一种通孔泡沫铝的制备方法与流程

本发明属于铝泡沫材料技术领域，涉及一种通孔泡沫铝的制备方法。

背景技术：

泡沫铝是一种新型功能材料，它是金属铝基体中分散着无数气泡的类似泡沫状的超轻金属材料，一般孔隙率为40%-98%。它比重小、耐热、吸音、抗震、有特殊的物理和化学性能，在机械、电子、建筑、交通运输、轻化工、军工等领域有广泛的应用前景，如用作轻质装潢建筑材料、轻化工填料及催化剂、热交换器、阻燃材料、隔音消声、减震抗冲、电磁屏蔽等。目前公知的泡沫铝制备方法主要是发泡法。泡沫铝的强度取决于孔结构的强度，但由于孔结构均匀性差及分布不均匀，使泡沫铝脆性提高、强度难以保证。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种制备条件温和且产品性能好的薄膜太阳能电池缓冲层材料的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

步骤1，将铝屑加入至蒸馏水中，加入分散剂，超声形成分散液；

步骤2，将增塑剂、发泡剂与环氧树脂加入至分散液中，搅拌均匀形成粘稠分散液；

步骤3，将泡沫棉花浸泡至分散液中，吸附饱和后放入模具中进行固化；

步骤4，将模具内的泡沫铝棉花进行梯度烧结，冷却后进行二次清洗，即可得到泡沫铝材料。

所述通孔泡沫铝制备方法的配方如下：

铝屑20-26份、蒸馏水30-50份、分散剂3-7份、增塑剂3-5份、发泡剂3-6份、环氧树脂12-16份。

所述分散剂采用聚乙烯吡咯烷酮。

所述增塑剂采用邻苯二甲酸二丁酯。

所述发泡剂采用碳酸氢钠。

所述环氧树脂采用水性有机硅环氧树脂。

步骤1中的超声频率为10-17kHz，超声时间为10-30min；采用超声的方式将铝屑表面形成分散效果，将铝屑均匀分散至分散液中。

步骤2中的搅拌速度为500-1000r/min，所述搅拌时间为30-90min；采用搅拌的方式将增塑剂、发泡剂与树脂加入至分散液中，能够将在铝屑周围进行粘合，形成粘稠性结构。

步骤3中的固化采用降温固化方式，固化温度为2-6℃；采用低温固化能够将 分散均匀的铝屑形成均质溶液，通过结构均一的泡沫棉花吸收结构均匀的铝屑。

步骤4中的梯度烧结温度为：150-200℃烧结2-4h，300-400℃烧结2-3h，600-750℃烧结1-2h，所述二次清洗采用乙醇清洗和蒸馏水清洗；采用梯度升温能够将棉花、有机物和发泡剂依次进行讲解，能够形成稳固结构的铝屑发泡结构，孔隙结构固化，同时将有机物等材料去除时不影响孔隙结构，不造成孔隙堵塞等问题。

本发明中，以铝屑为原料，制备得到通孔发泡铝材料，制备思路为：将铝屑与分散剂分散混合后，先发泡剂、树脂和增塑剂形成粘稠性分散液，再经过浸渍吸收的方式将分散性转化为发泡树脂结构，最后经高温梯度烧结和二次清洗，得到通孔泡沫铝材料。

与现有技术相比，本发明具有以下特点：

1），以铝屑为原料，制备得到通孔发泡铝材料，彻底解决了孔结构均匀性差及分布不均匀的问题；制备方法简单，有利于进行批量化生产，且生产成本低；制备出的发泡铝具有稳定均匀的孔隙结构，提高孔隙可控性；

2）以泡沫棉花作为吸收剂，不仅结构稳固吸附作用，能够形成结构致密的稳定性与牢固性，同时也保证前期铝屑分散性佳的特点，能够延续至泡沫铝结构内，故形成的结构分散性好，结构稳固。

附图说明

图1为实施例1制得的泡沫铝图片。

图2为实施例1制得的泡沫铝材料的扫描电镜图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1：

一种通孔泡沫铝的制备方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

步骤1，将铝屑加入至蒸馏水中，加入分散剂，超声形成分散液；

步骤2，将增塑剂、发泡剂与环氧树脂加入至分散液中，搅拌均匀形成粘稠分散液；

步骤3，将泡沫棉花浸泡至分散液中，吸附饱和后放入模具中进行固化；

步骤4，将模具内的泡沫铝棉花进行梯度烧结，冷却后进行二次清洗，即可得到泡沫铝材料。

所述通孔泡沫铝制备方法的配方如下：

铝屑20份、蒸馏水30份、分散剂3份、增塑剂3份、发泡剂3份、环氧树脂12份。

所述分散剂采用聚乙烯吡咯烷酮。

所述增塑剂采用邻苯二甲酸二丁酯。

所述发泡剂采用碳酸氢钠。

所述环氧树脂采用水性有机硅环氧树脂。

步骤1中的超声频率为10kHz，超声时间为10min。

步骤2中的搅拌速度为500r/min，所述搅拌时间为30min。

步骤3中的固化采用降温固化方式，固化温度为2℃。

步骤4中的梯度烧结温度为：150℃烧结2h，300℃烧结2h，600℃烧结1h，所述二次清洗采用乙醇清洗和蒸馏水清洗。

图1为采用本发明方法制备的泡沫铝的实物照片，图2是泡沫铝的扫描电镜照片；经检测，所制备的泡沫铝的孔隙体积分数为 80%，均匀度良好，其压缩强度为46MPa。

实施例2

一种通孔泡沫铝的制备方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

步骤1，将铝屑加入至蒸馏水中，加入分散剂，超声形成分散液；

步骤2，将增塑剂、发泡剂与环氧树脂加入至分散液中，搅拌均匀形成粘稠分散液；

步骤3，将泡沫棉花浸泡至分散液中，吸附饱和后放入模具中进行固化；

步骤4，将模具内的泡沫铝棉花进行梯度烧结，冷却后进行二次清洗，即可得到泡沫铝材料。

所述通孔泡沫铝制备方法的配方如下：

铝屑26份、蒸馏水50份、分散剂7份、增塑剂5份、发泡剂6份、环氧树脂16份。

所述分散剂采用聚乙烯吡咯烷酮。

所述增塑剂采用邻苯二甲酸二丁酯。

所述发泡剂采用碳酸氢钠。

所述环氧树脂采用水性有机硅环氧树脂。

步骤1中的超声频率为17kHz，超声时间为30min。

步骤2中的搅拌速度为1000r/min，所述搅拌时间为90min。

步骤3中的固化采用降温固化方式，固化温度为6℃。

步骤4中的梯度烧结温度为： 200℃烧结4h， 400℃烧结3h， 750℃烧结2h，所述二次清洗采用乙醇清洗和蒸馏水清洗。

经检测，所制备的泡沫铝的孔隙体积分数为 85%，均匀度良好，其压缩强度为47MPa。

实施例3

一种通孔泡沫铝的制备方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

步骤1，将铝屑加入至蒸馏水中，加入分散剂，超声形成分散液；

步骤2，将增塑剂、发泡剂与环氧树脂加入至分散液中，搅拌均匀形成粘稠分散液；

步骤3，将泡沫棉花浸泡至分散液中，吸附饱和后放入模具中进行固化；

步骤4，将模具内的泡沫铝棉花进行梯度烧结，冷却后进行二次清洗，即可得到泡沫铝材料。

所述通孔泡沫铝制备方法的配方如下：

铝屑25份、蒸馏水45份、分散剂5份、增塑剂4份、发泡剂5份、环氧树脂15份。

所述分散剂采用聚乙烯吡咯烷酮。

所述增塑剂采用邻苯二甲酸二丁酯。

所述发泡剂采用碳酸氢钠。

所述环氧树脂采用水性有机硅环氧树脂。

步骤1中的超声频率为15kHz，超声时间为20min。

步骤2中的搅拌速度为800r/min，所述搅拌时间为60min。

步骤3中的固化采用降温固化方式，固化温度为4℃。

步骤4中的梯度烧结温度为：180℃烧结3h，350℃烧结2h，700℃烧结2h，所述二次清洗采用乙醇清洗和蒸馏水清洗。

经检测，所制备的泡沫铝的孔隙体积分数为 89%，均匀度良好，其压缩强度为45MPa。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。