出，于-30℃温度下冷冻干燥，再置于在N₂-2％H₂氛围中，升温至1400℃，保温2h后得到海绵骨架。