一种气凝胶毡的生产方法及其生产的气凝胶毡技术

本发明专利技术公开一种气凝胶毡的生产方法及其生产的气凝胶毡。制备湿凝胶毡；采用分段复合收卷装置进行分段收卷，分段复合收卷装置包括两个圆盘、一个卷筒和一个套筒，套筒由沿轴向对半剖分的两个半套筒拼合而成；两个圆盘相对间隔设置，卷筒水平安装在两个圆盘之间，圆盘均匀密布若干个第一干燥孔，卷筒均匀密布若干个第二干燥孔，半套筒上均匀密布第三干燥孔；分段收卷的过程为：先将湿凝胶毡与柔性透水材料复合收卷在卷筒上，完成前段收卷；然后，将两个半套筒拼装在前段收卷卷毡的外围，此后将湿凝胶毡与柔性透水材料复合收卷在拼装后的套筒上，完成后段收卷；干燥，拆分套筒，即可。本发明专利技术解决了柔性透水材料在湿凝胶毡的纤维表面产生的压痕问题。产生的压痕问题。产生的压痕问题。

【技术实现步骤摘要】
一种气凝胶毡的生产方法及其生产的气凝胶毡


[0001]本专利技术属于气凝胶毡制备
，具体涉及一种气凝胶毡的生产方法及其生产的气凝胶毡。

技术介绍

[0002]SiO2气凝胶是一类受到广泛关注的隔热材料，是由高度交联的无机凝胶经特殊干燥过程制备的多孔材料，孔径在几纳米至几十纳米之间，具有很高的比表面积，这种特殊的结构使SiO2气凝胶材料具有极低的热导率，能够有效抑制热传导和热对流，被认为是隔热性能最好的固体材料。
[0003]基于二氧化硅气凝胶的脆性，颗粒、块体或者粉末的使用范围受到很大限制，因而需要将气凝胶与柔性纤维材料复合，改善气凝胶的机械性能，扩大其使用范围。目前的复合方式主要有以下两种：1、分批次生产，将纤维材料放于合适的容器内，往里倒入溶胶，溶胶渗入纤维材料间的孔隙，一定时间后凝胶完成。在凝胶完成后，通常要取出整卷材料进行放卷，将纤维复合凝胶与可透流体的柔性夹层再次收卷，这种可透流体的夹层间隔开纤维复合凝胶的层与层，目的是使凝胶老化的液体可以方便地流出，并且在后续干燥处理中，在半径方向上强化干燥介质与凝胶内溶剂的置换，在高度方向上，干燥介质可以顺利地流经整卷材料内部，两者均能缩短整个干燥时间，该方法可以在一定程度上满足生产需求。
[0004]2、半连续化生产，将卷状的纤维材料展开在设备上，在移动元件的带动下往一个方向运动，传送过程中展开的纤维结合溶胶，溶胶渗入纤维材料与纤维材料一起运动，在移动元件上凝胶后，在设备的另一头收卷起来。在凝胶完成后收卷时，需要将纤维复合凝胶与可透流体的柔性夹层复合收卷，这种可透流体的夹层间隔开纤维复合凝胶的层与层，目的同样是为了使凝胶老化的液体可以方便的流出。
[0005]上述生产过程中，将可透流体的柔性夹层与纤维材料一起收卷后进行生产，不可避免地会导致柔性夹层在纤维材料表面产生压痕，影响纤维增强气凝胶复合材料的产品质量。

技术实现思路

[0006]为了解决生产过程中柔性夹层对纤维材料表面产生的压痕问题，本专利技术的目的在于提供一种气凝胶毡的生产方法。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：一种气凝胶毡的生产方法，步骤如下：（1）、制备湿凝胶毡；（2）、将步骤（1）所得湿凝胶毡与柔性透水材料复合收卷在卷盘上；其中，所述复合收卷采用分段复合收卷装置进行分段收卷，分段复合收卷装置包括两个圆盘、一个卷筒和一个套筒，所述套筒由沿轴向对半剖分的两个半套筒拼合而成；两个圆盘相对间隔设置，卷
筒水平安装在两个圆盘之间，圆盘均匀密布有若干个第一干燥孔，卷筒均匀密布有若干个第二干燥孔，半套筒上均匀密布有第三干燥孔；分段收卷的过程为：先将步骤（1）所得湿凝胶毡与柔性透水材料复合收卷在卷筒上，直至所得卷毡的最外层卷对最内层卷的压强为3
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8 kPa时，完成前段收卷，获得前段收卷卷毡；然后，将两个半套筒拼装在前段收卷卷毡的外围使之形成一个完整的套筒，套筒的内壁与前段收卷卷毡之间预留有间隙（1
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3cm），两个半套筒的两端分别固定在两个圆盘上，此后将湿凝胶毡与柔性透水材料复合收卷在拼装后的套筒上，完成后段收卷，获得后段收卷卷毡；（3）、对步骤（2）中的分段复合收卷装置连同其上的前段收卷卷毡和后段收卷卷毡进行干燥，干燥后拆分套筒，取下后段收卷卷毡和前段收卷卷毡并除去柔性透水材料，即为气凝胶毡。
[0008]本专利技术中，两个半套筒与两个圆盘的固定连接方式优选有两种，具体如下：连接方式一：半套筒的两端内壁分别固定连接一个半圆环状第一连接板，两个半圆环状第一连接板在两个半套筒拼合成一个完整的套筒的同时也拼合成一个完整的圆环状第一连接板，半圆环状第一连接板上均匀密布有若干个螺栓孔并且一个螺栓孔对应一个第一干燥孔，螺栓孔的孔径小于第一干燥孔的孔径，半圆环状第一连接板的内侧壁上固定有与螺栓孔一一对应的螺母，与螺栓孔对应的第一干燥孔内安装有定位圆板，定位圆板的中心开设有与螺栓孔大小一致的定位孔，定位孔以及螺栓孔内穿设有T型螺栓并且T型螺栓的头部位于圆盘外侧壁、尾部旋紧固定在螺母内。
[0009]较好地，定位圆板呈圆台状，并且定位圆板的小端朝向外侧安装在第一干燥孔内。
[0010]连接方式二：半套筒的两端内壁分别固定连接一个半圆环状第一连接板，两个圆盘的外侧壁上分别固定连接一个圆环状第二连接板，两个半圆环状第一连接板在两个半套筒拼合成一个完整的套筒的同时也拼合成一个完整的圆环状第一连接板并且该圆环状第一连接板的大小以及位置与圆环状第二连接板正对应，半圆环状第一连接板和第二连接板上分别均匀密布有若干个一一对应的一对螺栓孔并且每对螺栓孔对应一个第一干燥孔，螺栓孔的孔径小于第一干燥孔的孔径，半圆环状第一连接板的内侧壁上固定有与螺栓孔一一对应的螺母，半圆环状第一连接板以及第二连接板上的每对螺栓孔内穿设有T型螺栓并且T型螺栓的头部位于圆盘外侧壁、尾部旋紧固定在螺母内。
[0011]本专利技术通过上述两种连接方式可快速将套筒安装固定在圆盘上，且能够在生产完成后快速拆卸套筒，便于工作人员安装拆卸。
[0012]较好地，所述两个半套筒拼合而成套筒时两个半套筒之间在轴向上设置有能够用于湿凝胶毡（湿凝胶毡的厚度为0.1
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10mm）穿出的缝隙。由于制备湿凝胶毡时所使用的纤维毡通常为20
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100m连续性的纤维毡，不同厚度规格的纤维毡长度不同，在两个半套筒之间在轴向上设置有能够用于湿凝胶毡穿过的缝隙，可避免在安装套筒时对连续的纤维毡在前段收卷未收卷完全而进行裁切。
[0013]较好地，步骤（3）中，干燥前对分段复合收卷装置连同其上的前段收卷卷毡和后段收卷卷毡进行老化处理。所述老化处理指通过将待老化处理的材料在30~70℃下保持1~10h来进行。老化步骤可以使更多的Si
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O
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Si键合，形成的湿凝胶的凝胶网络结构更加稳定的形成，促进后续干燥工艺中孔结构的保持，从而改善气凝胶毡的机械稳定性。将凝胶化的湿凝胶毡在适当的温度范围内进行老化以减少凝胶微孔结构、增强最佳孔结构，增加凝胶的渗
透性和力学性能。当老化温度低于30℃时，老化时间会变长，当老化温度高于70℃时，温度超过乙醇的沸点，会蒸发导致溶剂损失。
[0014]较好地，步骤（3）中，干燥前，用疏水化改性液对分段复合收卷装置连同其上的前段收卷卷毡和后段收卷卷毡进行表面疏水化处理。当干燥前同时存在老化处理和表面疏水化处理时，先老化处理再表面疏水化处理。所述疏水化改性液是由疏水化试剂与乙醇按照摩尔比1∶（2~5）混合而成的改性液，所述疏水化试剂为有机硅烷化合物，有机硅烷化合物包括三甲基氯硅烷、六甲基二硅氮烷、甲基三甲氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷等。所述用疏水化改性液进行的表面疏水化处理是指将待疏水化处理的材料浸渍于疏水化改性液中进行改性，改性后进行1~2次洗涤，洗涤是为了除去改性反应过程中未反应的物质及副产物等杂质。
[0015]较好地，步骤（3）中，在干燥之本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气凝胶毡的生产方法，其特征在于，步骤如下：（1）、制备湿凝胶毡；（2）、将步骤（1）所得湿凝胶毡与柔性透水材料复合收卷在卷盘上；其中，所述复合收卷采用分段复合收卷装置进行分段收卷，分段复合收卷装置包括两个圆盘、一个卷筒和一个套筒，所述套筒由沿轴向对半剖分的两个半套筒拼合而成；两个圆盘相对间隔设置，卷筒水平安装在两个圆盘之间，圆盘均匀密布有若干个第一干燥孔，卷筒均匀密布有若干个第二干燥孔，半套筒上均匀密布有第三干燥孔；分段收卷的过程为：先将步骤（1）所得湿凝胶毡与柔性透水材料复合收卷在卷筒上，直至所得卷毡的最外层卷对最内层卷的压强为3
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8 kPa时，完成前段收卷，获得前段收卷卷毡；然后，将两个半套筒拼装在前段收卷卷毡的外围使之形成一个完整的套筒，套筒的内壁与前段收卷卷毡之间预留有间隙，两个半套筒的两端分别固定在两个圆盘上，此后将湿凝胶毡与柔性透水材料复合收卷在拼装后的套筒上，完成后段收卷，获得后段收卷卷毡；（3）、对步骤（2）中的分段复合收卷装置连同其上的前段收卷卷毡和后段收卷卷毡进行干燥，拆分套筒取下后段收卷卷毡和前段收卷卷毡并除去柔性透水材料，即为气凝胶毡。2.如权利要求1所述的气凝胶毡的生产方法，其特征在于，两个半套筒与两个圆盘的固定连接方式为：半套筒的两端内壁分别固定连接一个半圆环状第一连接板，两个半圆环状第一连接板在两个半套筒拼合成一个完整的套筒的同时也拼合成一个完整的圆环状第一连接板，半圆环状第一连接板上均匀密布有若干个螺栓孔并且一个螺栓孔对应一个第一干燥孔，螺栓孔的孔径小于第一干燥孔的孔径，半圆环状第一连接板的内侧壁上固定有与螺栓孔一一对应的螺母，与螺栓孔对应的第一干燥孔内安装有定位圆板，定位圆板的中心开设有与螺栓孔大小一致的定位孔，定位孔以及螺栓孔内穿设有T型螺栓并且T型螺栓的头部位于圆盘外侧壁、尾部旋紧固定在螺母内。3.如权利要求2所述的气凝胶毡的生产方法，其特征在于：定位圆板呈圆台状，并且定位圆板的小端朝向外侧安装在第一干燥孔内。4.如权利要求1所述的气凝胶毡的生产...

【专利技术属性】
技术研发人员：张东生，潘广镇，张继承，石英飞，刘毫毫，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：