一種測(cè)試高溫發(fā)泡過(guò)程的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于泡沫材料制備方法技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種測(cè)試高溫發(fā)泡過(guò)程的方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在高溫下發(fā)泡制備泡沫材料是一種常見(jiàn)的多孔材料制備方法，特別適用于具有軟 化點(diǎn)的材料體系。在有機(jī)物領(lǐng)域，包括EVA泡沫、PE泡沫、PVC泡沫等；在金屬材料領(lǐng)域，包 括泡沫鋁、泡沫銅等；在陶瓷材料領(lǐng)域，包括泡沫玻璃等。在上述方法中，選擇合適的發(fā)泡溫 度和發(fā)泡時(shí)間、有效地控制發(fā)泡過(guò)程是獲得高質(zhì)量泡沫材料的重要手段，要達(dá)到這一目的， 測(cè)試材料體系的高溫發(fā)泡過(guò)程至關(guān)重要。除此之外，實(shí)際生產(chǎn)中若能在線測(cè)試產(chǎn)品的發(fā)泡 過(guò)程，則能夠更好地控制生產(chǎn)過(guò)程、優(yōu)化生產(chǎn)工藝。因此，開(kāi)發(fā)一種測(cè)試高溫發(fā)泡過(guò)程的方 法很有必要。
[0003] 對(duì)于液態(tài)下的常溫發(fā)泡過(guò)程，可以通過(guò)光學(xué)方法觀測(cè)和評(píng)價(jià)起泡性能、泡沫穩(wěn) 定性能，如法國(guó)泰克利斯泡沫掃描儀（Foamscan)。對(duì)于高溫下的發(fā)泡過(guò)程，發(fā)明專利 CN102230929A公開(kāi)了一種高溫高壓條件下測(cè)定表面活性劑發(fā)泡性能的裝置及方法，該方法 通過(guò)觀察窗結(jié)構(gòu)中的高度標(biāo)尺測(cè)量泡沫高度，但是對(duì)于具有軟化點(diǎn)的材料體系，因?yàn)槿垠w 粘度過(guò)高以及高溫環(huán)境的存在，利用上述方法難以實(shí)現(xiàn)測(cè)試發(fā)泡過(guò)程及評(píng)價(jià)泡沫性質(zhì)的目 的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明提供了一種測(cè)試高溫發(fā)泡過(guò)程的方法，包括觀察和測(cè) 量?jī)刹糠?。利用攝像裝置實(shí)現(xiàn)發(fā)泡過(guò)程的觀察與記錄；利用激光測(cè)距儀在線測(cè)量樣品高度， 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到樣品的轉(zhuǎn)變溫度、起始溫度、最優(yōu)工作溫度、終止溫度、極限溫度、工 作時(shí)間等參數(shù)。
[0005] 一種測(cè)試高溫發(fā)泡過(guò)程的方法，包括如下步驟：
[0006] 步驟一、將原料裝入透明模具，保證樣品上表面為水平面，測(cè)量樣品起始高度 h (單位為m)、激光測(cè)距儀與樣品之間的起始距離Htl (單位為m);
[0007] 步驟二、以一定的升溫速率自室溫加熱樣品，通過(guò)透明觀察窗在線觀察發(fā)泡過(guò)程 并采集圖像，在線測(cè)量激光測(cè)距儀與樣品之間的距離H 1 (單位為m)鞏達(dá)到最小值后，當(dāng)H i 開(kāi)始增大時(shí)，停止加熱并停止采集數(shù)據(jù)，隨后將樣品隨爐冷卻；
[0008] 步驟三、計(jì)算樣品膨脹率、樣品高度、樣品膨脹高度：
[0009]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種測(cè)試高溫發(fā)泡過(guò)程的方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟一、將原料裝入透明模具，保證樣品上表面為水平面，測(cè)量樣品起始高度h、激光測(cè) 距儀與樣品之間的起始距離Htl; 步驟二、以一定的升溫速率自室溫加熱樣品，通過(guò)透明觀察窗在線觀察發(fā)泡過(guò)程并采 集圖像，在線測(cè)量激光測(cè)距儀與樣品之間的距離H1;H i達(dá)到最小值后，當(dāng)H i開(kāi)始增大時(shí)，停 止加熱并停止采集數(shù)據(jù)，隨后將樣品隨爐冷卻； 步驟三、計(jì)算樣品膨脹率、樣品高度和樣品膨脹高度中的一種或多種： 膨脹率=100% X 高度=Htl-HJh,膨脹高度=Htl-H1; 步驟四、繪制膨脹率-溫度曲線、高度-溫度曲線和膨脹高度-溫度曲線中的一種或多 種，并進(jìn)行擬合； 步驟五、計(jì)算步驟四中曲線的一階導(dǎo)數(shù)，從而得到發(fā)泡體系的特征溫度點(diǎn)如下： a. 終止溫度：曲線最大值時(shí)的溫度； b. 極限溫度：曲線最大值過(guò)后，開(kāi)始減小時(shí)的溫度； c. 轉(zhuǎn)變溫度：一階導(dǎo)數(shù)開(kāi)始為負(fù)值時(shí)的溫度； d. 起始溫度：一階導(dǎo)數(shù)由負(fù)值變?yōu)?時(shí)的溫度； e. 最優(yōu)工作溫度：一階導(dǎo)數(shù)最大值時(shí)的溫度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)試高溫發(fā)泡過(guò)程的方法，其特征在于，將原料裝入透 明模具，保證樣品上表面水平，以一定的升溫速率自室溫加熱樣品至發(fā)泡溫度并保溫，在線 測(cè)量激光測(cè)距儀與樣品之間的距離H 1, H1不再變化時(shí)停止保溫并將樣品隨爐冷卻；開(kāi)始保 溫至氏不再變化的時(shí)間即為工作時(shí)間，由此測(cè)定不同升溫速率、不同溫度條件下的工作時(shí) 間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種測(cè)試高溫發(fā)泡過(guò)程的方法，其特征在于，所述高溫指 100 °C~1800 °C的溫度環(huán)境。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種測(cè)試高溫發(fā)泡過(guò)程的方法，其特征在于，所述原料為采 用玻璃粉、高嶺土、粘土、長(zhǎng)石、石英、煤矸石、粉煤灰、氧化鋁中的一種或多種粉體制備的空 心微珠。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種測(cè)試高溫發(fā)泡過(guò)程的方法，其特征在于，所述一定的升 溫速率為 1°C /min ~10°C /min。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種測(cè)試高溫發(fā)泡過(guò)程的方法，其特征在于，所使用的測(cè)試 裝置結(jié)構(gòu)如下： 在加熱爐中設(shè)置透明模具，加熱爐側(cè)壁上設(shè)置觀察窗，加熱爐頂部設(shè)置測(cè)試窗口；加熱 爐外部設(shè)置圖像采集裝置，圖像采集裝置能夠通過(guò)觀察窗觀察透明模具內(nèi)的發(fā)泡過(guò)程；加 熱爐上方設(shè)置激光測(cè)距儀，激光測(cè)距儀能夠通過(guò)測(cè)試窗口測(cè)量透明模具內(nèi)發(fā)泡樣品與激光 測(cè)距儀之間的距離。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種測(cè)試高溫發(fā)泡過(guò)程的方法，其特征在于，所述圖像采集 裝置上設(shè)置環(huán)形光源。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種測(cè)試高溫發(fā)泡過(guò)程的方法，其特征在于，所述激光測(cè)距 儀與設(shè)置在加熱爐外部的控制及數(shù)據(jù)采集裝置相連。
【專利摘要】本發(fā)明屬于泡沫材料制備方法技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種測(cè)試高溫發(fā)泡過(guò)程的方法。本發(fā)明方法分為觀察和測(cè)量?jī)刹糠郑豪脭z像裝置實(shí)現(xiàn)發(fā)泡過(guò)程的觀察與記錄；利用激光測(cè)距儀在線測(cè)量樣品高度，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到樣品的轉(zhuǎn)變溫度、起始溫度、最優(yōu)工作溫度、終止溫度、極限溫度、工作時(shí)間等參數(shù)。本發(fā)明既能在線觀察并記錄發(fā)泡過(guò)程，又能在線測(cè)量發(fā)泡過(guò)程相關(guān)數(shù)據(jù)，且非接觸式測(cè)量方法簡(jiǎn)便易行、安全高效，對(duì)高溫發(fā)泡體系具有普適性。
【IPC分類】G01N25-12
【公開(kāi)號(hào)】CN104634809
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510065287
【發(fā)明人】楊金龍, 渠亞男, 席小慶, 蘇振國(guó), 許杰, 吳甲民, 李興華
【申請(qǐng)人】清華大學(xué), 河北勇龍邦大新材料有限公司, 遠(yuǎn)建工業(yè)化住宅集成科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2015年2月6日