[发明专利]一种立式卷绕制备气凝胶毡的装置及方法

说明书

本发明提出一种立式卷绕制备气凝胶毡的装置及方法，涉及气凝胶制备技术领域，该装置包括立式注胶机构，立式注胶机构包括支撑座、卷筒和注胶针，卷筒沿竖向与支撑座转动连接，卷筒周向开设有限位通孔，注胶针穿设于限位通孔内且针头位于卷筒外，注胶针内部中空并连通胶液供给管道。该方法包括：S1、将纤维卷毡立式放卷，纤维毡与立式注胶机构的卷筒接触，注胶针刺入纤维毡的内部注胶，纤维毡通过注胶针带动卷筒沿纤维毡体滚动，纤维毡得到连续的浸渍处理；S2、浸渍处理后的湿纤维毡经过凝胶化形成凝胶毡。本发明实现了在纤维毡内部注胶，解决了立式卷绕浸胶不充分、胶液容易流失的问题，避免了平面浸渍多余胶液的溢出对产品造成外观不良的现象。

技术领域

本发明属于气凝胶制备技术领域，具体提供一种立式卷绕制备气凝胶毡的装置及方法。

背景技术

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。

通常，气凝胶通过二氧化硅前体如水玻璃或原硅酸四乙酯（TEOS）制备水凝胶并且在不破坏微观结构的情况下除去水凝胶中的液体成分而得到。二氧化硅气凝胶包括粉末、颗粒和整料三种常规形式。通过将二氧化硅气凝胶与纤维复合制得气凝胶毡或气凝胶片的形式，应用于工业保温等领域。

中国专利CN100540257C凝胶片的制造方法，公开了连续地结合溶胶与凝胶诱导剂以形成经催化的溶胶，将纤维材料以预定的速率分配经催化的溶胶于移动元件上来形成凝胶片，以预定速率使该经催化的溶胶于该移动元件上发生凝胶化。但实际生产中，经催化的溶胶于传送带上凝胶过程中会有凝胶滞留在传送带上，形成凝胶固体块（或粉末），会造成机械操作处理装置的工艺故障，传送带上的凝胶固体块也会部分黏附在凝胶毡上，连续化生产凝胶毡后会将凝胶毡进行收卷或者裁切成凝胶片叠置的方式进行批量化的老化、干燥等工艺，而黏附的凝胶固体块会导致有凝胶块区域的上下几层毡体出现褶皱、凹坑、破碎的情况出现，影响后续生产的气凝胶毡产品质量。

相应地，本领域需要一种立式卷绕制备气凝胶毡的装置及方法来解决上述问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种立式卷绕制备气凝胶毡的装置及方法，以竖直方向上立式卷绕浸胶的方式制备气凝胶毡，消除与纤维毡结合的催化溶胶于移动元件上凝胶化过程中，溶胶在传送带滞留结块对凝胶毡带来的外观不良的影响。

为了实现上述目的，本发明一方面提出了一种立式卷绕制备气凝胶毡的装置，包括立式注胶机构，所述立式注胶机构包括支撑座、卷筒和注胶针，所述卷筒沿竖向设置，且所述卷筒绕自身中心轴线与所述支撑座转动连接，所述卷筒的周向均匀开设有限位通孔，所述注胶针穿设于所述限位通孔内，且所述注胶针的针头位于所述卷筒外，所述注胶针内部中空并连通有胶液供给管道。

本方案的技术效果是：纤维毡与卷筒接触并通过注胶针带动卷筒转动，卷筒上的注胶针插入纤维毡内部，在纤维毡内部注胶，使纤维毡毡体与溶胶充分结合，实现对纤维毡的浸胶处理，在竖直方向上实现纤维毡的浸渍及传送，避免常规制备方法中，因多余溶胶在水平设置的传送带上凝胶造成的毡体出现褶皱、凹坑、破碎等缺陷；立式卷绕的方式浸胶使胶液的浸渍更为充分，胶液不容易流失，还避免了平面浸渍多余胶液的溢出对产品造成不良外观的现象。

在上述立式卷绕制备气凝胶毡的装置的优选技术方案中，所述卷筒内设置有胶液中转腔，所述胶液中转腔的周向设置有均匀分布的注胶管道，所述注胶管道沿竖向固定于所述卷筒内，且各所述注胶管道与所述胶液中转腔连通，所述限位通孔呈矩形阵列分布，位于同一条竖直线上的所述限位通孔对应一根所述注胶管道，所述限位通孔内的所述注胶针与对应的所述注胶管道连通，所述胶液中转腔与所述胶液供给管道转动连接。