[发明专利]中空球泡沫铝材料及其制备方法和制备中使用的填充球体

说明书

技术领域

本发明涉及一种泡沫铝材料，特别涉及一种中空球泡沫铝材料及其制备方法和制备中使用的填充球体，属于新型功能材料制备技术领域。

背景技术

泡沫铝材料是一种新型功能材料，其发明已有四十多年的历史。直至今日，国内外已相继研制出多种生产泡沫铝的方法，但基本上可分为两种类型，一种是气泡独立存在，称之为独立气泡型，也称闭孔型；另一种是气泡呈连续状态，称之为连续气泡型，也称开孔型。

闭孔型泡沫铝材料所采用的生产工艺是使氢化物在高温铝液中发泡，其降噪和过滤性能几乎为零。虽具有一定的阻音效果，但其抗震减震及抗冲击性能很差；原因一方面铸造体内泡与泡之间相互贯通的孔较少，再就是在生产过程中，氢化物难以搅拌均匀，造成所发出的泡体大中小极不均匀，泡体与泡体之间的联结壁会产生球壁薄厚极不均匀的现象，甚至会在薄壁之处出现自然断裂现象。

开孔型泡沫铝材料通透性明显，有较好的降噪过滤性能，并能起到较好的阻音效果。其生成工艺采用微渗流法，从目前的情况来看，大部分生产开孔型泡沫铝材料的厂家部是用工业盐颗粒作填充料，工业盐不仅腐蚀性很大，而且自身存在水分大，因此不仅预热时间长，而且在预热时容易板结，会出现盐的粉状物，此方法所制备的泡沫铝材料质量寿命会缩短，而且材料硬度差，抗折弯性能也差；另一方面使用具有严重腐蚀性材料作填充料对环境会造成污染，不符合环保要求。

为了解决上述存在的问题，中国专利文献(CN100503858C)公开了一种泡沫铝材料，其具有独立型气泡，又具有连续型气泡，同时该材料吸音效果较好，不存在腐蚀性所带来的困扰；其制备方法采用微渗流法，以高岭土、白碳黑和膨胀土为填充料，并将其制备成实心球体，在预热及加压的状态下将铝液渗透到球体之间。由于填充料绝大部分是高岭土(高达80-92％)，此材料无膨胀性，更无分散性，又是实心球体，该实心球体与铝液的重量比差距大，因此需要较长时间的预热，而且难以清洗，这无形之中加大了能源的消耗，从而大大增加了生成成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种中空球泡沫铝材料及其制备方法，使其具备着开孔型与闭孔型于一身的优势，同时克服现有工艺中存在的预热时间长、耗能耗水多、清洗困难等技术缺陷，使其有效的节约能源，降低生产成本，提高产品质量。

本发明的另一目的是提供一种用于制备中空球泡沫铝材料的填充球体及其制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种中空球泡沫铝材料，其特征在于:所述的中空球泡沫铝材料包括若干个相互连接、又具有独立型气泡的中空球，中空球与中空球之间具有贯通孔洞；中空球的直径为5mm～10.5mm,并用如下方法制备而得：

1)按重量计，以10％～15％木质炭为芯核，再将30％～45％海泡石、35％～40％纳基膨润土和10％～15％蛭石粉按所述比例混合后，与木质炭芯核一起放入造粒机中，并在造粒机中加水，制成具有核壳结构的填充球体，将该填充球体自然风干或低温干燥；

2)将干燥后的填充球体放入模具中，使其密实化，然后将模具与填充球体共同预热，当预热温度达到300～350℃时，木质炭芯核蒸发，形成空心的填充球体；继续预热到600～650℃，恒温一段时间后，进行渗流铝液操作，使铝液覆盖空心的填充球体表面，并采用真空泵在模具的底侧部位抽气，排出余气，使铝液在无阻力的状态下迅速渗入到填充球体的间隙中；填充球体与铝液的重量比为1:3～1:4；

3)待冷却后，去除模具，用水将空心的填充球体全部清洗干净，即制得中空球泡沫铝材料。

上述技术方案中，每个中空球与相互连接的中空球之间具有6个贯通孔洞；所述孔洞的平均直径为0.5mm～4.5mm。

本发明提供的一种中空球泡沫铝材料的制备方法，其特征在于，采用微渗流法，该方法包括如下步骤：

1)按重量计，以10％～15％木质炭为芯核，再将30％～45％海泡石、35％～40％纳基膨润土和10％～15％蛭石粉按所述比例混合后，与木质炭芯核一起放入造粒机中，并在造粒机中加水，制成具有核壳结构的填充球体，将该填充球体自然风干或低温干燥；

2)将干燥后的填充球体放入模具中，并使其密实化，然后将模具与填充球体共同预热，当预热温度达到300～350℃时，木质炭芯核蒸发，形成空心的填充球体；继续预热到600～650℃，恒温一段时间后，进行渗流铝液操作，控制填充球体与铝液的重量比为1:3～1:4，使铝液覆盖空心的填充球体表面，并采用真空泵在模具的底侧部位抽气，排出余气，使铝液在无阻力的状态下迅速渗入到空心的填充球体的间隙中；