[发明专利]一种气凝胶隔热材料生产中可控式纤维和溶胶自动喷注复合成型的方法及装置

权利要求书

1.一种气凝胶隔热材料生产中可控式纤维和溶胶自动喷注复合成型的方法，其特征在于，包括：

将硅前驱体、醇溶剂和水混合，在催化剂一作用下于溶胶制备装置（1）中搅拌，再加入催化剂二反应制得硅溶胶，将纤维毡（4）安装于自动收放卷传输装置（2）上；

所述硅溶胶通过自动复合装置（3）均匀喷注入纤维毡（4）的孔隙中，得到纤维/硅溶胶复合材料；

所述纤维/硅溶胶复合材料保持一段时间后形成凝胶体，干燥后得到纤维/二氧化硅气凝胶隔热材料;

所述硅前驱体为正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、甲基三甲氧硅烷、甲基三乙氧硅烷、二甲基二甲氧硅烷、二甲基二乙氧硅烷、三甲基甲氧硅烷和三甲基乙氧硅烷中的任意一种或多种混合，所述醇溶剂为甲醇、乙醇和异丙醇中的一种或多种混合;所述硅前驱体、醇溶剂和水的质量比为1：0.8～15：0.25～0.6，所述催化剂一为盐酸、硝酸、醋酸和草酸中任意一种，所述催化剂二为氨水,所述自动收放卷传输装置（2）的收卷速度为0.01～5m/min;

所述硅溶胶的注胶量为纤维毡孔隙中饱和含胶量的50%～100%，所述自动复合装置（3）的硅溶胶喷注方式包括单面喷注和双面喷注，纤维毡（4）厚度小于12mm时采用单面喷注，纤维毡（4）厚度为8～25mm则采用双面喷注；

所述自动复合装置设置于纤维毡上方，自动复合装置的喷注机构包括一个或多个喷头，所述喷头喷出的液面呈扇形,扇形喷射角为10°～80°；喷射压力为0.1～0.6MPa；喷头距纤维毡表面距离为10～100mm。

2.根据权利要求1所述的一种气凝胶隔热材料生产中可控式纤维和溶胶自动喷注复合成型的方法，其特征在于，所述纤维毡（4）为无碱纤维、硅酸铝纤维、玄武岩纤维、莫来石纤维、石英纤维、高硅纤维、高硅氧纤维和氧化铝纤维中的一种或多种混合纤维，纤维毡（4）幅宽为200～2500mm。

3.根据权利要求1所述的一种气凝胶隔热材料生产中可控式纤维和溶胶自动喷注复合成型的方法，其特征在于，所述纤维/硅溶胶复合材料的干燥工艺采用常压干燥、醇类超临界干燥和二氧化碳超临界干燥中的任意一种。

4.一种用于权利要求1-3中任一项所述方法的可控式纤维和溶胶自动喷注复合成型装置，其特征在于，包括溶胶制备装置（1）、自动收放卷传输装置（2）和自动复合装置（3），所述溶胶制备装置（1）用于制备和储存硅溶胶，自动收放卷传输装置（2）用于安装和传送纤维毡（4），所述自动复合装置（3）包括自动供胶系统（31）和喷注机构（32），自动供胶系统（31）分别与溶胶制备装置（1）和喷注机构（32）相连，喷注机构（32）上设有喷头（33），所述自动收放卷传输装置（2）上的纤维毡（4）穿过喷注机构（32），喷注机构（32）的喷头（33）设置在纤维毡（4）的一侧或两侧，溶胶制备装置（1）中的硅溶胶在自动供胶系统（31）驱动下从喷头（33）喷注在纤维毡（4）上，所述自动复合装置（3）设置于纤维毡（4）上方，自动复合装置（3）的喷注机构（32）包括一个或多个喷头（33），喷头（33）向下对准纤维毡（4）表面，所述自动收放卷传输装置（2）包括两根圆辊（21）和导向辊（22），所述导向辊（22）为两根且二者高度一致，两根导向辊（22）分别设置在喷头（33）下方两侧并使纤维毡（4）水平通过喷头（33）下方，所述喷注机构（32）包括两块竖直的空心板（34）和数个喷头（33），空心板（34）顶部与自动供胶系统（31）连通，数个喷头（33）水平连接在两块空心板（34）的内侧面，在单侧空心板（34）上开设有一个水平的条形孔（35），条形孔（35）宽度大于纤维毡（4）宽度，所述纤维毡（4）向上竖直穿过两块空心板（34）的喷头（33）间隙后从条形孔（35）水平穿出喷注机构（32）。

5.根据权利要求4所述的一种可控式纤维和溶胶自动喷注复合成型装置，其特征在于，所述纤维毡（4）安装在两根圆辊（21）上并通过圆辊（21）驱动和传送，导向辊（22）设置于两根圆辊（21）之间，所述圆辊（21）与导向辊（22）相互平行。