一種泡沫鋁復合多孔材料及其制備方法技術

一種泡沫鋁復合多孔材料及其制備方法，泡沫鋁復合多孔材料包括開孔泡沫鋁；填充在所述泡沫鋁孔隙中經化學發泡而成的多孔填充物，所述填充物至少包括：40～60重量份回收發泡聚氨酯、50～60重量份低密度聚乙烯、0.6～0.7重量份過氧化二異丙苯、2～4重量份偶氮二甲酰胺、0.7～0.9重量份氧化鋅、1～2重量份硬酯酸鋅經在泡沫鋁孔隙中發泡而成；混合物在130～140℃共混，塑化后切粒，在130～140℃混煉后，壓片，制成未發泡料；未發泡料進入泡沫金屬的孔隙中后，在180℃～195℃、4～5MPa壓力下保壓8～10min進行化學發泡反應，然后卸壓使填充物充分發泡，冷卻后獲得復合多孔材料。

【技術實現步驟摘要】
一種泡沬鋁復合多孔材料及其制備方法
本專利技術涉及復合材料
，尤其是涉及一種泡沫鋁高分子聚合物復合材料；本專利技術還涉及一種泡沫鋁高分子聚合物復合材料的生產方法。
技術介紹
隨著白色家電的日益普及，由空調、冰箱等所產生的大量廢棄聚氨酯塑料正嚴重污染著居住與周邊環境，廢棄聚氨酯的處理問題已迫在眉睫，其回收與應用問題一直是國內外的研究熱點。含有空洞的金屬被稱為泡沫金屬或發泡金屬，如發泡鋁、發泡鎳、發泡銅等。泡沫鋁是在純鋁或鋁合金中加入添加劑后，經過發泡工藝而成，由于其具有特殊的疏松孔洞結構，密度小、質量輕、比表面積大、比力學性能高，具有許多獨特的性能，如:良好的吸聲、隔音、電磁屏蔽、阻尼、減震等性能。目前泡沫鋁廣泛應用于機械、能源、通信、醫學、建筑、軍工、航天航空等行業，用于制造各種減震器、過濾器、消音器、高速磨床防護罩、汽車防沖擋、飛機機載設備夾持器、氣動工具和蒸汽發電廠的降噪裝置、工廠防聲墻、門內消聲件等多種部件。但單一的泡沫鋁也存在性能上的缺陷，如強度、模量較低，而不能單獨作為結構材料使用。聚合物，也稱高分子材料，具有許多金屬所不能比擬的特性，如高比強、低密度、耐腐蝕、具有自潤滑性能和良好的加工性能。但它也有不足，如導熱與耐熱性差、導電性差。為了能將泡沫鋁和聚合物等材料結合起來，制備性能優異的泡沫鋁/聚合物復合材料成為研究的熱點。CN102501357A公開了一種聚合物/泡沫鋁復合材料及其生產方法，將聚合物熔體充入泡沫鋁的孔隙中，形成由泡沫鋁和聚合物構成的復合材料；所述聚合物為聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛中的一種或一種以上的混合物。聚合物/泡沫鋁復合材料的生產方法包括下列步驟:將泡沫鋁嵌入模具內；將聚合物或共混物通過注射成型方法制得聚合物/泡沫鋁復合材料；將所得聚合物/泡沫鋁復合材料置于溫度為50~80°C的烘箱內保溫I~3h。此外，還有通過滲壓法制備硅橡膠、環氧樹脂等熱固性材料填充泡沫鋁復合材料的報道。但現有技術制造該類復合材料時，因化學反應后會產生一定的氣體，泡沫鋁與聚合物材料因熱膨脹系數差距較大等原因，得到的產品并不致密。存在易導致復合材料的界面脫膠的技術難題，故此工藝方法適用范圍相對有限。
技術實現思路
為了克服現有技術的不足，一方面，本專利技術目的之一在于提供一種泡沫鋁復合多孔材料。為了解決上述技術問題，本專利技術提供的泡沫鋁復合多孔材料，包括開孔泡沫鋁；填充在所述泡沫鋁孔隙中經化學發泡而成的多孔填充物，其特征在于:所述填充物至少包括:40~60重量份回收發泡聚氨酯、50~60重量份低密度聚乙烯、0.6~0.7重量份過氧化二異丙苯、2~4重量份偶氮二甲酰胺、0.7~0.9重量份氧化鋅、I~2重量份硬酯酸鋅經在泡沫鋁孔隙中發泡而成。作為優選技術方案，本專利技術提供的泡沫鋁復合多孔材料，所述泡沫鋁的孔隙率為60%~80%,孔徑為2~4mm,厚度為不小于6_。作為優選技術方案，本專利技術提供的泡沫鋁復合多孔材料，所述泡沫鋁復合多孔材料的密度為1.0~1.5g/cm3,無缺口抗沖擊強度為130~180KJ/m2，抗壓強度為16~20MPa。另一方面，本專利技術的目的在于提供一種泡沫鋁復合多孔材料的生產方法。為了解決上述技術問題，本專利技術提供的泡沫鋁復合多孔材料的生產方法，包括以下步驟: 51:將回收發泡聚氨酯破碎成粒度不大于200目的回收發泡聚氨酯粉沫，在不超過80°C溫度下烘干； 52:將泡沫鋁依次在HCI水溶液中酸洗，在NaOH水溶液中堿洗，用水沖洗使泡沫鋁的沖洗液呈中性，置于80~100°C的溫度下烘干；用泡沫鋁重量lwt%~3wt%的硅烷偶聯劑水解液進行表面處理；再在80~100°C溫度下烘干； 53:40~60重量份步驟SI得到的回收發泡聚氨酯粉沫、50~60重量份低密度聚乙烯、0.6~0.7重量份過氧化二異丙苯、2~4重量份偶氮二甲酰胺、0.7~0.9重量份氧化鋅、I~2重量份硬酯酸鋅混合，在130~140°C溫度下共混塑化后切粒，得到未發泡混合料； 54:將步驟S3得到 的未發泡混合料在130~140°C溫度下、混煉15~20min后壓片，獲得未發泡片材； 55:將步驟S2處理后的泡沫鋁和步驟S4得到的未發泡片材按小于壓模型腔的尺寸裁剪，并將其按“片材一泡沫鋁一片材”的順序放入壓模型腔中，加熱至160°C~170°C，保溫使未發泡片材軟化，加壓使之進入泡沫鋁孔隙中；升溫至180°C~195°C，在4~5MPa壓力下保壓8~IOmin進行化學發泡反應，然后卸壓使填充物進一步發泡，再自然冷卻到室溫獲得復合材料制品。作為進一步的改進技術方案，本專利技術提供的泡沫鋁復合多孔材料的生產方法，所述回收發泡聚氨酯在步驟Si中破碎前，還包括將回收發泡聚氨酯進行挑選除雜、表面清理過程。作為優選技術方案，本專利技術提供的泡沫鋁復合多孔材料的生產方法，步驟S2過程中，所述酸洗系將泡沫鋁在3wt%~8wt%的HCI水溶液中浸泡4~6分鐘，所述堿洗系將泡沫鋁在3wt%~8wt%的NaOH水溶液中浸泡4~6分鐘。作為進一步的改進技術方案，本專利技術提供的泡沫鋁復合多孔材料的生產方法，步驟S5過程中，經卸壓使填充物進一步發泡后得到的產品，還置于50~80°C溫度下，保溫2~3h后，再自然冷卻到室溫獲得復合材料制品。在不沖突的情況下，上述優選或改進方案可單獨或組合實施。本專利技術帶來的有益效果:本專利技術提出的技術方案，能回收使用廢棄發泡聚氨酯材料，使得資源得到綜合利用，減少對環境的污染。在泡沫鋁孔隙填充物制作的原料中加入廢棄發泡聚氨酯材料可提高熔融填充物的粘度，減少低密度聚乙烯發泡時的氣體外泄，利用填充物在泡沫鋁孔隙中進行化學發泡工藝，形成了“孔中孔”的結構，一方面，對于填充相而言，化學發泡工藝產生的微孔在材料中的均勻分布，可產生強化效應，提高填充相的力學性能，尤其是耐沖擊性能，相當于材料學中的“顆粒強化”;另一方面，化學發泡過程，補償了填充相在冷卻過程中的相對收縮量，相對減小了鋁塑兩相因加工過程中“加熱后冷卻收縮”所產生的間隙，解決了泡沫鋁與填充物因熱膨脹系數相差較大而易導致界面脫膠的技術難題。【具體實施方式】實施例1:按以下步驟生產泡沫鋁復合多孔材料: 51:將回收發泡聚氨酯材料進行挑選除雜、表面清理后，破碎成200目回收發泡聚氨酯粉沫，在不超過80°C溫度下烘干； 52:將孔隙率為60%，孔徑為2mm，厚度為不低于6mm的泡沫鋁依次在5wt%的HCI溶液中浸泡5分鐘；在5wt%的NaOH溶液中浸泡5分鐘；用水沖洗使泡沫鋁的沖洗液呈中性；置于80~100°C的溫度下烘干；用泡沫鋁lwt%的KH550偶聯劑水解液進行表面處理；在80~100°C溫度下烘干； 53:40重量份步驟SI得到的回收發泡聚氨酯粉沫、50重量份低密度聚乙烯、0.6重量份過氧化二異丙苯、2重量份偶氮二甲酰胺、0.7重量份氧化鋅、I重量份硬酯酸鋅用混料機混合，在130~140°C溫度、25~30rpm速度下，在混煉機內共混20min，充分塑化后切粒，得到未發泡混合料； 54:將上步驟得到的未發泡混合料在雙輥煉膠機內于130~140°C、雙輥間距為5mm條件下進行15min共混壓片，得到5_厚未發泡片材； 55:將步驟S2處理后的泡 沫本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種泡沫鋁復合多孔材料，包括開孔泡沫鋁；填充在所述泡沫鋁孔隙中經化學發泡而成的多孔填充物，其特征在于：所述填充物至少包括：40～60重量份回收發泡聚氨酯、50～60重量份低密度聚乙烯、0.6～0.7重量份過氧化二異丙苯、2～4重量份偶氮二甲酰胺、0.7～0.9重量份氧化鋅、1～2重量份硬酯酸鋅經在泡沫鋁孔隙中發泡而成。

【技術特征摘要】
1.一種泡沫鋁復合多孔材料，包括開孔泡沫鋁；填充在所述泡沫鋁孔隙中經化學發泡而成的多孔填充物，其特征在于:所述填充物至少包括:40~60重量份回收發泡聚氨酯、50~60重量份低密度聚乙烯、0.6~0.7重量份過氧化二異丙苯、2~4重量份偶氮二甲酰胺、0.7~0.9重量份氧化鋅、I~2重量份硬酯酸鋅經在泡沫鋁孔隙中發泡而成。2.根據權利要求1所述的泡沫鋁復合多孔材料，其特征在于:所述泡沫鋁的孔隙率為60%~80%,孔徑為2~4mm,厚度為不小于6_。3.根據權利要求1所述的泡沫鋁復合多孔材料，其特征在于:所述泡沫鋁復合多孔材料的密度為1.0~1.5g/cm3,無缺口抗沖擊強度為130~180KJ/m2，抗壓強度為16~20MPa。4.一種泡沫鋁復合多孔材料的生產方法，其特征在于:包括以下步驟: 51:將回收發泡聚氨酯破碎成粒度不大于200目的回收發泡聚氨酯粉沫，在不超過80°C溫度下烘干； 52:將泡沫鋁依次在HCI水溶液中酸洗，在NaOH水溶液中堿洗，用水沖洗使泡沫鋁的沖洗液呈中性，置于80~100°C的溫度下烘干；用泡沫鋁重量lwt%~3wt%的硅烷偶聯劑水解液進行表面處理；再在80~100°C溫度下烘干； 53:40~60重量份步驟SI得到的回收發泡聚氨酯粉沫、50~60重量份低密度聚乙烯、0.6~0.7重量份過氧化二異丙苯、2~4重量份偶氮二...

【專利技術屬性】
技術研發人員：龍春光，徐鵬，胡照，周燕，劉曉晴，唐楠楠，
申請(專利權)人：長沙理工大學，
類型：發明
國別省市：