一種通孔泡沫鋁的制備方法與流程

本發(fā)明屬于鋁泡沫材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種通孔泡沫鋁的制備方法。

背景技術(shù)：

泡沫鋁是一種新型功能材料，它是金屬鋁基體中分散著無數(shù)氣泡的類似泡沫狀的超輕金屬材料，一般孔隙率為40%-98%。它比重小、耐熱、吸音、抗震、有特殊的物理和化學性能，在機械、電子、建筑、交通運輸、輕化工、軍工等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景，如用作輕質(zhì)裝潢建筑材料、輕化工填料及催化劑、熱交換器、阻燃材料、隔音消聲、減震抗沖、電磁屏蔽等。目前公知的泡沫鋁制備方法主要是發(fā)泡法。泡沫鋁的強度取決于孔結(jié)構(gòu)的強度，但由于孔結(jié)構(gòu)均勻性差及分布不均勻，使泡沫鋁脆性提高、強度難以保證。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種制備條件溫和且產(chǎn)品性能好的薄膜太陽能電池緩沖層材料的制備方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

步驟1，將鋁屑加入至蒸餾水中，加入分散劑，超聲形成分散液；

步驟2，將增塑劑、發(fā)泡劑與環(huán)氧樹脂加入至分散液中，攪拌均勻形成粘稠分散液；

步驟3，將泡沫棉花浸泡至分散液中，吸附飽和后放入模具中進行固化；

步驟4，將模具內(nèi)的泡沫鋁棉花進行梯度燒結(jié)，冷卻后進行二次清洗，即可得到泡沫鋁材料。

所述通孔泡沫鋁制備方法的配方如下：

鋁屑20-26份、蒸餾水30-50份、分散劑3-7份、增塑劑3-5份、發(fā)泡劑3-6份、環(huán)氧樹脂12-16份。

所述分散劑采用聚乙烯吡咯烷酮。

所述增塑劑采用鄰苯二甲酸二丁酯。

所述發(fā)泡劑采用碳酸氫鈉。

所述環(huán)氧樹脂采用水性有機硅環(huán)氧樹脂。

步驟1中的超聲頻率為10-17kHz，超聲時間為10-30min；采用超聲的方式將鋁屑表面形成分散效果，將鋁屑均勻分散至分散液中。

步驟2中的攪拌速度為500-1000r/min，所述攪拌時間為30-90min；采用攪拌的方式將增塑劑、發(fā)泡劑與樹脂加入至分散液中，能夠?qū)⒃阡X屑周圍進行粘合，形成粘稠性結(jié)構(gòu)。

步驟3中的固化采用降溫固化方式，固化溫度為2-6℃；采用低溫固化能夠?qū)?分散均勻的鋁屑形成均質(zhì)溶液，通過結(jié)構(gòu)均一的泡沫棉花吸收結(jié)構(gòu)均勻的鋁屑。

步驟4中的梯度燒結(jié)溫度為：150-200℃燒結(jié)2-4h，300-400℃燒結(jié)2-3h，600-750℃燒結(jié)1-2h，所述二次清洗采用乙醇清洗和蒸餾水清洗；采用梯度升溫能夠?qū)⒚藁?、有機物和發(fā)泡劑依次進行講解，能夠形成穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的鋁屑發(fā)泡結(jié)構(gòu)，孔隙結(jié)構(gòu)固化，同時將有機物等材料去除時不影響孔隙結(jié)構(gòu)，不造成孔隙堵塞等問題。

本發(fā)明中，以鋁屑為原料，制備得到通孔發(fā)泡鋁材料，制備思路為：將鋁屑與分散劑分散混合后，先發(fā)泡劑、樹脂和增塑劑形成粘稠性分散液，再經(jīng)過浸漬吸收的方式將分散性轉(zhuǎn)化為發(fā)泡樹脂結(jié)構(gòu)，最后經(jīng)高溫梯度燒結(jié)和二次清洗，得到通孔泡沫鋁材料。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下特點：

1），以鋁屑為原料，制備得到通孔發(fā)泡鋁材料，徹底解決了孔結(jié)構(gòu)均勻性差及分布不均勻的問題；制備方法簡單，有利于進行批量化生產(chǎn)，且生產(chǎn)成本低；制備出的發(fā)泡鋁具有穩(wěn)定均勻的孔隙結(jié)構(gòu)，提高孔隙可控性；

2）以泡沫棉花作為吸收劑，不僅結(jié)構(gòu)穩(wěn)固吸附作用，能夠形成結(jié)構(gòu)致密的穩(wěn)定性與牢固性，同時也保證前期鋁屑分散性佳的特點，能夠延續(xù)至泡沫鋁結(jié)構(gòu)內(nèi)，故形成的結(jié)構(gòu)分散性好，結(jié)構(gòu)穩(wěn)固。

附圖說明

圖1為實施例1制得的泡沫鋁圖片。

圖2為實施例1制得的泡沫鋁材料的掃描電鏡圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。本實施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。

實施例1：

一種通孔泡沫鋁的制備方法，其特征在于，該方法具體包括以下步驟：

步驟1，將鋁屑加入至蒸餾水中，加入分散劑，超聲形成分散液；

步驟2，將增塑劑、發(fā)泡劑與環(huán)氧樹脂加入至分散液中，攪拌均勻形成粘稠分散液；

步驟3，將泡沫棉花浸泡至分散液中，吸附飽和后放入模具中進行固化；

步驟4，將模具內(nèi)的泡沫鋁棉花進行梯度燒結(jié)，冷卻后進行二次清洗，即可得到泡沫鋁材料。

所述通孔泡沫鋁制備方法的配方如下：

鋁屑20份、蒸餾水30份、分散劑3份、增塑劑3份、發(fā)泡劑3份、環(huán)氧樹脂12份。

所述分散劑采用聚乙烯吡咯烷酮。

所述增塑劑采用鄰苯二甲酸二丁酯。

所述發(fā)泡劑采用碳酸氫鈉。

所述環(huán)氧樹脂采用水性有機硅環(huán)氧樹脂。

步驟1中的超聲頻率為10kHz，超聲時間為10min。

步驟2中的攪拌速度為500r/min，所述攪拌時間為30min。

步驟3中的固化采用降溫固化方式，固化溫度為2℃。

步驟4中的梯度燒結(jié)溫度為：150℃燒結(jié)2h，300℃燒結(jié)2h，600℃燒結(jié)1h，所述二次清洗采用乙醇清洗和蒸餾水清洗。

圖1為采用本發(fā)明方法制備的泡沫鋁的實物照片，圖2是泡沫鋁的掃描電鏡照片；經(jīng)檢測，所制備的泡沫鋁的孔隙體積分數(shù)為 80%，均勻度良好，其壓縮強度為46MPa。

實施例2

一種通孔泡沫鋁的制備方法，其特征在于，該方法具體包括以下步驟：

步驟1，將鋁屑加入至蒸餾水中，加入分散劑，超聲形成分散液；

步驟2，將增塑劑、發(fā)泡劑與環(huán)氧樹脂加入至分散液中，攪拌均勻形成粘稠分散液；

步驟3，將泡沫棉花浸泡至分散液中，吸附飽和后放入模具中進行固化；

步驟4，將模具內(nèi)的泡沫鋁棉花進行梯度燒結(jié)，冷卻后進行二次清洗，即可得到泡沫鋁材料。

所述通孔泡沫鋁制備方法的配方如下：

鋁屑26份、蒸餾水50份、分散劑7份、增塑劑5份、發(fā)泡劑6份、環(huán)氧樹脂16份。

所述分散劑采用聚乙烯吡咯烷酮。

所述增塑劑采用鄰苯二甲酸二丁酯。

所述發(fā)泡劑采用碳酸氫鈉。

所述環(huán)氧樹脂采用水性有機硅環(huán)氧樹脂。

步驟1中的超聲頻率為17kHz，超聲時間為30min。

步驟2中的攪拌速度為1000r/min，所述攪拌時間為90min。

步驟3中的固化采用降溫固化方式，固化溫度為6℃。

步驟4中的梯度燒結(jié)溫度為： 200℃燒結(jié)4h， 400℃燒結(jié)3h， 750℃燒結(jié)2h，所述二次清洗采用乙醇清洗和蒸餾水清洗。

經(jīng)檢測，所制備的泡沫鋁的孔隙體積分數(shù)為 85%，均勻度良好，其壓縮強度為47MPa。

實施例3

一種通孔泡沫鋁的制備方法，其特征在于，該方法具體包括以下步驟：

步驟1，將鋁屑加入至蒸餾水中，加入分散劑，超聲形成分散液；

步驟2，將增塑劑、發(fā)泡劑與環(huán)氧樹脂加入至分散液中，攪拌均勻形成粘稠分散液；

步驟3，將泡沫棉花浸泡至分散液中，吸附飽和后放入模具中進行固化；

步驟4，將模具內(nèi)的泡沫鋁棉花進行梯度燒結(jié)，冷卻后進行二次清洗，即可得到泡沫鋁材料。

所述通孔泡沫鋁制備方法的配方如下：

鋁屑25份、蒸餾水45份、分散劑5份、增塑劑4份、發(fā)泡劑5份、環(huán)氧樹脂15份。

所述分散劑采用聚乙烯吡咯烷酮。

所述增塑劑采用鄰苯二甲酸二丁酯。

所述發(fā)泡劑采用碳酸氫鈉。

所述環(huán)氧樹脂采用水性有機硅環(huán)氧樹脂。

步驟1中的超聲頻率為15kHz，超聲時間為20min。

步驟2中的攪拌速度為800r/min，所述攪拌時間為60min。

步驟3中的固化采用降溫固化方式，固化溫度為4℃。

步驟4中的梯度燒結(jié)溫度為：180℃燒結(jié)3h，350℃燒結(jié)2h，700℃燒結(jié)2h，所述二次清洗采用乙醇清洗和蒸餾水清洗。

經(jīng)檢測，所制備的泡沫鋁的孔隙體積分數(shù)為 89%，均勻度良好，其壓縮強度為45MPa。

上述的對實施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和使用發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本發(fā)明不限于上述實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。