专利名称：一种泡沫铝发泡剂氢化钛的生产设备及生产方法
技术领域：
本发明涉及泡沫铝的制造技术领域，尤其是涉及制造泡沫铝所使用的发泡剂的生
产方法。
背景技术：
泡沫铝是一种在铝基体中形成无数个气孔的多孔金属材料，因其独特的性能在世界上许多国家正获得日益广泛的研究和应用。泡沫铝拥有很多特性，它是一种超轻量性金属材料，其比重只有O. 2至O. 4g/cm3，是铝的十分之一，木的三分之一，铁的三十分之一；它具有优秀的吸音效果，尤其是对相应范围的频率有相当高的吸音效果；同时，其遇火不燃， 即使750摄氏度高温也无法使其变形，火灾时更不会产生有毒气体，并且可以100%回收再利用。泡沫铝产品非常易加工，切割粘贴非常方便，与任何材料皆可配套使用，通过不同的表面处理，可以与任何空间相搭配，其半永久性，耐热、耐水性，可以保证产品使用的寿命及坚固性。虽然泡沫铝产品看似厚度较薄，我们仍可以利用它遮蔽90dB以上的电子波，他更是具有很高的阻尼及减震性能，可以很好的吸收撞击动能。正是泡沫铝的这些特性，使其能够被广泛地应用于各个领域，从建筑到交通，从电讯到航空。但其使用性能的好坏取决于泡沫铝的制造工艺，泡沫铝的制造工艺有很多种，而使用发泡剂造孔是目前最为理想的一种方法。所有发泡剂中，最为理想，稳定的即是氢化钛。氢化钛粉末粗细的不同，成分比例的不同，反应率的不同，对产品质量，孔结构的均匀度等都有非常大的影响。氢化钛成分低，反应率低，会导致产品发泡不充分，气孔少而疏散，更会出现无泡纯铝区，影响产品的质量与隔音、阻尼等性能。目前，比较普遍的制备氢化钛的方法是使用含有氧化钛,钛酸锂或钛酸钙的钛原料与金属镁混合后再通入氢气加温反应，同时，反应后得到的酸再将氢化钛以外的杂质溶解，最后得到氢化钛。此方法的弊端在于不仅增加了工作量及工作时间，其反应率也只能达到92%_96%，其中杂质亦较多，这对于泡沫铝的发泡工艺会产生一定影响，会造成泡沫铝发泡不充分，发泡铝泡孔不均匀，其后果是直接导致泡沫铝板硬度大，切割处理难，表面品相较差等。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本申请人提供了一种泡沫铝发泡剂氢化钛的生产设备及生产方法。本发明提供的设备和方法生产得到的发泡剂氢化钛的纯度高，粒度小，产量大。本发明的技术方案如下
一种泡沫铝发泡剂氢化钛的生产设备，该设备的主体是一个可密封的加热反应炉，该炉上安装有气体压力表，该炉分别连接水冷管道进管和水冷管道出管，该炉分别连接用于进气的气体管道和用于排气的排气管道；加热该反应炉的装置为可以完全包住该反应炉的加热罩。
使用该生产设备生产泡沫铝发泡剂氢化钛的的方法，具体步骤如下
(1)取海绵钛置于加热反应炉，对反应炉门进行密封；
(2)密封后将氩气通过气体管道充满加热反应炉后，打开排气管道将加热反应炉内的氧气排出，使炉内达到无氧状态；
(3)然后将氢气通过气体管道填充入加热反应炉，将氩气从排气管道全部排出，排空氩气后，在加热反应炉中预留O. 05、. 2 MPa氢气；
(4)然后将加热罩推至包住加热反应炉外壁进行加热，随温度上升至52(Γ560摄氏度时，加热反应炉内压力达到O. 35、. 4 MPa，此时加热反应炉内海绵钛开始与氢气产生反应， 气体压力表读数开始下降；
(5)此时将加热罩退出加热反应炉外壁，将冷水通过水冷管道进管和水冷管道出管输至加热反应炉外壁进行冷却，同时将氢气通过气体管道持续输送进加热反应炉，氢气输送压力需使加热反应炉内气体压力保持在O. 4^0. 45 MPa，反应约4飞小时以后，氢气不再减少时完成反应；
(6)降至常温后，慢慢打开排气管道阀门，将剩余氢气排出，将氢化钛取出，置入混合球磨机内，旋转筒调节转速为2(Γ30转/分钟，将块状氢化钛磨成粉末，即得本泡沫铝发泡剂氢化钛。本发明有益的技术效果在于
运用本发明设备制备出的氢化钛，由于原料是99. 5%以上含量的海绵钛及99%纯度以上的氢气，置于本发明设备中加热充分反应后，其反应率可高达99. 52%，得到的氢化钛中不含杂质，保证了其纯度的同时，更缩短了生产周期。本发明生产出来的氢化钛粒径为纳米级，在运用其制备泡沫铝板时，可以保证其产品切割后表面漂亮，孔径均匀，发泡充分，易加工处理。
图I为本发明加热反应炉示意图。图2为本发明加热罩示意图。图3为本发明球磨机粉碎氢化钛示意图。
具体实施例方式下面结合附图，对本发明进行具体描述。I、本泡沫铝发泡剂的生产设备
如图1、2所示，该设备是由左右对称、装配相同的两套反应炉组成，两套反应炉共用一个温度计6。以左边的反应炉为例，该反应炉的主体是一个圆柱体形的可密封的加热反应炉 1，该加热反应炉I的长边与地面平行，故而在图中显示的是圆形的截面。该炉上安装有气体压力表2，该炉上下方分别连接水冷管道进管4和水冷管道出管9，该炉上方左右两侧分别连接气体管道3和排气管道5。圆形加热罩8与推进气缸7相连，该加热罩为中空的圆柱体，加热前，加热罩与加热反应炉I是在同一水平面上的前后关系，加热时加热罩会被向前推至全部包住反应炉I。右边的反应炉构造与左边的完全相同。2、本泡沫铝发泡剂的生产方法(1)称取22公斤99.86%含量的海绵钛，置于钢制篮子内，然后放入圆柱体形密封的加热反应炉I，利用橡皮密封圈和螺栓对反应炉拉门进行密封；
(2)密封后，通过观察气体压力表2，将氩气通过气体管道3充满加热反应炉I后(气体压力表2显不为2MPa时表不充满),打开排气管道5的阀门，将加热反应炉I内的氧气排出；
(3)之后，再将氩气通过气体管道3充满加热反应炉I后，打开排气管道5的阀门，将加热反应炉I内的氧气排出。如此反复总共3次后，观察气体压力表2(气体压力表2显示为2MPa时，氩气瓶阀门打开的情况下，压力表不再上升视为氩气无法填充入反应炉)，至氩气无法通过气体管道3填充入圆形密封加热反应炉I后，炉内即达到无氧状态；
(4)将氢气通过气体管道3填充入圆形密封加热反应炉1，将氩气从排气管道5全部排出，排空氩气后，通过观察压力表2，在加热反应炉I中预留O. I MPa氢气；
(5)而后准备加热，操作控制面板，控制推进气缸7将圆形加热罩8推至包住加热反应炉I外壁进行加热。观察温度计6及气体压力表2，随温度上升至540摄氏度时，加热反应炉I内压力达到O. 35^0. 4 MPa，此时加热反应炉I内海绵钛开始与氢气产生反应，气体压力表2中读数渐渐下降，即因海绵钛与氢气反应，氢气不断减少；
(6)此时，操作控制面板，关闭加热电源，控制推进气缸7将圆形加热罩8退出加热反应炉I外壁，并打开水冷装置，将水通过水冷管道进管4和水冷管道出管9输至加热反应炉I 外壁进行冷却，并以此保护加热反应炉I门上的橡皮密封圈。同时，将氢气通过气体管道3 持续输送进加热反应炉I,氢气输送压力需使加热反应炉I内气体压力，即气体压力表2中数值保持在O. 4^0. 45 MPa，反应约5小时以后，氢气不再减少时完成反应；
(7)此时待温度计6显示温度降至常温后，慢慢打开排气管道5阀门，将剩余氢气排出， 见气体压力表2回零。随后可卸掉加热反应炉I上的螺栓，将门打开，将装有氢化钛的钢制篮子取出，置于电子秤称重，重量为22. 92公斤，即22公斤海绵钛对比反应氢气O. 92公斤， 即比重约为I (钛)0. 0418 (氢气)。证明了该设备制备出的氢化钛反应率高达99. 52%，海绵钛与氢气得到了充分的反应；
(8)而后，将块状氢化钛置入独立的混合球磨机的圆筒形中的轴旋转筒(图3)内，利用球磨机中大小不一的数十个陶瓷球10及旋转筒11对脆性的块状氢化钛进行混磨分解，旋转筒调节转速为2(Γ30转/分钟,约2小时后,混合球磨机将块状氢化钛磨成IOnm的极细粉末。最后，根据生产泡沫铝时的使用量，利用铝箔纸对极细粉末状氢化钛进行分量包装， 制得最终生产用发泡剂氢化钛。
权利要求
1.一种泡沫铝发泡剂氢化钛的生产设备，其特征在于该设备的主体是一个可密封的加热反应炉，该炉上安装有气体压力表，该炉分别连接水冷管道进管和水冷管道出管，该炉分别连接用于进气的气体管道和用于排气的排气管道；加热该反应炉的装置为可以完全包住该反应炉的加热罩。
2.一种使用权利要求I所述生产设备生产泡沫铝发泡剂氢化钛的的方法，其特征在于具体步骤如下(1)取海绵钛置于加热反应炉，对反应炉门进行密封；(2)密封后将氩气通过气体管道充满加热反应炉后，打开排气管道将加热反应炉内的氧气排出，使炉内达到无氧状态；(3)然后将氢气通过气体管道填充入加热反应炉，将氩气从排气管道全部排出，排空氩气后，在加热反应炉中预留O. 05、. 2 MPa氢气；(4)然后将加热罩推至包住加热反应炉外壁进行加热，随温度上升至52(Γ560摄氏度时，加热反应炉内压力达到O. 35^0. 4 MPa，此时加热反应炉内海绵钛开始与氢气产生反应， 气体压力表读数开始下降；(5)此时将加热罩退出加热反应炉外壁，将冷水通过水冷管道进管和水冷管道出管输至加热反应炉外壁进行冷却，同时将氢气通过气体管道持续输送进加热反应炉，氢气输送压力需使加热反应炉内气体压力保持在O. 4^0. 45 MPa，反应约4飞小时以后，氢气不再减少时完成反应；(6)降至常温后，慢慢打开排气管道阀门，将剩余氢气排出，将氢化钛取出，置入混合球磨机内，旋转筒调节转速为2(Γ30转/分钟，将块状氢化钛磨成粉末，即得本泡沫铝发泡剂氢化钛。
全文摘要
一种泡沫铝发泡剂氢化钛的生产设备，其主体是一个可密封的加热反应炉，该炉上安装有气体压力表、水冷管道进管和水冷管道出管、以及用于进气的气体管道和用于排气的排气管道；加热该反应炉的装置为加热罩。具体生产氢化钛的步骤如下取海绵钛置于加热反应炉并密封；将氩气充满反应炉，将炉内氧气排出；将氢气充入反应炉，将氩气排出；将加热罩包住反应炉进行加热，反应开始后将加热罩退出加热反应炉外壁，用冷水对反应炉外壁进行冷却，同时将氢气持续输送进加热反应炉，反应至氢气不再减少时完成反应；降至常温后将氢化钛取出置入混合球磨机内磨成粉末。本发明提供的设备和方法生产得到的发泡剂氢化钛的纯度高，粒度小，产量大。
文档编号C01B6/02GK102602888SQ201210072308
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月19日 优先权日2012年3月19日
发明者肖笛 申请人:上海华友金镀微电子有限公司