一种宽幅度无机纤维增强气凝胶卷材及其成型方法技术

本发明专利技术公开一种宽幅度无机纤维增强气凝胶卷材及其成型方法，属于气凝胶材料技术领域。本成型方法通过倒卷、装模、真空复合、压力复合、凝胶与干燥操作步骤，最终制成宽幅度无机纤维增强气凝胶卷材。本发明专利技术克服了无机纤维复合气凝胶易产生厚度不均、厚度难控制的成型技术难题，大幅宽无机纤维增强气凝胶卷毡厚度均一性大幅提升，能够保证理想的复合效果。能够保证理想的复合效果。能够保证理想的复合效果。

【技术实现步骤摘要】
一种宽幅度无机纤维增强气凝胶卷材及其成型方法


[0001]本专利技术涉及一种宽幅度无机纤维增强气凝胶卷材及其厚度均匀控制成型方法，属于气凝胶材料


技术介绍

[0002]气凝胶材料根据应用环境需求不同，有柔性气凝胶、刚性气凝胶材料，均具有良好隔热性能。柔性气凝胶存在成型尺寸厚度薄、厚度控制不均一、浸渍不充分等问题，尤其在宽幅度气凝胶卷材，此类问题尤为突出。无机纤维增强体本身，相比预氧丝纤维布、无纺布等有机体系，具有基体蓬松的特点，在复合制备中常常出现厚度难以精确控制等问题，无法同时解决纤维充分浸渍与厚度控制矛盾问题，即倒卷预紧力稍大，层间卷曲厚度控制较好，但浸渍导流困难；如预紧力稍小，浸渍导流通道满足，层间蓬松厚度控制不住。针对宽幅度无机纤维增强气凝胶卷材这一问题，提出了一种宽幅度无机纤维增强气凝胶卷材厚度均匀控制成型方法。

技术实现思路

[0003]为解决
技术介绍
存在不足问题，本专利技术提供了一种宽幅度无机纤维增强气凝胶卷材及其厚度均匀控制成型方法，该方法操作方便，是实现宽幅度无机纤维增强气凝胶卷材充分快速复合成型方法，而且无机纤维与胶液实现充分复合，无出现干斑、松散、不均一等未浸胶缺陷。该方法工艺适应性强，可满足不同幅宽、不同厚度、不同面密度、不同材质等多种规格无机纤维卷材实现复合气凝胶的复合工艺，具有低成本柔性工艺制造等特点。
[0004]一种宽幅度无机纤维增强气凝胶卷材的成型方法，包括如下步骤：
[0005](1)倒卷：将无机纤维卷毡与导流布通过倒卷装置进行两辊合成一卷操作，合成后的整卷外层使用捆扎环带进行固定，制成一个倒卷体；
[0006](2)装模：将所述倒卷体放置于一复合装置中，该复合装置包括位于顶部的抽真空阀接口和出胶阀接口、位于底部和侧壁的多个入胶阀接口；将一真空系统通过管道连接至该复合装置的抽真空阀接口上，并将一胶液注入装置的注胶管道连接至该复合装置的多个入胶阀接口上；
[0007](3)真空复合：开启所述真空系统，打开抽真空阀，进行抽真空操作，完成后关闭所述真空系统及抽真空阀门；配置好气凝胶溶胶胶液，并放入所述胶液注入装置中，逐一开启入胶阀阀门，胶液被吸入所述复合装置内并与所述倒卷体进行真空复合；
[0008](4)压力复合：向所述胶液注入装置注入压缩气体，调节注入气体压力，并调节所述复合装置的多个出胶阀的开度从0％逐步增加至100％，所述出胶阀接口流出胶液并收集至所述胶液注入装置，完成一个循环过程；当该循环过程达到循环时间后，完成复合；
[0009](5)凝胶与干燥：将完成复合后的料进行凝胶，再经过常规超临界干燥、倒卷分切操作，最终制成宽幅度无机纤维增强气凝胶卷材。
[0010]优选地，所述无机纤维卷毡为玻璃纤维毡、石英纤维毡、高硅氧纤维毡、氧化铝纤
维毡、莫来石纤维毡中的一种；所述无机纤维卷毡的幅宽为0.5～1.6m，厚度为1～10mm。
[0011]优选地，所述导流布为不锈钢金属网、聚乙烯纱网、聚丙烯纱网中的一种。
[0012]优选地，所述倒卷体的直径为0.5～1.2m。
[0013]优选地，所述复合装置的直径比所述倒卷体的直径大4～10cm。
[0014]优选地，所述真空系统的最小真空度小于等于
‑
95kPa；所述真空系统的抽率大于等于8L/s。
[0015]优选地，所述胶液注入装置为封闭式圆形罐体结构，配有含阀的加液口、注胶口、气体流入口和排压放空口。
[0016]优选地，所述胶液注入装置设计压力为1MPa，注入气体压力为0.1～0.8MPa。
[0017]优选地，所述气凝胶溶胶胶液为硅溶胶、铝溶胶、硅
‑
铝溶胶中的一种。
[0018]优选地，所述循环时间为5～30min。
[0019]优选地，所述凝胶的条件包括：凝胶温度为25～60℃，凝胶时间为12～72h。
[0020]优选地，所述超临界干燥为行业内通用工艺，不做要求。
[0021]一种宽幅度无机纤维增强气凝胶卷材，采用上述方法制备所得。
[0022]本专利技术与现有技术相比的有益效果：
[0023](1)本专利技术提出了宽幅度无机纤维增强气凝胶卷材厚度均匀控制成型方法，在步骤(1)和(2)中进行了纤维与导流网倒卷成一体，经过步骤(3)和(4)能够快速将胶液流入到倒卷复合体内部，由于真空复合仍不可避免地残留部分小气泡，或者气孔没有被胶液填充，因此通过压力注入形成循环流体，将内部气泡带出来，减少浸渍不充分、贫胶区域、浸渍不均匀等，克服了无机纤维复合气凝胶易产生厚度不均、厚度难控制的成型技术难题，大幅宽无机纤维增强气凝胶卷毡厚度均一性大幅提升，能够保证理想的复合效果。
[0024](2)本专利技术制备厚度均匀、宽幅度无机纤维增强气凝胶卷材，具有良好平整性，在对狭小空间利用、贴合性要求高等领域，可以作为电子设备、电池模块/组的优异隔热垫，既保证隔热性能，也保证绝佳装配性。
附图说明
[0025]图1是本专利技术的一种宽幅度无机纤维增强气凝胶卷材成型流程图。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
[0027]实施例1
[0028]本实施例提供一种宽幅度无机纤维增强气凝胶卷材厚度均匀控制成型方法，按照以下方法进行制备，
[0029](1)将幅宽1.2m、厚度3mm玻璃纤维卷毡与聚乙烯纱网通过倒卷装置进行两辊合成一卷操作，整卷外层使用捆扎环带进行固定，制成一个倒卷体。
[0030](2)将直径1.2m的倒卷体垂直放置于直径1.25m的复合装置，复合装置直径比倒卷体直径大5cm。真空系统用管道连接至复合装置顶部抽真空阀接口；胶液注入装置的注胶管道通过多通转接接口的分支管路连接至所述复合装置的底部、侧壁的多个入胶阀接口。
[0031](3)开启真空系统，打开抽真空阀，进行抽真空度达到
‑
95kPa，真空系统的抽率大于等于8L/s，完成后，关闭真空系统及阀门。配置好硅溶胶胶液，放入所述胶液注入装置，逐一开启入胶阀阀门，胶液被吸入复合装置内与倒卷体进行真空复合。
[0032](4)开始压力复合，胶液注入装置通入压缩气体，设定注入气体压力0.5MPa，调节复合装置顶部多个出胶阀开度，从0％逐步增加至100％，出胶阀流出胶液收集至胶液注入装置，循环时间控制在20min。
[0033](5)复合完成后在25℃环境凝胶24h，再经过常规超临界干燥、倒卷分切等操作，最终制成一种宽幅度无机纤维增强气凝胶卷材。
[0034]产品性能测试：通过以上方法制备出的宽幅度无机纤维增强气凝胶卷材，在30m区域内连续测量200点，满足厚度＝3mm
±
0.3mm的测试点占总测量点百分比≥93％，满足厚度＝3mm
±
0.4mm的测试点占总测量点百分比≥99％。
[0035]实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽幅度无机纤维增强气凝胶卷材的成型方法，包括如下步骤：(1)将无机纤维卷毡与导流布通过倒卷装置进行两辊合成一卷操作，合成后的整卷外层使用捆扎环带进行固定，制成一个倒卷体；(2)将所述倒卷体放置于一复合装置中，该复合装置包括位于顶部的抽真空阀接口和出胶阀接口、位于底部和侧壁的多个入胶阀接口；将一真空系统通过管道连接至该复合装置的抽真空阀接口上，并将一胶液注入装置的注胶管道连接至该复合装置的多个入胶阀接口上；(3)开启所述真空系统，打开抽真空阀，进行抽真空操作，完成后关闭所述真空系统及抽真空阀门；配置好气凝胶溶胶胶液，并放入所述胶液注入装置中，逐一开启入胶阀阀门，胶液被吸入所述复合装置内并与所述倒卷体进行真空复合；(4)向所述胶液注入装置注入压缩气体，调节注入气体压力，并调节所述复合装置的多个出胶阀的开度从0％逐步增加至100％，所述出胶阀接口流出胶液并收集至所述胶液注入装置，完成一个循环过程；当该循环过程达到循环时间后，完成复合；(5)将完成复合后的料进行凝胶，再经过常规超临界干燥、倒卷分切操作，最终制成宽幅度无机纤维增强气凝胶卷材。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无机纤维卷毡为玻璃纤维毡、石英纤维毡、高硅氧纤维毡、氧化铝纤维毡、莫来石纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：周玉贵，盛锦华，张凡，陈玉玲，李鑫，李文静，
申请(专利权)人：航天特种材料及工艺技术研究所，
类型：发明
国别省市：