[发明专利]一种泡沫铝吸声隔音复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明的技术方案涉及闭孔隙的合金的制造，具体地说是一种泡沫铝吸声隔音复合材料的制备方法。

背景技术

随着社会的发展，人们对于生活环境的要求也愈来愈高。伴随着我国城市化和工业化的快速发展，噪音已经成为影响人们生活的一个主要污染源，且噪声对于工作、学习有严重的影响，会造成听力与其他多种疾病。综合以上情况需要一种吸声隔音性能好、尺寸范围广、高强度、低密度、阻燃性能好、耐候性高的材料满足各项要求。

泡沫铝是由铝基体金属和占体积70％以上的气孔所组成的非均匀材料，具有许多独特的性能。泡沫铝根据孔的连通性可分为开孔泡沫铝和闭孔泡沫铝。闭孔泡沫铝材料具有吸声隔音效果好、比刚度大、比重小、比表面积大、减震性能好等一系列优良性能，在建筑、机械、交通运输和航空航天中有着广泛的应用。

在已有的研究成果中，CN201910238U公布了一种高效率吸声隔音泡沫铝板的制备方法，该方法将闭孔泡沫通过油压机将孔洞打开变为开孔泡沫铝，该方法需要二次压力加工，孔壁处容易产生裂纹，导致泡沫铝板力学性能差。CN103352135A公开了一种利用渗流法制备吸声隔音开孔泡沫铝的方法，受制备方法的限制，所制得的泡沫铝产品尺寸范围小，特别是厚度方面，且力学性能和吸声隔音性能较差。CN105383113A公开一种用于汽车前盖的泡沫铝隔热降噪金属板，该方法是将泡沫铝板、隔热层和泡沫塑料通过胶粘接在一起，其缺点是采用物理方法将材料粘接到一起，一旦受到较大的弯曲应力，粘接处容易开裂，吸声隔音性能将大大降低，并且粘结剂容易老化失效且耐热性能差。通过以上分析可见，需要发明一种生产工艺简单、产品各项性能优良的泡沫铝复合材料制备方法。

玄武岩纤维是一种由天然的火山岩玄武岩拉丝而成，是一种新型无机环保材料，其不仅具有良好的吸声隔音效果，而且强度高、耐腐蚀、耐高温，与泡沫铝性能相似。因此，在泡沫铝吸声隔音过程中，玄武岩纤维对于提升其吸声隔音性能起关键作用，研发玄武岩纤维增强泡沫铝复合材料来用于吸声隔音具有重要的理论和实践价值。然而，玄武岩纤维在铝熔体中易团聚形成纤维簇，影响制得的泡沫铝复合材料的性能，并且纤维在泡沫铝孔洞中的伸长量难以控制。

本发明在对玄武岩纤维进行表面处理的基础上，通过改进传统泡沫铝制备过程中的各项工艺参数解决了上述问题，制造出了吸声隔音性能好、尺寸范围广、高强度、低密度、阻燃性能好、耐候性高的泡沫铝复合材料。

发明内容

本发明的目的为针对当前技术存在的不足，提供一种泡沫铝吸声隔音复合材料的制备方法。该方法采用玄武岩短切纤维与闭孔泡沫铝复合，首先通过对玄武岩纤维进行了热处理，改变了其表面与内部的组织结构，为其在铝基体的分布均匀性提供了先决条件；然后调整了纤维与增粘剂的加入顺序，来实现提高泡沫铝吸声隔音性能的目的。本发明制得一种吸声隔音性能良好的闭孔泡沫铝复合材料。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：

一种泡沫铝吸声隔音复合材料的制备方法，包括以下步骤：

第一步，将玄武岩短切纤维在650～750℃下热处理20～40min，然后取出空冷；

第二步，将纯铝锭切成铝块后放入坩埚中，升温到700～740℃，保温40～60min，得到铝熔体；

第三步，将上步得到的铝熔体温度调节到670～710℃；待铝熔体温度稳定后，向其中加入为铝熔体质量2～3％的增粘剂，100～200r/min下搅拌1～2min；然后再加入铝熔体质量3～5％的玄武岩短切纤维，100～200r/min下搅拌2～3min，再在400～600r/min下搅拌3～5min，得到铝熔体混合物；

第四步，将发泡剂氢化钛加入到第三步得到的铝熔体混合物中，加入量为第三步得到的铝熔体混合物质量的0.5～1.5％，转速为900～1200r/min下搅拌20～40s，搅拌结束后保温1～2min；

第五步，冷却至泡沫铝凝固成形，最终得到泡沫铝吸声隔音复合材料。

所述的玄武岩纤维优选为直径9～18um，长度为5mm的商业玄武岩短切纤维。

所述的纯铝锭优选为纯度为质量百分比99.5％工业纯铝。

所述增粘剂是金属钙颗粒，粒度为1～3mm。

所述发泡剂氢化钛的目数为300±20目。

所述第五步中冷却方式为水冷、空冷或强制风冷。

上述一种泡沫铝吸声隔音复合材料的制备方法，所用的原料均通过商购获得，所用的设备是本技术领域公知的，所用的操作工艺是本技术领域的技术人员所掌握的。