CN111074128A - 一种金属门用材料及其制备方法 - Google Patents

一种金属门用材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种金属门用材料及其制备方法，属于金属门材料领域。本发明包括如下组分：100～120份复合主体材料、5～8份稀土、6～10份镍、4～8份防锈剂、2～5份分散剂；该制备方法包括以下步骤：对熔炉预热；按质量份数计，取100～120份复合主体材料、5～8份稀土、6～10份镍、4～8份防锈剂、2～5份分散剂，分别向熔炉内倒入，升温至1500～1800℃，保温，得混合金属，降温至700～800℃，保温，即得金属门用材料。本发明提供的金属门用材料具有良好的耐锈蚀功能，不易发生剥落。

Description

一种金属门用材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及金属门材料领域，具体是一种金属门用材料及其制备方法。
背景技术
材料是当今科学技术的重要支柱，又因是人类社会发展和所有科学技术的基础显的尤为重要，材料的科技发展程度直接会影响生产力的变革，近年来兴起的材料科学是具有全局性的科学领域之一；世界各经济强国把材料发展提高到经济发展的战略高度，材料科学与工程正进入一个史无前例的高速发展时期，社会的发展，人类文明的进步表明，对材料的要求越来越高。
随着科技的发展，金属复合材料越来越多的被用在门窗的型材上，钛合金、铝合金等均可作为门窗的型材，由于金属复合具有轻质、易加工的优点，门窗用金属复合越来越多。金属门，顾名思义，即金属制的门。按照材质、工艺及用途可以分为很多种类。广泛适用于民、商用建筑及住宅。金属门的款式较为单一，并不能像其他门一样具有较好的、较多的各种各样的款式。目前的金属门的制作工艺较为简单，而且金属门在使用一段时间后，其表面会发生锈蚀、剥落等问题。
综上所述，需要一种更好的金属门材料，来改善现有技术的不足。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种金属门用材料，以解决现有技术中金属门用材料易发生锈蚀、剥落的问题。
为实现第一目的，本发明提供如下技术方案：
一种金属门用材料，按质量份数计，包括如下组分：100～120份复合主体材料、5～8份稀土、6～10份镍、4～8份防锈剂、2～5份分散剂。
进一步的，所述复合主体材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)取坡缕石球磨，收集球磨物与氯化铵溶液按质量比1：5～9混合搅拌，于90～110℃保温，过滤，收集滤渣于65～85℃干燥，得干燥物，取干燥物粉碎过筛，收集过筛颗粒与氨水、羟乙基乙二胺、活化剂按质量比10：2～4：1：1球磨，得复磨料；
(2)取复磨料放入电熔炉，设置为CO2气氛，温度为800～950℃，热处理，于熔融物中加入复磨料质量3～8％的石英粉末、2～5％的复磨料质量3～8％的添加剂混合搅拌，升温至1000～1300℃，煅烧，冷却温，即得复合主体材。
更进一步的，所述步骤(1)中的活化剂：按质量比3～6：1取氧化铜、氧化镧混合，即得活化剂。
更进一步的，所述步骤(2)中的添加剂：按质量比5～8：1取碳酸氢钠、碱式碳酸铜混合，即得添加剂。
进一步的，所述防锈剂：按质量比7～10：2取柠檬酸钠、乌洛托品混合，即得防锈剂。
进一步的，所述分散剂：按质量比2～5：1取丙二醇、十六烷基三甲基溴化铵混合，即得分散剂。
本发明的第二目的在于提供一种金属门用材料的制备方法，以制备金属门耐久、不易产生剥落的金属门用材料。
为实现第二目的，本发明提供如下技术方案：
一种金属门用材料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
(1)对熔炉预热；
(2)按质量份数计，取100～120份复合主体材料、5～8份稀土、6～10份镍、4～8份防锈剂、2～5份分散剂，分别向熔炉内倒入，升温至1500～1800℃，保温，得混合金属，降温至700～800℃，保温，即得金属门用材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明采用坡缕石作为复合主体材料的主材料来源，其与常见的硅酸盐造岩矿物-辉石的结构比较，坡缕石的带状结构层宽度相当于辉石的2倍，并且具有沿a轴延伸的带状结构层和通道，经球磨细化处理后，使得其中的带状结构层和通道发生交错，加入氯化铵溶液混合搅拌，升温作用使氯化铵分解产生氨气，部分疏通以构成通路，并且坡缕石具有良好胶体性能，新构成的交错位点能够强化吸附作用，提供作为基体材料，提高本材料整体结构的稳定性，能够提供很好的抗剥落的效果；
(2)本发明将坡缕石所制干燥细化物，与氨水、羟乙基乙二胺球磨，使得此两种胺类成分混入其中，并且加入金属氧化物作为活化剂也可进行不同层次的补强，并可提高主体材料的界面结合度，另外，在球磨过程中也可一定程度上填补孔隙，提高致密度，接着在CO2氛围中高温热处理，该环境下CO2过量，可使得部分铵盐蓄积，可作为内部发泡源，产生气体和碳酸钠，加入添加剂中含有碳酸氢钠、碱式碳酸铜可作为外部混杂的发泡源，形成多层次金属相，矿物石英的加入也可降低混合物的熔点，同时在煅烧过程中一定程度上破坏原有结构，形成更为稳定的类镁橄榄石结构，增加了内部结合强度，并在内部产生微小的二氧化硅成分填充，且煅烧物中的二氧化硅与碳酸钠进行反应，也可生成了硅酸钠，进一步增加各物质间的结合力度，提高抗剥落性能；
(3)本发明添加了柠檬酸钠、乌洛托品作为防锈剂促使复合主体材料表面氧化位点，对金属表面电子产生稳定吸附作用，便于金属表面形成吸附膜，阻止腐蚀介质如氧气、水与金属的接触，发挥防锈缓蚀作用。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种金属门用材料，按质量份数计，包括如下组分：100～120份复合主体材料、5～8份稀土、6～10份镍、4～8份防锈剂、2～5份分散剂。
所述复合主体材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)取坡缕石放入球磨机中以350～550r/min球磨1～2h，收集球磨物与浓度0.4mol/L氯化铵溶液按质量比1：5～9混合搅拌20～35min，于90～110℃保温40～60min，过滤，收集滤渣于65～85℃干燥，得干燥物，取干燥物于粉碎机粉碎过100目筛，收集过筛颗粒与质量分数为12％的氨水、羟乙基乙二胺、活化剂按质量比10：2～4：1：1放入球磨机，以350～550r/min球磨1～3h，得复磨料；
(2)取复磨料放入电熔炉中，设置为CO2气氛，温度为800～950℃，热处理40～60min，于熔融物中加入复磨料质量3～8％的石英粉末、2～5％的复磨料质量3～8％的添加剂混合搅拌40～60min，升温至1000～1300℃，煅烧40～60min，随炉冷却至室温，即得复合主体材。
所述添加剂：按质量比5～8：1取碳酸氢钠、碱式碳酸铜混合，即得添加剂。
所述活化剂：按质量比3～6：1取氧化铜、氧化镧混合，即得活化剂。
所述防锈剂：按质量比7～10：2取柠檬酸钠、乌洛托品混合，即得防锈剂。
所述分散剂：按质量比2～5：1取丙二醇、十六烷基三甲基溴化铵混合，即得分散剂。
一种金属门用材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)先对熔炉进行预热，预热3～5h，预热温度为650～900℃；
(2)按质量份数计，取100～120份复合主体材料、5～8份稀土、6～10份镍、4～8份防锈剂、2～5份分散剂，分别向熔炉内倒入，同时将熔炉温度以15～25℃/min升温至1500～1800℃，保温14～25min，得混合金属，降低至700～800℃，保温30～55min，即得金属门用材料。
实施例1
一种金属门用材料，按质量份数计，包括如下组分：100份复合主体材料、5份稀土、6份镍、4份防锈剂、2份分散剂。
所述复合主体材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)取坡缕石放入球磨机中以350r/min球磨1h，收集球磨物与浓度0.4mol/L氯化铵溶液按质量比1：5混合搅拌20min，于90℃保温40min，过滤，收集滤渣于65℃干燥，得干燥物，取干燥物于粉碎机粉碎过100目筛，收集过筛颗粒与质量分数为12％的氨水、羟乙基乙二胺、活化剂按质量比10：2：1：1放入球磨机，以350r/min球磨1～3h，得复磨料；
(2)取复磨料放入电熔炉中，设置为CO2气氛，温度为800℃，热处理40min，于熔融物中加入复磨料质量3％的石英粉末、2％的复磨料质量3％的添加剂混合搅拌40min，升温至1000℃，煅烧40min，随炉冷却至室温，即得复合主体材。
所述添加剂：按质量比5：1取碳酸氢钠、碱式碳酸铜混合，即得添加剂。
所述活化剂：按质量比3：1取氧化铜、氧化镧混合，即得活化剂。
所述防锈剂：按质量比7：2取柠檬酸钠、乌洛托品混合，即得防锈剂。
所述分散剂：按质量比2：1取丙二醇、十六烷基三甲基溴化铵混合，即得分散剂。
一种金属门用材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)先对熔炉进行预热，预热3h，预热温度为650℃；
(2)按质量份数计，取100份复合主体材料、5份稀土、6份镍、4份防锈剂、2份分散剂，分别向熔炉内倒入，同时将熔炉温度以15℃/min升温至1500℃，保温14min，得混合金属，降低至700℃，保温30min，即得金属门用材料。
实施例2
一种金属门用材料，按质量份数计，包括如下组分：120份复合主体材料、8份稀土、10份镍、8份防锈剂、5份分散剂。
所述复合主体材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)取坡缕石放入球磨机中以550r/min球磨2h，收集球磨物与浓度0.4mol/L氯化铵溶液按质量比1：9混合搅拌35min，于110℃保温60min，过滤，收集滤渣于85℃干燥，得干燥物，取干燥物于粉碎机粉碎过100目筛，收集过筛颗粒与质量分数为12％的氨水、羟乙基乙二胺、活化剂按质量比10：4：1：1放入球磨机，以550r/min球磨3h，得复磨料；
(2)取复磨料放入电熔炉中，设置为CO2气氛，温度为950℃，热处理60min，于熔融物中加入复磨料质量8％的石英粉末、5％的复磨料质量8％的添加剂混合搅拌60min，升温至1300℃，煅烧60min，随炉冷却至室温，即得复合主体材。
所述添加剂：按质量比8：1取碳酸氢钠、碱式碳酸铜混合，即得添加剂。
所述活化剂：按质量比6：1取氧化铜、氧化镧混合，即得活化剂。
所述防锈剂：按质量比10：2取柠檬酸钠、乌洛托品混合，即得防锈剂。
所述分散剂：按质量比5：1取丙二醇、十六烷基三甲基溴化铵混合，即得分散剂。
一种金属门用材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)先对熔炉进行预热，预热5h，预热温度为900℃；
(2)按质量份数计，取120份复合主体材料、8份稀土、10份镍、8份防锈剂、5份分散剂，分别向熔炉内倒入，同时将熔炉温度以25℃/min升温至1800℃，保温25min，得混合金属，降低至800℃，保温55min，即得金属门用材料。
实施例3
一种金属门用材料，按质量份数计，包括如下组分：110份复合主体材料、7份稀土、8份镍、6份防锈剂、4份分散剂。
所述复合主体材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)取坡缕石放入球磨机中以450r/min球磨1.2h，收集球磨物与浓度0.4mol/L氯化铵溶液按质量比1：7混合搅拌25min，于100℃保温50min，过滤，收集滤渣于75℃干燥，得干燥物，取干燥物于粉碎机粉碎过100目筛，收集过筛颗粒与质量分数为12％的氨水、羟乙基乙二胺、活化剂按质量比10：3：1：1放入球磨机，以450r/min球磨1～3h，得复磨料；
(2)取复磨料放入电熔炉中，设置为CO2气氛，温度为850℃，热处理50min，于熔融物中加入复磨料质量5％的石英粉末、4％的复磨料质量5％的添加剂混合搅拌50min，升温至1300℃，煅烧50min，随炉冷却至室温，即得复合主体材。
所述添加剂：按质量比7：1取碳酸氢钠、碱式碳酸铜混合，即得添加剂。
所述活化剂：按质量比5：1取氧化铜、氧化镧混合，即得活化剂。
所述防锈剂：按质量比9：2取柠檬酸钠、乌洛托品混合，即得防锈剂。
所述分散剂：按质量比4：1取丙二醇、十六烷基三甲基溴化铵混合，即得分散剂。
一种金属门用材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)先对熔炉进行预热，预热4h，预热温度为700℃；
(2)按质量份数计，取110份复合主体材料、7份稀土、8份镍、7份防锈剂、2～5份分散剂，分别向熔炉内倒入，同时将熔炉温度以18℃/min升温至1700℃，保温19min，得混合金属，降低至750℃，保温45min，即得金属门用材料。
对比例1：相比于实施例3而言，采用辉石取代坡缕石，其它原料和处理工艺不变。
对比例2：相比于实施例3而言，缺少活化剂，其它原料和处理工艺不变。
对比例3：相比于实施例3而言，缺少添加剂，其它原料和处理工艺不变。
对比例4：苏州市售金属门材料(主要成分：镍、铁、铜)。
锈蚀剥落试验：取实施例1～3、对比例1～4提供的金属门材料塑型为80mm×80mm×50mm的试验样板，评定方法按GB/T11143方法进行，具体操作方法是取300mL蒸馏水(A)或合成海水(B)，把试验样板全部浸没在其中，于60℃浸渍30h，观察试验样板锈蚀的痕迹和锈蚀程度。锈蚀的痕迹(面积)越小和锈蚀程度颜色越浅表示防锈蚀性能越好，锈蚀测定后取出干燥，静置8天后进行剥落试验，分析剥落程度(即为A、B两法产生锈蚀的剥落量及难易程度)，检测结果如表1所示：
表1.锈蚀剥落试验结果
Figure BDA0002328514470000101
Figure BDA0002328514470000111
由表1可知以本发明公布的技术方案进行的实施例1～3的耐锈蚀耐剥落性能显著优于市售产品。对比例1相比于实施例3而言，采用星辉石取代坡缕石，其它原料和处理工艺不变，使得耐海水腐蚀性能变差，出现少许锈迹，易于剥动，剥落量少；对比例2相比于实施例3而言，缺少活化剂，其它原料和处理工艺不变，经实验可知防锈性能变差，但难以剥动，剥落量少；对比例3相比于实施例3而言，缺少添加剂，其它原料和处理工艺不变，经实验可知防锈性能变差，但难以剥动，剥落量少；对比例4经试验，易于产生锈迹并易大量剥落。
综上所述，本发明提供的技术方案提供的金属门用材料，具有良好的耐锈蚀功能，并且，不易发生剥落。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (7)

1.一种金属门用材料，其特征在于，按质量份数计，包括如下组分：100～120份复合主体材料、5～8份稀土、6～10份镍、4～8份防锈剂、2～5份分散剂。
2.根据权利要求1所述的一种金属门用材料，其特征在于，所述复合主体材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)取坡缕石球磨，收集球磨物与氯化铵溶液按质量比1：5～9混合搅拌，于90～110℃保温，过滤，收集滤渣于65～85℃干燥，得干燥物，取干燥物粉碎过筛，收集过筛颗粒与氨水、羟乙基乙二胺、活化剂按质量比10：2～4：1：1球磨，得复磨料；
(2)取复磨料放入电熔炉，设置为CO2气氛，温度为800～950℃热处理，于熔融物中加入复磨料质量3～8％的石英粉末、2～5％的复磨料质量3～8％的添加剂混合搅拌，升温至1000～1300℃，煅烧，冷却，即得复合主体材。
3.根据权利要求2所述的一种金属门用材料，其特征在于，所述步骤(1)中的活化剂：按质量比3～6：1取氧化铜、氧化镧混合，即得活化剂。
4.根据权利要求2所述的一种金属门用材料，其特征在于，所述步骤(2)中的添加剂：按质量比5～8：1取碳酸氢钠、碱式碳酸铜混合，即得添加剂。
5.根据权利要求1所述的一种金属门用材料，其特征在于，所述防锈剂：按质量比7～10：2取柠檬酸钠、乌洛托品混合，即得防锈剂。
6.根据权利要求1所述的一种金属门用材料，其特征在于，所述分散剂：按质量比2～5：1取丙二醇、十六烷基三甲基溴化铵混合，即得分散剂。
7.一种如权利要求1～6所述的一种金属门用材料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：
(1)对熔炉预热；
(2)按质量份数计，取100～120份复合主体材料、5～8份稀土、6～10份镍、4～8份防锈剂、2～5份分散剂，分别向熔炉内倒入，升温至1500～1800℃，保温，得混合金属，降温至700～800℃，保温，即得金属门用材料。
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