本发明涉及工业新材料技术领域，特别涉及一种高层建筑阳台用铝型材及其制备方法。
背景技术：
铝是元素周期表中的第三周期主族元素，原子序数为13，原子量为26.9815。铝具有一系列比其他有色金属、钢铁、塑料和木材等更优良的特性，如密度小，仅为2.7g/cm3，约为铜或钢的1/3；良好的耐蚀性和耐候性；良好的塑性和加工性能；良好的导热性和导电性；良好的耐低温性能，对光热电波的反射率高、表面性能好；无磁性；基本无毒；有吸音性；耐酸性好；抗核辐射性能好；弹性系数小；良好的力学性能；优良的铸造性能和焊接性能；良好的抗撞击性。
由铝为主料制备的铝型材，现已广泛应用于各行各业，特别是建材行业，如用在吊顶上的框架、门窗框架、窗帘导轨等 ；它们均要求型材具有省材、牢固、安全、美观、实用的特点。
但现有技术中铝合金材料在化学成份、挤压成形工艺性、型材结构刚强度、耐腐蚀性能、表面涂装与化学、电化学氧化特性、型材表面色泽与装饰性等方面存在不足，已远远满足不了人们多元化的需要。特别是铝合金型材的结构力学性能、耐腐蚀性能必须提高，以满足抗风压冲击的结构刚强度要求、承受建筑层压与剪切力破坏要求、耐侯性、耐湿热及耐盐雾腐蚀的技术要求等。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于：提供了一种高层建筑阳台用铝型材及其制备方法。本发明铝型材具有优良的力学性能和机械性能。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种高层建筑阳台用铝型材，它包括以下重量百分比的原料：硅0.04wt%、纳米氧化锌0.5wt%、PAN基碳纤维1.6wt%、铁3wt%、锰0.3wt%、聚氟乙烯微泡1.1wt%、镧0.3wt%、锡0.05wt%、镍0.06wt%、锑0.05-0.09wt%、纳米氧化铈粉末0.01-0.05wt%、锆0.02-0.04wt%、铂0.02-0.04wt%、硅土凝胶3-5wt%、稀土2.1-3.1wt%、纳米铜粉胶体溶液8-12wt%、余量为铝和不可避免的杂质；
所述纳米铜粉胶体溶液的制备方法为：分别量取6.5%的硫酸铜溶液420ml和7.2%的硼氢化钾溶液480ml；在温度为35℃和7000KPS高速搅拌下，用喷雾器将硫酸铜溶液喷加到盛有硼氢化钾溶液的三颈烧瓶中；随时补加氢氧化钠，以保持反应液的pH值在14.2；喷加结束后，继续搅拌、反应约11min，反应结束后的褐红色产物为所述纳米铜粉胶体溶液。
作为本发明的进一步方案：它包括以下重量百分比的原料：硅0.04wt%、纳米氧化锌0.5wt%、PAN基碳纤维1.6wt%、铁3wt%、锰0.3wt%、聚氟乙烯微泡1.1wt%、镧0.3wt%、锡0.05wt%、镍0.06wt%、锑0.05wt%、纳米氧化铈粉末0.05wt%、锆0.02wt%、铂0.04wt%、硅土凝胶3wt%、稀土3.1wt%、纳米铜粉胶体溶液8wt%、余量为铝和不可避免的杂质。
作为本发明的进一步方案：它包括以下重量百分比的原料：硅0.04wt%、纳米氧化锌0.5wt%、PAN基碳纤维1.6wt%、铁3wt%、锰0.3wt%、聚氟乙烯微泡1.1wt%、镧0.3wt%、锡0.05wt%、镍0.06wt%、锑0.07wt%、纳米氧化铈粉末0.03wt%、锆0.03wt%、铂0.03wt%、硅土凝胶4wt%、稀土2.6wt%、纳米铜粉胶体溶液10wt%、余量为铝和不可避免的杂质。
作为本发明的进一步方案：它包括以下重量百分比的原料：硅0.04wt%、纳米氧化锌0.5wt%、PAN基碳纤维1.6wt%、铁3wt%、锰0.3wt%、聚氟乙烯微泡1.1wt%、镧0.3wt%、锡0.05wt%、镍0.06wt%、锑0.09wt%、纳米氧化铈粉末0.01wt%、锆0.04wt%、铂0.02wt%、硅土凝胶5wt%、稀土2.1wt%、纳米铜粉胶体溶液12wt%、余量为铝和不可避免的杂质。
本发明还提供一种高层建筑阳台用铝型材的制备方法，包括以下步骤：a、将组成铝型材除纳米氧化锌、PAN基碳纤维、聚氟乙烯微泡、纳米氧化铈粉末、硅土凝胶以及纳米铜粉胶体溶液之外的所有原料搅拌混合后加入到预烘烤炉中加热55min，温度为260℃，然后将其投入天然气炉熔化，其中温度为880℃，在逐渐熔化的过程中，分3次逐渐加入配置好的NaCl和KCl，待完全熔化后精置25min,得到合金液；
b、调整天然气炉温度，使合金液温度至925℃，充入N2-Cl2混合气体和纳米氧化锌、PAN基碳纤维，用石英棒不断搅拌，对铝合金熔液进行精炼处理22min，除去表面的浮渣，得到精炼液A；
c、向精炼液A充入氩气并降温至725℃，加入聚氟乙烯微泡、纳米氧化铈粉末，用石英棒不断搅拌处理32min，除去表面的浮渣，得到精炼液B；
d、将精炼液B转移至真空熔炼炉坩埚，迅速升温至1250℃，并向精炼液B中加入硅土凝胶，用石英棒不断搅拌，熔炼45min后抽真空至7.2×10-2Pa，降温降至840℃后，停止抽真空并向真空熔炼炉中充入氮气至3.5×104Pa，加入纳米铜粉胶体溶液搅拌40min后，静置1.2h后，得到精炼液C；
e、将精炼液C采用冷风机，以冷却速度为20℃/s，降温至580℃后,以熔体流速为0.35m/s、压力为60MPa，充型率75％，充型压铸到模具型腔中进行成型，得到压铸件；
f、将压铸件转移到退火炉中进行退火，其中：温度为200℃、时间为3h；
g、将上述经过退火处理的压铸件在液氮中浸渍5.2h,然后升温至1150℃保温2.6h,迅速降温至800℃保温2h,再用200℃回火1.3h,最后水冷至室温，得到铝型材初品；
h、将得到的铝型材初品进行冷轧、开卷、焊接、清洗以及烘干处理，得到所述高层建筑阳台用铝型材。
作为本发明的进一步方案：所述步骤a中加入NaCl和KCl的量分别为铝型材原料总量的0.8%、0.9%。
本发明有益的技术效果在于：本发明提供一种高层建筑阳台用铝型材及其制备方法，严格控制配方比例，控制反应条件，组分配制合理，制备方法科学，具有优异的硬度、抗机械损伤、耐高温、隔热、耐磨性、耐候、抗腐蚀、防尘等性能，具备优异的力学性能和机械性能，特别适用于高层建筑阳台使用的铝型材。
具体实施方式
以下将结合实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。
需要说明的是，为节省说明书撰写篇幅，避免不必要的重复和浪费，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1一种纳米铜粉胶体溶液的制备方法
一种纳米铜粉胶体溶液的制备方法，它包括以下步骤：分别量取6.5%的硫酸铜溶液420ml和7.2%的硼氢化钾溶液480ml；在温度为35℃和7000KPS高速搅拌下，用喷雾器将硫酸铜溶液喷加到盛有硼氢化钾溶液的三颈烧瓶中；随时补加氢氧化钠，以保持反应液的pH值在14.2；喷加结束后，继续搅拌、反应约11min，反应结束后的褐红色产物为所述纳米铜粉胶体溶液。
实施例2一种高层建筑阳台用铝型材及其制备方法
一种高层建筑阳台用铝型材，它包括以下重量百分比的原料：硅0.04wt%、纳米氧化锌0.5wt%、PAN基碳纤维1.6wt%、铁3wt%、锰0.3wt%、聚氟乙烯微泡1.1wt%、镧0.3wt%、锡0.05wt%、镍0.06wt%、锑0.05wt%、纳米氧化铈粉末0.05wt%、锆0.02wt%、铂0.04wt%、硅土凝胶3wt%、稀土3.1wt%、纳米铜粉胶体溶液8wt%、余量为铝和不可避免的杂质。
本发明的所述纳米铜粉胶体溶液同实施例1制备的纳米铜粉胶体溶液相同。
本发明还提供一种高层建筑阳台用铝型材的制备方法，包括以下步骤：a、将组成铝型材除纳米氧化锌、PAN基碳纤维、聚氟乙烯微泡、纳米氧化铈粉末、硅土凝胶以及纳米铜粉胶体溶液之外的所有原料搅拌混合后加入到预烘烤炉中加热55min，温度为260℃，然后将其投入天然气炉熔化，其中温度为880℃，在逐渐熔化的过程中，分3次逐渐加入配置好的NaCl和KCl，待完全熔化后精置25min,得到合金液；
b、调整天然气炉温度，使合金液温度至925℃，充入N2-Cl2混合气体和纳米氧化锌、PAN基碳纤维，用石英棒不断搅拌，对铝合金熔液进行精炼处理22min，除去表面的浮渣，得到精炼液A；
c、向精炼液A充入氩气并降温至725℃，加入聚氟乙烯微泡、纳米氧化铈粉末，用石英棒不断搅拌处理32min，除去表面的浮渣，得到精炼液B；
d、将精炼液B转移至真空熔炼炉坩埚，迅速升温至1250℃，并向精炼液B中加入硅土凝胶，用石英棒不断搅拌，熔炼45min后抽真空至7.2×10-2Pa，降温降至840℃后，停止抽真空并向真空熔炼炉中充入氮气至3.5×104Pa，加入纳米铜粉胶体溶液搅拌40min后，静置1.2h后，得到精炼液C；
e、将精炼液C采用冷风机，以冷却速度为20℃/s，降温至580℃后,以熔体流速为0.35m/s、压力为60MPa，充型率75％，充型压铸到模具型腔中进行成型，得到压铸件；
f、将压铸件转移到退火炉中进行退火，其中：温度为200℃、时间为3h；
g、将上述经过退火处理的压铸件在液氮中浸渍5.2h,然后升温至1150℃保温2.6h,迅速降温至800℃保温2h,再用200℃回火1.3h,最后水冷至室温，得到铝型材初品；
h、将得到的铝型材初品进行冷轧、开卷、焊接、清洗以及烘干处理，得到所述高层建筑阳台用铝型材。
作为本发明的进一步方案：所述步骤a中加入NaCl和KCl的量分别为铝型材原料总量的0.8%、0.9%。
实施例3一种高层建筑阳台用铝型材及其制备方法
一种高层建筑阳台用铝型材，它包括以下重量百分比的原料：硅0.04wt%、纳米氧化锌0.5wt%、PAN基碳纤维1.6wt%、铁3wt%、锰0.3wt%、聚氟乙烯微泡1.1wt%、镧0.3wt%、锡0.05wt%、镍0.06wt%、锑0.07wt%、纳米氧化铈粉末0.03wt%、锆0.03wt%、铂0.03wt%、硅土凝胶4wt%、稀土2.6wt%、纳米铜粉胶体溶液10wt%、余量为铝和不可避免的杂质。
本发明的其他步骤同实施例2相同。
实施例4一种高层建筑阳台用铝型材及其制备方法
一种高层建筑阳台用铝型材，它包括以下重量百分比的原料：硅0.04wt%、纳米氧化锌0.5wt%、PAN基碳纤维1.6wt%、铁3wt%、锰0.3wt%、聚氟乙烯微泡1.1wt%、镧0.3wt%、锡0.05wt%、镍0.06wt%、锑0.09wt%、纳米氧化铈粉末0.01wt%、锆0.04wt%、铂0.02wt%、硅土凝胶5wt%、稀土2.1wt%、纳米铜粉胶体溶液12wt%、余量为铝和不可避免的杂质。
本发明的其他步骤同实施例2相同。
对比例1
市场上销售的用于高层建筑阳台的铝型材。
对实施例2-4、对比例1制备的铝型材进行性能测试，检测结果如下。
表1为实施例2-4、对比例1制备的铝型材性能测试结果
从表1可看出，本发明实施例2-4制备的铝型材光泽度高，具有优异的隔热性能和耐冲击性、耐磨性、耐候性能，明显高于市场上销售的用于高层建筑阳台的铝型材。
所有上述的首要实施这一知识产权，并没有设定限制其他形式的实施这种新产品和/或新方法。本领域技术人员将利用这一重要信息，上述内容修改，以实现类似的执行情况。但是，所有修改或改造基于本发明新产品属于保留的权利。