用于制造气凝胶片的设备和方法技术

本发明专利技术涉及一种气凝胶片的制造方法，所述方法包括：步骤(a)，制备硅溶胶和表面改性剂以制备二氧化硅前驱体；步骤(b)，制备胶凝催化剂；步骤(c)，将所述步骤(a)中制备的所述二氧化硅前驱体注入到毡的表面，以浸渍所述二氧化硅前驱体；以及步骤(d)，将所述步骤(b)中制备的所述胶凝催化剂注入到所述毡的浸渍有所述二氧化硅前驱体的表面，以使所述二氧化硅前驱体胶凝。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造气凝胶片的设备和方法相关申请的交叉引用本申请要求于2016年2月19日提交的韩国专利申请No.10-2016-0019830的优先权的权益，其全部内容通过引用并入此文。
本专利技术涉及一种用于制造气凝胶片的设备和方法，更具体地，涉及一种用于制造具有优异的绝热和耐久性以及均匀厚度的气凝胶片的设备和方法。
技术介绍
一般而言，气凝胶是一种目前已知的在固体中具有约90％至约99％的高孔隙率的高孔隙率材料。将二氧化硅前驱体溶液进行溶胶-凝胶聚合反应以制备凝胶，然后在超临界或大气条件下对所制备的凝胶进行干燥处理以获得气凝胶。也就是说，气凝胶具有充有空气的孔隙结构。由于其内部空间的90％至99％为空的独特的孔隙结构，这种气凝胶是轻质并且具有诸如绝热性和吸声性的物理性质。上述优点中的最大优点是具有30mW/m.k或更低的热导率的高绝热性，其明显低于诸如传统的聚苯乙烯泡沫塑料等的有机绝缘材料的36mW/m.k的热导率。
技术实现思路
技术问题根据现有技术的气凝胶片具有厚度不均匀且绝热性和耐久性差的问题。本专利技术是为了解决上述问题而进行的，本专利技术的目的是提供一种用于制造具有优异的绝热性和耐久性以及均匀厚度的气凝胶片的设备和方法。技术方案为实现上述目的，根据本专利技术的气凝胶片的制造方法包括：步骤(a)，制备硅溶胶和表面改性剂以制备二氧化硅前驱体；步骤(b)，制备胶凝催化剂；步骤(c)，将步骤(a)中制备的所述二氧化硅前驱体注入毡(blanket)的表面，以浸渍所述二氧化硅前驱体；步骤(d)，将步骤(b)中制备的所述胶凝催化剂注入到所述毡的浸渍有所述二氧化硅前驱体的表面，以使所述二氧化硅前驱体胶凝。在所述步骤(a)中，可以将正硅酸乙酯(TEOS)与乙醇混合以制备所述硅溶胶。所述正硅酸乙酯(TEOS)可以包括水解的TEOS。在所述步骤(a)中，所述表面改性剂可以包括六甲基二硅烷(HMDS)。在所述步骤(b)中，可以将乙醇与氨水(NH4OH)混合，以制备所述胶凝催化剂。所述步骤(c)和所述步骤(d)可以在所述传送带内进行，将所述毡从传送带的一侧传送到另一侧。所述传送带可以包括刮刀，所述刮刀包括调节注入到所述毡的表面的所述二氧化硅前驱体的厚度的第一刮刀以及调节注入到所述毡的表面的所述胶凝催化剂的厚度的第二刮刀。在所述步骤(d)中，可以将胶凝催化剂以0.035L/min至0.012L/min的速率注入到所述毡的表面，以使所述胶凝催化剂保持8分钟至12分钟的时间，从而使所述二氧化硅前驱体胶凝。在所述步骤(d)之后，所述方法可以进一步包括使胶凝有所述二氧化硅前驱体的所述毡老化的步骤(e)。在所述步骤(e)中，可以将胶凝有所述二氧化硅前驱体的所述毡在70℃的温度下老化50分钟。在所述步骤(e)之后，所述方法可以进一步包括干燥完成老化的所述毡的步骤(f)。所述步骤(f)可以包括：第一干燥步骤，在28℃的温度和70bar的压力的环境下以70L/min的速率注入二氧化碳10分钟，以干燥老化的所述毡；第二干燥步骤，在1小时20分钟内升温至50℃，以干燥所述毡；第三干燥步骤，在50℃的温度和150bar的压力下以0.7L/min的速率注入二氧化碳20分钟，以再次干燥所述毡；以及第四干燥步骤，在间断20分钟后以0.7L/min的速率注入二氧化碳20分钟，以干燥所述毡。在所述步骤(f)的所述第三干燥步骤中，可以在干燥所述毡的同时收集从所述毡产生的乙醇。所述步骤(f)可以进一步包括在所述第四干燥步骤之后将二氧化碳排出2小时的步骤。所述步骤(e)和所述步骤(f)可以在容纳所述毡的反应容器中进行。在所述步骤(f)中，超临界干燥可以在将所述毡容纳在所述反应容器中的状态下进行。一种用于执行所述气凝胶片的制造方法的设备包括：供应辊，围绕所述供应辊毡被卷绕为卷的形式；传送带，所述传送带将卷绕在所述供应辊上的所述毡从所述传送带的一侧传送到另一侧；二氧化硅前驱体供应构件，所述二氧化硅前驱体供应构件将二氧化硅前驱体注入设置在所述传送带上的所述毡的表面，以浸渍所述二氧化硅前驱体；催化剂供应构件，所述催化剂供应构件将胶凝催化剂注入设置在所述传送带上的所述毡的表面，以使所述二氧化硅前驱体胶凝；收集辊，所述收集辊将由所述传送带传送到所述另一侧的所述毡卷绕为卷的形式，以收集所述毡；以及反应容器，所述反应容器容纳由所述收集辊收集的卷状的所述毡，并且在所述反应容器中容纳的所述毡被老化并且在高温下干燥，其中所述二氧化硅前驱体包含硅溶胶和表面改性剂。有益效果本专利技术具有如下效果。第一：本专利技术可以利用所述气凝胶片的制造方法来制造具有优异的绝缘性和耐久性，特别是具有均匀厚度的气凝胶片。第二：在根据本专利技术的气凝胶片的制造方法中，可以将硅溶胶和表面改性剂混合，以制备硅溶胶前驱体，从而提高工作效率。第三：在根据本专利技术的气凝胶片的制造方法中，可以将正硅酸乙酯(TEOS)与乙醇混合，以得到高质量的硅溶胶。第四：在根据本专利技术的气凝胶片的制造方法中，可以使用水解的TEOS来获得高质量的硅溶胶。第五：在根据本专利技术的气凝胶片的制造方法中，可以将乙醇与氨水(NH4OH)混合，以得到高质量的胶凝催化剂。第六：在根据本专利技术的气凝胶片的制造方法中，可以利用传送带将毡从一侧传送到另一侧，来实现操作的连续性和过程的简化。第七：在根据本专利技术的气凝胶片的制造方法中，刮刀可以设置在传送带上，以均匀地调节硅溶胶或胶凝催化剂的厚度。第八：在根据本专利技术的气凝胶片的制造方法中，可以将胶凝有硅溶胶的毡进行老化和干燥，以得到高质量的气凝胶片。附图说明图1是示出根据本专利技术的用于制造气凝胶片的方法的流程图；图2是示出根据本专利技术的制造气凝胶片的设备的视图；图3是设置在根据本专利技术的用于制造气凝胶片的设备中的反应容器的视图。具体实施方式在下文中，将参照附图详细描述本专利技术的实施例，使得本专利技术的技术思想可以容易地由本专利技术所属领域的普通技术人员实施。然而，本专利技术可以以不同的形式来实施，并且不应该被解释为限于本文中阐述的实施例。在附图中，为了清楚起见，将省略对于描述本专利技术不必要的任何内容，并且在附图中相同的附图标记表示相同的元件。如图1所示，根据本专利技术的制造气凝胶片的方法包括：二氧化硅前驱体制备步骤(a)，制备二氧化硅前驱体；胶凝催化剂制备步骤(b)，制备胶凝催化剂；二氧化硅前驱体注入步骤(c)，将二氧化硅前驱体注入到毡表面，以浸渍二氧化硅前驱体；催化剂注入步骤(d)，将胶凝催化剂注入毡的浸渍有二氧化硅前驱体的表面，以使二氧化硅前驱体胶凝；毡老化步骤(e)，将胶凝有二氧化硅前驱体的毡老化；以及干燥步骤(f)，干燥老化的毡。在下文中，将更详细地描述根据本专利技术的气凝胶片的制造方法。(a)二氧化硅前驱体制备步骤二氧化硅前驱体制备步骤是获得二氧化硅前驱体的步骤。这里，将硅溶胶和表面改性剂混合以制备二氧化硅前驱体20。本专利技术可以具有这样的技术特征：将硅溶胶和表面改性剂混合以制备二氧化硅前驱体20，并且将制备的二氧化硅前驱体20浸渍到毡10中，以将硅溶胶浸渍到毡10的表面中并同时使毡10的表面改性，从而提高气凝胶片的工作效率和质量。这里，可以通过将正硅酸乙酯(TEOS)与乙醇混合来制备硅溶胶。即，在反应槽(未示出)中提供1.2kg的TEOS和2.7kg的乙醇来本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造气凝胶片的方法，所述方法包括：步骤(a)，制备硅溶胶和表面改性剂，以制备二氧化硅前驱体；步骤(b)，制备胶凝催化剂；步骤(c)，将所述步骤(a)中制备的所述二氧化硅前驱体注入到毡的表面，以浸渍所述二氧化硅前驱体；以及步骤(d)，将所述步骤(b)中制备的所述胶凝催化剂注入到所述毡的浸渍有所述二氧化硅前驱体的表面，以使所述二氧化硅前驱体胶凝。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.19 KR 10-2016-00198301.一种用于制造气凝胶片的方法，所述方法包括：步骤(a)，制备硅溶胶和表面改性剂，以制备二氧化硅前驱体；步骤(b)，制备胶凝催化剂；步骤(c)，将所述步骤(a)中制备的所述二氧化硅前驱体注入到毡的表面，以浸渍所述二氧化硅前驱体；以及步骤(d)，将所述步骤(b)中制备的所述胶凝催化剂注入到所述毡的浸渍有所述二氧化硅前驱体的表面，以使所述二氧化硅前驱体胶凝。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述步骤(a)中，将正硅酸乙酯(TEOS)和乙醇混合，以制备所述硅溶胶。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述正硅酸乙酯(TEOS)包括水解的正硅酸乙酯。4.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述步骤(a)中，所述表面改性剂包括六甲基二硅烷(HMDS)。5.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述步骤(b)中，将乙醇和氨水(NH4OH)混合以制备所述胶凝催化剂。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤(c)和所述步骤(d)在传送带内进行，将所述毡从传送带的一侧传送到另一侧。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述传送带包括刮刀，所述刮刀包括第一刮刀和第二刮刀，所述第一刮刀调节注入到所述毡的表面的所述二氧化硅前驱体的厚度，所述第二刮刀调节注入到所述毡的表面的所述胶凝催化剂的厚度。8.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述步骤(d)中，将所述胶凝催化剂以0.035L/min至0.012L/min的速率注入到所述毡的表面，以使所述胶凝催化剂保持8分钟至12分钟，从而使所述二氧化硅前驱体胶凝。9.根据权利要求1所述的方法，在所述步骤(d)之后，还包括使胶凝有所述二氧化硅前驱体的所述毡老化的步骤(e)。10.根据权利要求9所述的方法，其中，在所述步骤(e)中，将胶凝有所述二氧化硅前驱体的所述毡在70℃的温度下老化50分...

【专利技术属性】
技术研发人员：金礼训，李悌均，吴景实，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国,KR