CN108708926A - 一种防撞减震的预应力材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防撞减震的预应力材料及其制备方法，该方法包括制备中空球体并制备凝固剂；所述中空球体为采用金属、橡胶、塑料中的任意一种材质制作而成；将所述中空球体与所述凝固剂混合均匀形成混合物质备用。本申请提供的材料，如果空心小球为在高压之下凝固成型时，小球内的气体压强大于外界的压强，使凝固后的球体内气压大于外部压强，则中空球体处于抗外压状态，产生向外的预应力效果;如果外部施加的压力比较低，凝固后的球体内气压小于外部压强，则中空球体处于抗拉伸状态，产生向内的预应力效果;以达到预应力的效果，同时其物质结构也会是最能抗压的一种结构。该材料弹性好，抗压能力大，防腐能力强，使用寿命长，自重轻材料省等。
Description
技术领域
本发明涉及新材料制备技术领域，特别是涉及一种防撞减震的预应力材料及其制备方法。
背景技术
板材产品外形扁平，宽厚比大，板材包括金属板材、水泥板材等。金属板材单位体积的表面积也很大 ，这种外形特点带来其使用上的特点：（1）表面积大，故包容覆盖能力强，在化工、容器、建筑、金属制品、金属结构等方面都得到广泛应用；（2）可任意剪裁、弯曲、冲压、焊接、制成各种制品构件，使用灵活方便，在汽车、航空、造船及拖拉机制造等部门占有极其重要的地位；（3）可弯曲、焊接成各类复杂断面的型钢、钢管、大型工字钢、槽钢等结构件，故称为“万能钢材”。水泥板材作为建筑上重要的材料被广泛采用。
现有的塑料泡沫、橡胶，有弹性自重轻但防腐性能较差，且防撞抗压能力也不好。现有金属(如铜、铅、铁等)和水泥混凝土，有较好的防腐性能和抗压能力，但弹性较差自重又太重，且纯金属价格太高。
发明内容
本发明提供了一种防撞减震的预应力材料及其制备方法。
本发明提供了如下方案：
一种防撞减震的预应力材料，所述材料由中空球体与凝固剂构成；所述中空球体内部气体压强与外部气体压强存在压强差。
优选的：所述中空球体内部为真空状态。
优选的：所述中空球体内部填充有空气、氮气、惰性气体中的任意一种。
一种防撞减震的预应力材料及其制备方法，包括：
制备中空球体并制备凝固剂；所述中空球体为采用金属、橡胶、塑料、陶瓷、玻璃中的任意一种材质制作而成；所述凝固剂为金属液体、橡胶液体、塑料液体、水泥砂浆中的任意一种；
将所述中空球体与所述凝固剂混合均匀形成混合物质备用；
将所述混合物质灌入成型模具内后，对所述成型模具施加一定的压力并保持一定时间；
待所述混合物凝固完成后将模具进行脱模处理，既得所述防撞减震的预应力材料。
优选的：所述中空球体的材质为金属，所述凝固剂为金属液体；所述中空球体的直径为0.4～0.6厘米，所述中空球体的壁厚为0.08～0.12厘米。
优选的：所述中空球体材质的熔点高于所述凝固剂材质熔点；所述中空球体为采用模板构造法制作而成。
优选的：所述模板构造法采用的模板为有机模板或无机模板。
优选的：所述有机为酚醛塑料微型球、聚苯乙烯微型球中的任意一种；所述无机模板包括中空陶瓷粉、中空玻璃微珠、Ni中空微球中的任意一种。
优选的：采用氢氧化镍作为模板制作中空球体的方法包括：将配好的NiSO4和NaON溶液在水浴中加热并搅拌生产Ni（OH）2胶体溶液；向所述胶体溶液中加入NaH2PO2溶液既得所述中空球体。
优选的：所述中空球体的材质为金属，所述凝固剂为水泥砂浆。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
通过本发明，可以实现一种防撞减震的预应力材料及其制备方法，在一种实现方式下，该方法可以包括制备中空球体并制备凝固剂；所述中空球体为采用金属、橡胶、塑料、陶瓷、玻璃中的任意一种材质制作而成；所述凝固剂为金属液体、橡胶液体、塑料液体、水泥中的任意一种；将所述中空球体与所述凝固剂混合均匀形成混合物质备用；将所述混合物质灌入成型模具内后，对所述成型模具施加一定的压力并保持一定时间；通过在凝固过程施加外部压力，调节这压力的大小，来达到中空球体内外压强差； 待所述混合物凝固完成后将模具进行脱模处理，既得所述防撞减震的预应力材料。本申请提供的材料，如果空心小球为在高压之下凝固成型时，小球内的气体压强大于外界的压强，使凝固后的球体内气压大于外部压强，则中空球体处于抗外压状态，产生向外的预应力效果;如果外部施加的压力比较低，凝固后的球体内气压小于外部压强，则中空球体处于抗拉伸状态，产生向内的预应力效果;以达到预应力的效果，同时其物质结构也会是最能抗压的一种结构。该材料弹性好，抗压能力大，防腐能力强，使用寿命长，自重轻材料省等。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
本发明实施例提供了一种防撞减震的预应力材料的制备方法，该方法包括制备中空球体并制备凝固剂；所述中空球体为采用金属、橡胶、塑料、陶瓷、玻璃中的任意一种材质制作而成；所述凝固剂为金属液体、橡胶液体、塑料液体、水泥砂浆中的任意一种；在实际制作时，所述中空球体的材质为金属，所述凝固剂为金属液体；所述中空球体的直径为0.4～0.6厘米，所述中空球体的壁厚为0.08～0.12厘米。所述中空球体材质的熔点高于所述凝固剂材质熔点；所述中空球体为采用模板构造法制作而成。所述中空球体为采用模板构造法制作而成。所述模板构造法采用的模板为有机模板或无机模板。所述有机为酚醛塑料微型球、聚苯乙烯微型球中的任意一种；所述无机模板包括中空陶瓷粉、中空玻璃微珠、Ni中空微球中的任意一种。采用氢氧化镍作为模板制作中空球体的方法包括：将配好的NiSO4和NaON溶液在水浴中加热并搅拌生产Ni（OH）2胶体溶液；向所述胶体溶液中加入NaH2PO2溶液既得所述中空金属球。以Ni（OH）2胶体作为模板，由于其具有负电性，其表面上吸附了一层Ni2+离子，是胶体表面具有与金属Ni相同的催化效应，再向胶体溶液中加入NaH2PO2溶液，当H2PO2 -离子扩散至胶体表面时，Ni2+离子与H2PO2 -离子的还原反应围绕胶体被催化，生成的Ni的胶体外最先形成一层Ni网，之后生成的Ni便沉积在Ni网上。随着Ni的不断沉积，中间的胶核不断消耗、溶解，最后消失。这种方法的优点是金属的沉积和模板的消失同时进行，相比传统的模板构造法，无需另外寻找模板，也无需在金属化后去除模板，反应周期短，成型性好，且可通过控制反应溶液浓度和反应溶液中的离子浓度比来控制所得产物的粒度大小和粒度分布。
将所述混合物质灌入成型模具内后，对所述成型模具施加一定的压力并保持一定时间；
待所述混合物凝固完成后将模具进行脱模处理，既得所述防撞减震的预应力材料。
在实际制作时，可以根据需要选择中空金属球与凝固剂的比例，比例不同，其性能会不同，具体比例视性能要求而定。
所述中空球体的材质为金属，所述凝固剂为水泥砂浆。通过在水泥中加入金属材质的中空球体，可以使得水泥板材的自重降低，同时又不会影响水泥板材的强度。所述中空球体内部为真空状态。所述中空球体内部填充有空气、氮气、惰性气体中的任意一种。
本申请实施例还可以提供一种防撞减震的预应力材料，所述材料由中空球体与凝固剂构成；所述中空球体内部气体压强与外部气体压强存在压强差。小球内的气体压强大于外界的压强，以达到预应力的效果；物质结构也会呈现最能抗压的一种结构。在高压下凝固，凝固后球体内的气压会大于外部气压，处于抗外压状态，产生向外的预应力效果;不在高压下凝固，凝固后球体内的气压小于外部气压，处于抗拉伸状态，产生向内的预应力效果; 产生的预应力向外还是向内，通过外部压力实现。同时还可以通过球体内填充不同物质以造善其材料性质。
本申请提供的材料，如果空心小球为在高压之下凝固成型时，小球内的气体压强大于外界的压强，使凝固后的球体内气压大于外部压强，则中空球体处于抗外压状态，产生向外的预应力效果;如果外部施加的压力比较低，凝固后的球体内气压小于外部压强，则中空球体处于抗拉伸状态，产生向内的预应力效果;以达到预应力的效果，同时其物质结构也会是最能抗压的一种结构。该材料弹性好，抗压能力大，防腐能力强，使用寿命长，自重轻材料省等。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (12)
1.一种防撞减震的预应力材料，其特征在于，所述材料由中空球体与凝固剂构成；所述中空球体内部气体压强与外部气体压强存在压强差。
2.根据权利要求1所述的防撞减震的预应力材料, 其特征在于: 中空球体内部气体压强大于外部气体压强。
3.根据权利要求1所述的防撞减震的预应力材料, 其特征在于: 中空球体内部气体压强小于外部气体压强。
4.根据权利要求1所述的防撞减震的预应力材料, 其特征在于: 中空球体内部为真空状态。
5.根据权利要求1所述的防撞减震的预应力材料, 其特征在于: 中空球体内部填充有空气、氮气、惰性气体中的任意一种。
6.一种防撞减震的预应力材料的制备方法，其特征在于，包括：
制备中空球体并制备凝固剂；所述中空球体为采用金属、橡胶、塑料、陶瓷、玻璃中的任意一种材质制作而成；所述凝固剂为金属液体、橡胶液体、塑料液体、水泥砂浆中的任意一种；
将所述中空球体与所述凝固剂混合均匀形成混合物质备用；
将所述混合物质灌入成型模具内后，对所述成型模具施加一定的压力并保持一定时间；
待所述混合物凝固完成后将模具进行脱模处理，既得所述防撞减震的预应力材料。
7.根据权利要求6所述的防撞减震的预应力材料的制备方法，其特征在于，所述中空球体的材质为金属，所述凝固剂为金属液体；所述中空球体的直径为0.4～0.6厘米，所述中空球体的壁厚为0.08～0.12厘米。
8.根据权利要求7所述的防撞减震的预应力材料的制备方法，其特征在于，所述中空球体材质的熔点高于所述凝固剂材质熔点；所述中空球体为采用模板构造法制作而成。
9.根据权利要求8所述的防撞减震的预应力材料的制备方法，其特征在于，所述模板构造法采用的模板为有机模板或无机模板。
10.根据权利要求9所述的防撞减震的预应力材料的制备方法，其特征在于，所述有机为酚醛塑料微型球、聚苯乙烯微型球中的任意一种；所述无机模板包括中空陶瓷粉、中空玻璃微珠、Ni中空微球中的任意一种。
11.根据权利要求10所述的防撞减震的预应力材料的制备方法，其特征在于，采用氢氧化镍作为模板制作中空球体的方法包括：将配好的NiSO4和NaON溶液在水浴中加热并搅拌生产Ni（OH）2胶体溶液；向所述胶体溶液中加入NaH2PO2溶液既得所述中空球体。
12.根据权利要求6所述的防撞减震的预应力材料的制备方法，其特征在于，所述中空球体的材质为金属，所述凝固剂为水泥砂浆。
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