[发明专利]制备二氧化硅气凝胶毡的装置、方法及二氧化硅气凝胶毡

说明书

本发明涉及制备二氧化硅气凝胶毡的装置、方法及二氧化硅气凝胶毡，包括浸胶槽，浸胶槽设置有压辊；集液槽设置在浸胶槽一侧，集液槽上方设置有绕辊组；疏水干燥箱设置在集液槽上方，疏水干燥箱设置有进毡口和出毡口，疏水干燥箱的内部设置有张紧机构和干燥组件；张紧机构包括张紧辊组，张紧辊组用于张紧位于进毡口与出毡口之间凝胶毡；干燥组件包括与进气管连通的喷气组件，喷气组件包括分气排和与分气排连通的多个热风刀，热风刀出气口对准张紧凝胶毡，喷气组件用于向纤维毡体喷射预热氮气和气相疏水化试剂；疏水干燥箱上预留供气体排出的排气孔；以实现对二氧化硅湿凝胶毡的疏水及干燥处理，保证形成的疏水二氧化硅气凝胶毡具有较高的质量。

技术领域

本发明属于气凝胶毡制备技术领域，尤其涉及制备二氧化硅气凝胶毡的装置、方法及二氧化硅气凝胶毡。

背景技术

气凝胶是一种分散介质为气体的凝胶材料，内部为高度交联的连续三维网络纳米中空结构，具有大的比表面积（500-1300m²/g）、低密度（30-150Kg/m³）、高孔隙率（85%-99%）、平均孔径小（2-50nm）、及比室温空气更低的热导率（0.01-0.02W/m·K）等特点。是目前公认热导率最低的固体材料。其中二氧化硅气凝胶及其毡体具有独特的物理化学特性，在航空航天、化工、节能建筑、隔热保温、催化剂载体、光学、声学等方面实现广泛研究和应用。

现有二氧化硅气凝胶毡的制备工艺技术，主要分为两个部分，即：凝胶的制备和凝胶干燥。通常采用硅源、溶剂、催化剂通过进行水解、凝胶、陈化、疏水化处理制备出待干燥的二氧化硅凝胶，然后再通过干燥凝胶得到气凝胶。目前常用的疏水化方法是在浸胶毡体凝胶反应完成后将其置于配置好的疏水化溶液中进行疏水化处理，再将处理后的凝胶毡取出进行干燥处理。此种方法虽然能够得到疏水化的二氧化硅气凝胶毡，但是在实际生产中涉及到多次溶剂置换，反应周期长，增加了生产成本，而且是靠自身溶渗对凝胶进行疏水化改性处理，导致凝胶的疏水化程度并不均匀，效率较低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种制备二氧化硅气凝胶毡的装置，在保证气凝胶毡结构性能良好的基础上进一步实现高效、低成本、均匀的疏水化处理；同时，本发明还提供了一种制备二氧化硅气凝胶毡的方法；本发明还提供了一种二氧化硅气凝胶毡。

为实现上述目的，本发明的一种制备二氧化硅气凝胶毡的装置所采用的技术方案是：

一种连续化常压制备疏水二氧化硅气凝胶毡的装置，包括：

浸胶槽：盛装有溶胶，浸胶槽中设置有压辊，用于将纤维毡体压入溶胶；

集液槽：设置在浸胶槽一侧，集液槽上方设置有绕辊组，浸胶后的纤维毡体在浸胶槽和疏水干燥箱之间凝胶形成凝胶毡，所述绕辊组为热辊；

疏水干燥箱：设置在集液槽上方，疏水干燥箱设置有进毡口和出毡口，疏水干燥箱的内部设置有张紧机构和干燥组件；

张紧机构包括张紧辊组，张紧辊组用于张紧位于进毡口与出毡口之间的凝胶毡；

干燥组件包括与进气管连通的喷气组件，喷气组件包括分气排和与分气排连通的多个热风刀，热风刀的出气口对准张紧的凝胶毡，喷气组件用于向凝胶毡喷射预热氮气和气相疏水化试剂；疏水干燥箱上预留供气体排出的排气孔。

有益效果：本发明的一种制备二氧化硅气凝胶毡的装置通过浸胶槽对纤维毡体进行浸胶得到湿纤维毡，湿纤维毡经过绕辊组，并在绕辊组缠绕过程中形成凝胶毡，同时从湿纤维毡滴落的溶胶收集在集液槽中，凝胶毡经过绕辊组后进入疏水干燥箱，疏水干燥箱中的张紧辊组对凝胶毡张紧，疏水干燥箱中的干燥组件对凝胶毡喷吹预热氮气和气相疏水化试剂，从而是凝胶毡形成干燥的疏水二氧化硅气凝胶毡，本发明的装置结构简单，并且凝胶毡在疏水干燥箱用带有热氮气的气相疏水试剂进行吹扫，对湿凝胶毡进行疏水化处理，同时还能将湿凝胶中的有机溶剂带出来，实现对二氧化硅湿凝胶毡的疏水及干燥处理，保证形成的疏水二氧化硅气凝胶毡具有较高的质量。