一种湿法纤维片材增强气凝胶的覆膜产品及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种湿法纤维片材增强气凝胶的覆膜产品及其制备方法。湿法纤维片材增强气凝胶的覆膜产品的制备方法包括以下步骤：步骤一：将湿法纤维片材浸渍溶胶，经凝胶后得到凝胶片材；步骤二：将四周尺寸大于凝胶片材的覆膜材料分别放置在凝胶片材的上下面，将覆膜后的凝胶片材放置在框体中，并进行超临界干燥处理，得到气凝胶

【技术实现步骤摘要】
一种湿法纤维片材增强气凝胶的覆膜产品及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种湿法纤维片材增强气凝胶的覆膜产品及其制备方法。

技术介绍

[0002]气凝胶是指将凝胶结构中的液体被气体取代后，没有坍塌的固体结构，二氧化硅气凝胶是一种纳米量级颗粒相互聚合形成的连续三维网络结构，因其具有特殊的纳米级微孔和骨架结构而使其热导率效率、对流传热效率和辐射传热效率都得到了有效的限制，所以气凝胶具有非常低的导热系数，是目前世界上导热系数最低的固体材料。但由于纯气凝胶力学性能不好，而且很脆，因此通常采用纤维材料浸渍溶胶制备气凝胶复合材料，以增强气凝胶的力学性能。
[0003]目前，在使用湿法纤维材料作为气凝胶的增强材料时，由于湿法纤维材料的制备过程中需要使用有机胶黏剂，在气凝胶复合材料进行疏水、干燥工艺过程中会出现“出胶现象”，导致气凝胶复合性能下降；另一方面，从湿法纤维材料上溢出的“胶”会粘贴在干燥设备及工装中，每制备一批产品就需要清理一次，否则会影响下一批凝胶材料干燥时的质量。此外，由于其自身的原因，SiO2气凝胶毡在运输、施工和使用过程中普遍存在毡体脱落气凝胶粉的情况，掉粉情况不仅给施工带来了不便，给施工人员健康带来了威胁，同时也会降低气凝胶毡本身的性能。

技术实现思路

[0004]鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种湿法纤维片材增强气凝胶的覆膜产品及其制备方法，以解决现有技术中采用湿法纤维材料对气凝胶进行增强的过程中，湿法纤维片材内部的有机胶黏剂容易溢出而粘贴在工装设备上，影响下一批待干燥气凝胶材料的质量的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的湿法纤维片材增强气凝胶的覆膜产品的技术方案是：一种湿法纤维片材增强气凝胶的覆膜产品，包括气凝胶
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湿法纤维片材以及设置于气凝胶
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湿法纤维片材上下面的覆膜材料，湿法纤维片材中包含有机胶黏剂；所述气凝胶
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湿法纤维片材与所述覆膜材料之间通过湿法纤维片材在超临界干燥过程中溢出的有机胶黏剂固定，覆膜材料四周预留超出气凝胶
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湿法纤维片材的边沿并通过热压塑封。
[0006]优选的，所述有机胶黏剂包括酚醛树脂胶黏剂、环氧树脂胶黏剂、脲醛树脂胶黏剂、聚丙烯酸树脂胶黏剂、三聚氰胺
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甲醛胶黏剂、聚氨酯胶黏剂中的一种以上。
[0007]本专利技术的湿法纤维片材增强气凝胶的覆膜产品的制备方法所采用的技术方案是：湿法纤维片材增强气凝胶的覆膜产品的制备方法，包括以下步骤：步骤一：将湿法纤维片材浸渍溶胶处理，经凝胶后得到凝胶片材；步骤二：将覆膜材料分别设置在凝胶片材的上、下面，覆膜后的凝胶片材放置在具有夹持作用的框体中进行超临界干燥处理，得到气凝胶
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湿法纤维片材，覆膜材料的四周尺寸均大于凝胶片材的四周尺寸；
步骤三：将步骤二得到的气凝胶
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湿法纤维片材进行热压处理，得到气凝胶覆膜产品。
[0008]优选的，步骤一中，溶胶采用二氧化硅溶胶、铝溶胶或者硅铝复合溶胶中的一种。
[0009]进一步的，二氧化硅溶胶的配置步骤包括：取硅源、乙醇和水混合均匀，然后加入催化剂搅拌均匀，得到二氧化硅溶胶；其中，以摩尔比计，按照硅源∶乙醇∶水=1∶（2~60）∶（0.05~30）混合得到；所述硅源为正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、正硅酸丁酯、正硅酸异丙酯、烷基烷氧基硅烷中的一种或多种；所述烷基烷氧基硅烷包括甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种；所述催化剂包括碱性催化剂，所述碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、氟化铵、碳酸氢铵、碳酸钠、碳酸氢钠、乙醇胺、二乙醇胺、甲胺、二甲胺、乙胺、二乙胺、丙胺、二丙胺、异丙醇胺、苯胺、邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺中的一种或两种的组合；铝溶胶的配置步骤包括：将铝源、螯合剂、铝溶胶用溶剂、水和铝溶胶用催化剂配制得到铝溶胶，所述铝源、螯合剂、铝溶胶用溶剂、水和铝溶胶用催化剂的摩尔比为1：（0.001~0.06）：（4~32）：（0.6~4）：（0.0001~1)；所述铝源为异丙醇铝、仲丁醇铝、硝酸铝中的一种或两种以上的组合；所述螯合剂为乙酰丙酮、乙酰乙酸乙酯中的一种；所述铝溶胶用溶剂选自乙醇、异丙醇和正丁醇组成的组中的一种或两种以上的组合；所述铝溶胶用催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、氟化铵组成的组中的一种或两种以上的组合；硅铝复合溶胶的配置为将二氧化硅溶胶和铝溶胶混合均匀制备得到或将硅铝复合溶胶所用前驱体溶液直接混合均匀制备得到。
[0010]优选的，步骤二中，所述框体上设有多个可供超临界流体通过的孔隙，框体上的孔隙可设置于框体的框架和/或框架之间的框壁上。
[0011]优选的，将多层凝胶片材进行叠加放置在框体中，叠加过程，每层凝胶片材的上下面均设有一层覆膜材料。
[0012]优选的，所述湿法纤维片材为硅酸铝纤维片材、玻璃纤维片材、玄武岩纤维片材、莫来石纤维片材、石英纤维片材和氧化铝纤维片材中的一种。
[0013]优选的，所用覆膜材料为PI膜、PET膜、PVC膜、PTFE膜、TPU膜、PC膜、PE膜、PS膜、PP膜膜中的一种。
[0014]优选的，所述超临界干燥的温度为40~55℃，压力为7~20MPa。
[0015]优选的，所述热压处理的温度为80℃~300℃、热压处理的时间为20s ~100s、压力为1 kg/cm
2 ~100 kg/cm2。
[0016]本专利技术的有益效果是：1、本专利技术在制备覆膜产品的过程中，在凝胶片材的上下面覆盖尺寸大于凝胶片材的覆膜材料，由于在超临界干燥的过程中湿法纤维片材中的有机胶黏剂溢出湿法纤维片材，覆膜材料尺寸比凝胶片材大，此时，覆膜材料对溢出的有机胶黏剂形成阻挡作用，避免溢出的有机胶黏剂对产品及工装设备造成污染，减少清理工装设备的耗时及人工，提高生产效率；溢出的有机胶黏剂可以防止气凝胶
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湿法纤维片材与覆膜材料之间在物料转运及热压塑封过程中发生错位。
[0017]2、在超临界干燥的过程中，可将多组覆膜的凝胶片材上下叠放进行，此时任意相
邻的两块凝胶片材之间均设置有覆膜材料，该覆膜材料在多块凝胶片材之间形成分隔层，以避免出现凝胶片材之间太贴合而造成的干燥效果不好的情况。另外，在框体的框架及框壁上开设孔隙，有利于超临界干燥过程中，超临界流体的流动，缩短干燥时间。
[0018]3、由于覆膜材料的尺寸大于凝胶片材的尺寸，在超临界干燥之后进行热压处理后，覆膜材料在凝胶片材的表面形成封装层，通过覆膜材料将湿法纤维毡在超临界干燥过程中溢出的有机胶黏剂塑封在产品之内，避免溢出的有机胶黏剂对相邻气凝胶纤维产品的相互粘接，提高产品品控；在超临界干燥的过程中，通过湿法纤维本身的有机胶黏剂将凝胶片材和覆膜材料结合在一起，在超临界干燥的过程中对凝胶片材和覆膜材料实现一定的定位作用；若采用先制备气凝胶
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种湿法纤维片材增强气凝胶的覆膜产品，其特征在于：所述覆膜产品包括气凝胶
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湿法纤维片材以及设置于气凝胶
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湿法纤维片材上下面的覆膜材料，湿法纤维片材中包含有机胶黏剂；所述气凝胶
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湿法纤维片材与所述覆膜材料之间通过湿法纤维片材在超临界干燥过程中溢出的有机胶黏剂固定，覆膜材料四周预留超出气凝胶
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湿法纤维片材的边沿并通过热压塑封。2.根据权利要求1所述的一种湿法纤维片材增强气凝胶的覆膜产品，其特征在于：所述有机胶黏剂包括酚醛树脂胶黏剂、环氧树脂胶黏剂、脲醛树脂胶黏剂、聚丙烯酸树脂胶黏剂、三聚氰胺
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甲醛胶黏剂、聚氨酯胶黏剂中的一种以上。3.根据权利要求1所述的湿法纤维片材增强气凝胶的覆膜产品的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将湿法纤维片材浸渍溶胶，经凝胶后得到凝胶片材；步骤二：将覆膜材料分别设置在凝胶片材的上、下面，覆膜后的凝胶片材放置在具有夹持作用的框体中进行超临界干燥处理，得到气凝胶
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湿法纤维片材，覆膜材料的四周尺寸均大于凝胶片材的四周尺寸；步骤三：将步骤二得到的气凝胶
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湿法纤维片材进行热压处理，得到气凝胶覆膜产品。4.根据权利要求3所述的湿法纤维片材增强气凝...

【专利技术属性】
技术研发人员：张东生，张继承，刘喜宗，何凤霞，杨超，杜重辉，曹二伟，
申请(专利权)人：巩义市泛锐熠辉复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：