CN114873349B - 薄型凝胶纤维制品、生产设备及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及薄型凝胶纤维制品生产设备，包括机架，带刀机构包括第一带轮、第二带轮、绕设在第一带轮和第二带轮上的带刀、驱动结构；第一带轮与第二带轮前后间隔转动设置在机架上；带刀沿前后方向回转设置在第一带轮和第二带轮之间；进料机构包括设置在机架上的厚度调节组件和进料辊；进料辊设置在带刀刀口上方；厚度调节组件能够调节进料辊与带刀之间的距离；收料机构设置在机架上且位于带刀的出料端处，收料机构将剖切后的两薄型凝胶毡隔离开以便分别收卷；同等厚度的凝胶毡，采用厚凝胶毡剖切成的薄型凝胶毡中凝胶含量较高，保证了较薄凝胶毡具有较好的隔热性能。

Description

薄型凝胶纤维制品、生产设备及其制备方法

技术领域

本发明属于凝胶毡制备技术领域，尤其涉及薄型凝胶纤维制品、生产设备及其制备方法。

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。

气凝胶毡是先将纤维材料浸渍溶胶，然后形成凝胶毡，最后经过干燥得到的复合产品，形成凝胶毡后可以根据实际需要选择是否进行老化、疏水改性、溶剂置换、干燥处理步骤。针对纤维材料浸渍溶胶有两种形式：一是纤维材料在浸胶槽中浸渍溶胶，但是浸渍时间过长；二是纤维材料在传送机构的传动作用下进行连续化浸渍；这两种方法均不能解决当纤维材料厚度较薄时，在浸渍溶胶之后，容易引发纤维材料浸渍的溶胶胶液滴漏的问题，溶胶胶液的流失会造成气凝胶毡成品中气凝胶含量降低及毡体中气凝胶的分布不匀，从而影响最终气凝胶毡的隔热性能。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种薄型凝胶纤维制品、生产设备及其制备方法，以解决现有技术中薄型纤维材料浸渍溶胶时胶液流失的现象，影响干燥后凝胶毡的隔热性能的技术问题。

为实现上述目的，本发明的一种薄型凝胶纤维制品生产设备所采用的技术方案是：

一种薄型凝胶纤维制品生产设备，包括：

机架；

带刀机构：包括第一带轮、第二带轮、绕设在第一带轮和第二带轮上的带刀、与第一带轮或者第二带轮传动连接的驱动结构；

第一带轮与第二带轮间隔转动设置在机架上；

第一带轮和第二带轮上张紧设置有环形的带刀，第一带轮或者第二带轮带动所述带刀回转；

带刀刀口处为进料端，带刀刀尾处为出料端；

进料机构：包括设置在机架上的厚度调节组件和相对厚度调节组件转动设置的进料辊；

进料辊设置在带刀刀口上方；

带刀的回转方向和进料辊的延伸方向均与凝胶毡的输送方向垂直，凝胶毡通过带刀剖切为两个薄型凝胶毡；

厚度调节组件能够调节进料辊与带刀之间的距离，以调节进料辊与带刀之间的薄型凝胶毡厚度；

收料机构：设置在机架上且位于带刀的出料端处，收料机构将剖切后的两薄型凝胶毡隔离开以便分别收卷。

有益效果：本发明的薄型凝胶纤维制品生产设备使用时，凝胶毡被输送至带刀刀口处，并将凝胶毡压在进料辊下方，带刀将凝胶毡剖切成上薄型凝胶毡和下薄型凝胶毡，上薄型凝胶毡和下薄型凝胶毡在收料机构的作用下进一步隔离开，以方便将上薄型凝胶毡和下薄型凝胶毡进行分别收卷或裁切。本发明的薄型凝胶纤维制品生产设备能够将较厚的凝胶毡剖切成薄型凝胶毡，较厚的凝胶毡采用较厚的纤维材料浸渍溶胶制成，其保胶能力强，溶胶在较厚的纤维材料上不容易发生滴漏，从而使生成的凝胶毡中凝胶含量较高且凝胶分布均匀；剖切成的薄型凝胶毡相比直接采用相同厚度的较薄纤维材料浸渍溶胶得到的较薄湿毡，较薄湿毡因保胶能力弱导致较薄湿毡中的部分溶胶胶液流失，凝胶后的较薄湿毡中的凝胶含量也低于剖切得到的薄型凝胶纤维制品。本发明制备的经干燥处理的薄型凝胶纤维制品具有较好的隔热性能。

进一步的，所述机架用于设置在传送结构一侧，传送结构包括第一传动滚筒、朝向所述机架的第二传动滚筒和绕设在第一传动滚筒和第二传动滚筒之间的传送带；第二传动滚筒的转轴上设置有第一同步带轮，进料辊的辊轴上设置有第二同步带轮，第一同步带轮和第二同步带轮之间传动连接有同步带。

有益效果：第一同步带轮、第二同步带轮以及同步带的设置能够使进料辊的线速度与传送结构的第二传动滚筒的线速度相同，保证凝胶毡在传动结构上的传送速度与在带刀刀口处的传送速度相同，使凝胶毡能够平整地匀速通过带刀，凝胶毡在传送至进料辊过程中不发生弯曲、堆叠，保证凝胶毡的剖切质量。

所述厚度调节组件包括间隔固定在机架上的固定块，固定块开设有开口朝上的螺纹孔，螺纹孔中螺纹适配有调节螺栓，调节螺栓包括调节杆体和与调节杆体上端可拆连接的螺帽，调节杆体包括下部的螺纹段和上部的光杆段，调节杆体在螺纹段与光杆段之间固定有环台；厚度调节组件还包括两根前后间隔设置的调节纵杆，调节纵杆沿左右方向延伸设置，调节纵杆的右端开设有供调节杆体光杆段穿过的穿孔，调节纵杆右端与环台在上下方向挡止配合，进料辊转动设置在两调节纵杆左端之间。

有益效果：厚度调节组件的结构设置能够通过旋拧螺帽，螺帽带动带动调节杆体转动，调节杆体下部的螺纹段在螺纹孔中的深度进行调节，这样调节杆体环台距离固定块上表面的距离变大或变小，调节纵杆右端在重力作用下支撑在环台上，从而使进料辊与带刀之间的距离得到调节，厚度调节组件的设置不仅能够使带刀剖切出不同厚度的薄凝胶毡，而且厚度调节组件调节起来也比较方便。

进一步的，所述光杆段的上端径向设有长条形挡块，所述螺帽的下端设置开口朝下的与光杆段适配的圆柱形凹槽，凹槽的槽底开设有与挡块形状适配的挡槽。

有益效果：当螺帽插设在光杆段上时能够通过旋转螺帽来旋转调节杆体，同时在将调节纵杆插设在调节杆体上时，螺帽方便相对调节杆体装拆。

所述收料结构包括转动设置在上薄型凝胶毡上方的第一压料辊、设置在下薄型凝胶毡下方的第二压料辊，第一压料辊和第二压料辊分别相对机架转动设置；收料结构还包括设置在上薄型凝胶毡和下薄型凝胶毡之间的分料锥，分料锥设置在带刀刀尾的右侧且与机架可拆连接，分料锥包括从左向右、从下向上延伸的第一锥形面和从左向右、从上向下延伸的第二锥形面，分料锥左端的高度与带刀的厚度相等。

有益效果：收料机构的第一压料辊和第二压料辊一方面能够减少剖切后的两薄凝胶毡在收料过程中，对正在剖切的凝胶毡在纵向拉扯，避免因纵向拉扯产生的纵向牵引力造成剖切面处纤维的撕裂，从而导致剖切面不平整；另一方面，能够避免剖切后两薄型凝胶毡纵向牵引力不均造成的剖切面上下移位。

本发明的一种薄型凝胶纤维制品的制备方法所采用的技术方案是：

一种薄型凝胶纤维制品的制备方法，包括以下步骤：

S1：通过厚度调节组件调节进料辊相对带刀的高度；

S2：将凝胶毡传送至带刀刀口处，并将凝胶毡压在进料辊下方，带刀将凝胶毡剖切成上薄型凝胶毡和下薄型凝胶毡；

S3：上薄型凝胶毡和下薄型凝胶毡被收料机构隔离开；

S4：将上薄型凝胶毡和下薄型凝胶毡分别收卷或分别通过裁切机裁切为片材后收片。

有益效果：本发明的薄型凝胶纤维制品的制备方法能够将较厚的凝胶毡剖切成薄型凝胶毡，一般情况下，较厚的凝胶毡采用较厚的纤维材料浸渍溶胶制成，较厚的纤维材料为厚度2mm以上的纤维毡，溶胶在较厚的纤维材料上不容易发生滴漏，从而使生成的凝胶毡中的凝胶含量较高，剖切成薄型凝胶毡后，同等厚度的凝胶毡，采用厚纤维毡浸胶、凝胶后再剖切为薄型凝胶毡的方法，能够避免较薄纤维材料直接浸胶，因薄型纤维毡保胶性能差造成的溶胶胶液的流失，厚凝胶毡剖切得到的薄型凝胶纤维制品的凝胶含量高，干燥处理后的薄型凝胶纤维制品具有较好的隔热性能。

进一步的，在S1中，旋拧螺帽，螺帽带动调节杆体转动，以调节调节杆体下部的螺纹段在螺纹孔中的深度，使调节杆体环台距离固定块上表面的距离变大或变小，调节纵杆右端在重力作用下支撑在环台上，以使进料辊与带刀之间的距离变大或变小。

有益效果：上述调节不仅能够使带刀剖切出不同厚度的薄凝胶毡，而且厚度调节组件调节起来也比较方便。

在S3中，上薄型凝胶毡从第一压料辊和分料锥的第一锥形面之间通过，下薄型凝胶毡从第二压料辊和分料锥的第二锥形面之间通过。

有益效果：第一，能够使上薄型凝胶毡与下薄型凝胶毡分隔开；第二，第一压料辊和第二压料辊一方面能够减少剖切后的两薄凝胶毡在收料过程中，对正在剖切的凝胶毡在纵向拉扯，纵向拉扯产生的纵向牵引力造成剖切面处纤维的撕裂，从而导致剖切面不平整；另一方面，能够避免剖切后两薄型凝胶毡纵向牵引力不均造成的剖切面上下移位。

所述凝胶毡为湿凝胶毡或者经过干燥处理的凝胶毡或者经过疏水处理的凝胶毡或者经过干燥处理和疏水处理的凝胶毡。

有益效果：增加了待剖切的凝胶毡的种类，从而增加了本发明的薄型凝胶纤维制品的制备方法的适用性。

一种通过薄型凝胶纤维制品的制备方法制备的薄型凝胶纤维制品。薄型凝胶纤维制品的厚度可低至0.1mm。通过YB/T4130-2005耐火材料导热系数测试方法检测导热系数，干燥处理后的薄型凝胶纤维制品的室温导热系数为0.018-0.023W/（m·K）。

附图说明

图1是本发明的一种薄型凝胶纤维制品生产设备的结构示意图；

图2是图1中的一种薄型凝胶纤维制品生产设备的传送结构的结构示意图；

图3是图1中的一种薄型凝胶纤维制品生产设备的进料机构和带刀机构结构示意图；

图4是图3的另一视角的结构示意图；

图5是图4中进料机构中的厚度调节组件的结构示意图；

图6图1中的一种薄型凝胶纤维制品生产设备的收料机构的结构示意图。

附图标记：1-安装架；2-第一电机；3-传送带；4-凝胶毡；5-第一同步带轮；6-第二同步带轮；7-同步带；8-机架；9-带刀；10-第二电机；11-调节纵杆；12-螺帽；13-上薄型凝胶毡；14-下薄型凝胶毡；15-第二传动滚筒；16-固定块；17-光杆段；18-螺纹段；19-进料辊；20-第一带轮；21-第二带轮；22-螺纹孔；23-挡块；24-通孔；25-环台；26-第一压料辊；27-第二压料辊；28-分料锥。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明的一种薄型凝胶纤维制品生产设备作进一步详细描述：

如图1所述，本发明的一种薄型凝胶纤维制品生产设备放置在传送结构的右侧，传送结构包括第一传动滚筒、第二传动滚筒15和绕设在第一传动滚筒和第二传动滚筒15之间的传送带3，传动结构还包括安装架1，第一传动滚筒转动安装在安装架1的前侧，第二传动滚筒15转动安装在安装架1的后侧，安装架1上还固定设置有第一电机2，第一电机2与第一传动滚筒传动连接，从而带动第一传动滚筒滚动，第一传动滚筒为主动滚筒，第二传动滚筒15为从动辊筒。本发明中，定义凝胶毡的传送方向为前后方向，与凝胶毡传送方向垂直的方向为左右方向。

本发明的薄型凝胶纤维制品生产设备包括设置在传送结构后侧的机架8，机架8上设置有带刀机构，带刀机构包括第一带轮20、第二带轮21、绕设在第一带轮20和第二带轮21上的带刀9、与第一带轮20传动连接的驱动结构，本实施例中，驱动结构为固定在机架8上的第二电机10；其他实施例中，驱动结构还可以与第二带轮21传动连接。第一带轮20与第二带轮21左右间隔设置，第一带轮20转动设置在机架8上，第二带轮21转动设置在机架8上；环形带刀9沿左右方向张紧设置在第一带轮20与第二带轮21上，带刀9刀口处为进料端，带刀9刀尾处为出料端；本实施例中，带刀9的前侧为带刀刀口，带刀9的后侧为带刀刀尾。凝胶毡通过带刀剖切为两个薄型凝胶毡。

在机架8上还设置有进料机构，进料机构包括设置在机架8上的厚度调节组件和相对厚度调节组件转动设置的进料辊19，进料辊19设置在带刀9刀口上方，进料辊19的延伸方向与凝胶毡4的输送方向垂直，厚度调节组件能够调节进料辊19与带刀9之间的距离，以调节进料辊与带刀9之间的薄型凝胶毡厚度。具体的，厚度调节组件包括左右间隔固定在机架8上的固定块16，固定块16开设有开口朝上的螺纹孔22，螺纹孔22中螺纹适配有调节螺栓，调节螺栓包括调节杆体和与调节杆体上端可拆连接的调节螺帽12，调节杆体包括下部的螺纹段18和上部的光杆段17，调节杆体在螺纹段18与光杆段17之间固定有环台25；厚度调节组件还包括两根左右间隔设置的调节纵杆11，调节纵杆11沿左右前后方向延伸设置，调节纵杆11的后端设有供调节杆体光杆段17穿过的穿孔，调节纵杆11后端与环台25在上下方向挡止配合，进料辊19转动设置在两调节纵杆11之间，且进料辊19位于调节纵杆11的前端。

为了方便螺帽12在调节杆体上装拆，本实施例中，调节杆体光杆段17的上端一体设置有长条形挡块23，长条形挡块23位于光杆段17上端面的直径方向上，螺帽12的下端设置有开口朝下的与光杆段17适配的圆柱形凹槽，凹槽的槽底开设有与挡块23形状适配的挡槽。当螺帽12插设在调节杆体上时，长条形挡块23位于挡槽中，且调节杆体的上端位于螺帽12的凹槽中，旋拧螺帽12，调节杆体能够随着螺帽12的旋转而旋转。为了方便螺帽12旋拧，本实施例中，螺帽12沿直径方向开设有通孔24，通孔24供操作杆插入，以通过操作杆旋拧螺帽12，更加节省力气。

为了保证进料辊19的线速度与传送结构的第二传动滚筒15的线速度相同，本实施例中，第二传动滚筒15的转轴上设置有第一同步带轮5，进料辊19的辊轴上设置有第二同步带轮6，第一同步带轮5和第二同步带轮6之间传动连接有同步带7，从而保证凝胶毡4在传动结构上的传送速度与在带刀9刀口处的传送速度相同，使凝胶毡4能够平整地匀速通过带刀9，凝胶毡在传送至进料辊过程中不发生弯曲、堆叠，保证凝胶毡4的剖切质量。

机架8上还设置有收料机构，收料机构位于带刀9的出料端处，收料机构将剖切后的两薄型凝胶毡4隔离以便分别收卷，具体的，收料结构包括转动设置在上薄型凝胶毡13上方的第一压料辊26、设置在下薄型凝胶毡14下方的第二压料辊27，第一压料辊26和第二压料辊27分别相对机架8转动设置，收料机构的第一压料辊26和第二压料辊27一方面能够减少剖切后的两薄凝胶毡在收料过程中，对正在剖切的凝胶毡在纵向拉扯，避免纵向拉扯产生的纵向牵引力造成剖切面处纤维的撕裂，从而导致剖切面不平整；另一方面，能够避免剖切后两薄型凝胶毡纵向牵引力不均造成的剖切面上下移位。

收料结构还包括设置在上薄型凝胶毡13和下薄型凝胶毡14之间的分料锥28，分料锥28设置在带刀9刀尾的后侧且与分料锥28的左右两侧分别与机架8可拆连接，分料锥28沿左右方向延伸设置，且分料锥28的横截面为等腰梯形，分料锥28包括从前向后、从下向上延伸的第一锥形面和从前向后、从上向下延伸的第二锥形面，分料锥28前端的高度与带刀9的厚度相等，分料锥28的设置方便实现剖切后的上薄型凝胶毡13和下薄型凝胶毡14在此处分隔开，并且分料锥28前端的高度与带刀的厚度相等，分料锥28的前端靠近带刀9刀尾设置，使得剖切后的上薄型凝胶毡13和下薄型凝胶毡14能够从带刀9处顺利过渡至分料锥28处，避免由于分料锥28前端的高度与带刀9的厚度不等导致上薄型凝胶毡13和下薄型凝胶毡14在带刀9与分料锥28相接处发生摩擦，进而影响剖切的上薄型凝胶毡13和下薄型凝胶毡14质量。

本发明的一种薄型凝胶纤维制品的制备方法，包括以下步骤：

S1：通过厚度调节组件调节进料辊19相对带刀9的高度；

具体的，旋拧螺帽12，螺帽12带动调节杆体转动，以调节调节杆体下部的螺纹段18在螺纹孔22中的深度，使调节杆体环台25距离固定块16上表面的距离变大或变小，调节纵杆11后端在重力作用下支撑在环台25上，以使进料辊19与带刀9之间的距离变大或变小。

S2：将凝胶毡4传送至带刀9刀口处，并将凝胶毡4压在进料辊19下方，带刀9将凝胶毡剖切成上薄型凝胶毡13和下薄型凝胶毡14；

S3：上薄型凝胶毡13和下薄型凝胶毡14被收料机构隔离开；

上薄型凝胶毡13从第一压料辊26和分料锥28的第一锥形面之间通过，下薄型凝胶毡14从第二压料辊27和分料锥28的第二锥形面之间通过。

S4：将上薄型凝胶毡13和下薄型凝胶毡14分别收卷或裁切。

通过薄型凝胶纤维制品生产设备、以及薄型凝胶纤维制品的制备方法对经过干燥处理的凝胶毡（气凝胶产品）进行剖切，还可以解决气凝胶产品外观品控差及厚度不均的问题，能够将气凝胶产品的品控差及厚度不均的表层通过剖切去除。

本发明中的凝胶毡4为湿凝胶毡，湿凝胶毡的纤维毡可以为预氧丝纤维毡、或者陶纤纤维毡、或者玻纤纤维毡。纤维毡浸渍的溶胶胶液为二氧化硅溶胶、铝溶胶或者硅铝复合溶胶。

如将纤维材料浸渍在二氧化硅溶胶中，制成湿凝胶毡，湿凝胶毡的制备过程为现有技术，在此不再赘述。二氧化硅溶胶的配置步骤包括：取硅源、乙醇和水混合均匀，然后加入催化剂搅拌均匀，得到二氧化硅溶胶；其中，以摩尔比计，按照硅源∶乙醇∶水=1∶（2~60）∶（0.05~30）混合得到；所述硅源为正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、正硅酸丁酯、正硅酸异丙酯、烷基烷氧基硅烷中的一种或多种；所述烷基烷氧基硅烷包括甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种；所述催化剂包括碱性催化剂，所述碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、氟化铵、碳酸氢铵、碳酸钠、碳酸氢钠、乙醇胺、二乙醇胺、甲胺、二甲胺、乙胺、二乙胺、丙胺、二丙胺、异丙醇胺、苯胺、邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺中的一种或两种的组合。

若剖切的是湿凝胶毡，在剖切结束后，还可以继续进行湿凝胶毡的干燥处理，其中，干燥处理可以为乙醇超临界干燥，CO₂超临界干燥、常压干燥和冷冻干燥中的任一种，各种干燥工艺的大致参数如下：（1）乙醇超临界干燥：干燥温度为245~260℃,干燥压力为8~11MPa，升温速率为5~20℃/min，超临界状态保持时间为0.5h~3h，放气时间为3h~9h；（2）CO₂超临界干燥：干燥温度为40~55℃,干燥压力为8~11MPa，升温速度为1-5℃/min，替换时间为3h~12h，放气时间为3h~12h；（3）常压干燥：经过正烷烃溶剂置换6h~24h,在50~80℃下常压干燥6h~24h;（4）冷冻干燥：预冷冻时间3~12h，预冷冻温度-30℃~-5℃,冷阱温度-60~-40℃，真空度10~500Pa，干燥时间12h~36h。

在剖切完的凝胶毡在干燥之前或干燥之后还可以进行疏水处理，疏水化处理为将待疏水处理的材料置于疏水化试剂中浸泡和/或喷淋处理或者向待疏水处理的材料中通入气相疏水化试剂。浸泡处理的具体工艺：具体为将二氧化硅湿凝胶毡置于含有体积分数为0.2-10%疏水化试剂的疏水溶液中，室温静置1-24h。疏水溶液具体通过醇溶剂、碱催化剂和疏水剂调配制备，碱催化剂优选包括无机碱和/或有机碱。所述无机碱优选包括氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、氟化铵、碳酸氢铵、碳酸钠和碳酸氢钠中的一种或多种；所述有机碱优选包括乙醇胺、二乙醇胺、甲胺、二甲胺、乙胺、二乙胺、丙胺、二丙胺、异丙醇胺、苯胺、邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺中的一种或多种。所述醇溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇的一种或多种。所述疏水剂包括甲基三甲氧基硅烷，甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、氯丙基三乙氧基硅烷、氯丙基三甲氧基硅烷、氯丙基甲基二甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二乙基二甲氧基硅烷、二乙基二乙氧基硅烷、三甲基氯硅烷、六甲基二硅氧烷、六甲基二硅氮烷的一种或多种。

在凝胶之后还可以包括老化处理、溶剂置换步骤，如：采用浸胶、凝胶、老化处理、疏水处理、溶剂置换、干燥步骤制备凝胶毡；

其中疏水处理和干燥采用上述的方法，老化处理时，将二氧化硅湿凝胶毡在室温或加热30-60℃条件下进行8-24h老化处理。实现对凝胶孔结构的增强；溶剂置换时，将湿凝胶毡置于无水乙醇中进行溶剂置换，溶剂置换次数为2~3次，每次置换的时间为12~36h。用以置换湿毡表面的有机溶剂。

本发明中，待剖切的凝胶毡还可以为凝胶处理后的凝胶毡，或者是老化处理后的凝胶毡，或者是疏水处理后的凝胶毡，或者是溶剂置换后的凝胶毡，或者是干燥处理后的凝胶毡。

本发明中，凝胶指湿凝胶或通过一定的干燥方式使气体取代湿凝胶中的液相后得到的气凝胶。湿凝胶干燥之前或干燥之后还可进行疏水化处理，疏水化处理是将待疏水的材料置于疏水化试剂中浸泡处理或者向待疏水的材料中通入气相疏水化试剂，干燥之后以浸泡方式进行疏水化处理后，还可进行对疏水后的气凝胶材料进行二次干燥。纤维毡是由纤维不定向地通过化学粘接剂或机械作用结合在一起制成的片状制品。

本发明中，还保护了通过薄型凝胶纤维制品生产设备、以及薄型凝胶纤维制品的制备方法剖切的薄型凝胶纤维制品。本发明制备的薄型凝胶纤维制品可用于石油石化、热力化工、工业窑炉、家电数码、冷链船舶、建筑保温、新能源汽车等领域。

实施例1

厚度为1mm的薄型陶纤凝胶毡的制备方法为：

S1：通过厚度调节组件调节进料辊19相对带刀9的高度为1mm；

S2：将2mm厚的陶纤毡浸渍溶胶后凝胶，浸渍溶胶后于传送带3上传送、凝胶，得陶纤凝胶毡。陶纤凝胶毡传送至带刀9刀口处，并将陶纤凝胶毡压在进料辊19下方，带刀9将凝胶毡剖切成上薄型凝胶毡13和下薄型凝胶毡14；

S3：上薄型凝胶毡13和下薄型凝胶毡14被收料机构隔离开；

S4：将上薄型凝胶毡13和下薄型凝胶毡14分别收卷。

得到的上薄型凝胶毡13和下薄型凝胶毡14的厚度均为1mm。上薄型凝胶毡13和下薄型凝胶毡14的经疏水、干燥处理后制备为薄型气凝胶纤维毡，薄型气凝胶纤维毡的室温导热系数为0.019W/（m·K）。

实施例2

厚度为0.2mm的薄型玻纤凝胶毡的制备方法为：

S1：通过厚度调节组件调节进料辊19相对带刀9的高度为0.2mm；

S2：将2mm厚的玻纤毡浸渍溶胶后凝胶，浸渍溶胶后于传送带3上传送、凝胶，得玻纤凝胶毡。玻纤凝胶毡传送至带刀9刀口处，并将玻纤凝胶毡压在进料辊19下方，带刀9将凝胶毡剖切成0.2mm厚的上薄型凝胶毡13和1.8mm厚的下薄型凝胶毡14；

S3：上薄型玻纤凝胶毡和下薄型玻纤凝胶毡被收料机构隔离开；

S4：将上薄型玻纤凝胶毡和下薄型玻纤凝胶毡分别收卷。下薄型玻纤凝胶毡还放置至传送带3上重新通过带刀机构二次剖切为0.2mm厚的二次上薄型玻纤凝胶毡和1.6mm厚的二次下薄型玻纤凝胶毡。将二次上薄型玻纤凝胶毡和二次下薄型玻纤凝胶毡分别收卷后，将二次下薄型玻纤凝胶毡通过带刀机构三次剖切。以此类推，将每次剖切后的厚度大于0.2mm的下薄型玻纤凝胶毡进行再次剖切，2mm厚玻纤凝胶毡剖切九次后可制备10卷0.2mm后的薄型玻纤凝胶毡。

得到的薄型玻纤凝胶毡经超临界干燥处理和气相疏水化处理后得到薄型气凝胶纤维毡，通过YB/T4130-2005耐火材料导热系数测试方法检测室温导热系数，导热系数为0.022W/（m·K）。

实施例3

与实施例1的区别在于，陶纤凝胶毡浸渍溶胶后依次进行凝胶、表面改性处理、干燥处理。陶纤凝胶毡通过带刀机构剖切后即为薄型气凝胶纤维毡，通过YB/T4130-2005耐火材料导热系数测试方法检测室温导热系数，导热系数为0.020W/（m·K）。

上述实施例中，对剖切后的两薄型凝胶毡进行收卷，其他实施例中，也可以直接将剖切后的薄型凝胶毡裁切为产品所需尺寸的片材，片材可进行覆膜处理，制成不掉粉的隔热片材。覆膜处理可以采用不透水的膜层覆膜或通过成膜组合物涂覆覆膜。不透水膜层包括聚酰亚胺薄膜、聚酯薄膜、聚氨酯薄膜、聚丙烯薄膜、聚乙烯薄膜和云母纸中的一种或多种。成膜组合物为水性胶粘剂或者水性涂料，所述水性胶粘剂包括环氧树脂胶粘剂、丙烯酸胶粘剂、丙烯酸酯胶粘剂、EVA胶粘剂、聚酯胶粘剂、聚醚胶粘剂、聚氨酯胶粘剂和聚脲胶粘剂中的一种；所述水性涂料由水性弹性涂料、水性树脂、阻燃剂、分散剂、偶联剂、二氧化硅粉和气凝胶粉按质量比（30-60）∶（10-40）∶（0-25）∶（1-5）∶（1-5）∶（0-5）∶（0-5）组成；水性弹性涂料为水性乙烯-醋酸乙烯弹性涂料、水性有机硅丙弹性涂料、水性丙烯酸类弹性涂料和水性橡胶乳液中的一种，水性树脂为水性环氧树脂、水性聚脲树脂、水性酚醛树脂和水性聚氨酯树脂中的一种。

上述实施例中，所述机架用于设置在传送结构一侧，传送结构包括第一传动滚筒、朝向所述机架的第二传动滚筒和绕设在第一传动滚筒和第二传动滚筒之间的传送带；第二传动滚筒的转轴上设置有第一同步带轮，进料辊的辊轴上设置有第二同步带轮，第一同步带轮和第二同步带轮之间传动连接有同步带；其他实施例中，第一同步带轮和第二同步带轮以及同步带还可以不设置，此时，在进料辊的辊轴与驱动电机通过传动结构传动连接，调节驱动电机与传动结构，使进料辊的线速度与传送结构的第二传动滚筒的线速度相同。

上述实施例中，所述光杆段的上端径向设有长条形挡块，所述螺帽的下端设置开口朝下的与光杆段适配的圆柱形凹槽，凹槽的槽底开设有与挡块形状适配的挡槽，其他实施例中，光杆段的上部开设有沿其径向延伸的定位孔，螺帽上开设有与定位孔对应的穿孔，当螺帽插设在光杆段上部后，使螺帽上的穿孔与光杆段上的定位孔对准，然后用定位销依次穿过穿孔与定位孔，实现螺帽与光杆段的可拆连接。

上述实施例中，所述收料结构包括转动设置在上薄型凝胶毡上方的第一压料辊、设置在下薄型凝胶毡下方的第二压料辊，第一压料辊和第二压料辊分别相对机架转动设置；收料结构还包括设置在上薄型凝胶毡和下薄型凝胶毡之间的分料锥，分料锥设置在带刀刀尾的右侧且与机架可拆连接，分料锥包括从左向右、从下向上延伸的第一锥形面和从左向右、从上向下延伸的第二锥形面，分料锥左端的高度与带刀的厚度相等；其他实施例中，第一压料辊和第二压料辊还可以不设置，此时，仅设置分料锥；或者仅设置第一压料辊和第二压料辊，此时分料锥还可以不设置。

上述实施例中，当上薄型凝胶毡和下薄型凝胶毡被收料机构隔离开后进行分别收卷；其他实施例中，当上薄型凝胶毡和下薄型凝胶毡被收料机构隔离开后，还可以分别通过裁切机裁切为片材后收片。

Claims (9)

1.一种薄型凝胶纤维制品生产设备，其特征是，包括：

机架；

带刀机构：包括第一带轮、第二带轮、绕设在第一带轮和第二带轮上的带刀、与第一带轮或者第二带轮传动连接的驱动结构；

第一带轮与第二带轮间隔转动设置在机架上；

第一带轮和第二带轮上张紧设置有环形的带刀，第一带轮或者第二带轮带动所述带刀回转；

带刀刀口处为进料端，带刀刀尾处为出料端；

进料机构：包括设置在机架上的厚度调节组件和相对厚度调节组件转动设置的进料辊；

进料辊设置在带刀刀口上方；

带刀的回转方向和进料辊的延伸方向均与凝胶毡的输送方向垂直，凝胶毡通过带刀剖切为两个薄型凝胶毡；

厚度调节组件能够调节进料辊与带刀之间的距离，以调节进料辊与带刀之间的薄型凝胶毡厚度；

收料机构：设置在机架上且位于带刀的出料端处，收料机构将剖切后的两薄型凝胶毡隔离开以便分别收卷或裁切；

所述厚度调节组件包括间隔固定在机架上的固定块，固定块开设有开口朝上的螺纹孔，螺纹孔中螺纹适配有调节螺栓，调节螺栓包括调节杆体和与调节杆体上端可拆连接的螺帽，调节杆体包括下部的螺纹段和上部的光杆段，调节杆体在螺纹段与光杆段之间固定有环台；厚度调节组件还包括两根前后间隔设置的调节纵杆，调节纵杆沿左右方向延伸设置，调节纵杆的右端开设有供调节杆体光杆段穿过的穿孔，调节纵杆右端与环台在上下方向挡止配合，进料辊转动设置在两调节纵杆左端之间。

2.根据权利要求1所述的一种薄型凝胶纤维制品生产设备，其特征是，所述机架用于设置在传送结构一侧，传送结构包括第一传动滚筒、朝向所述机架的第二传动滚筒和绕设在第一传动滚筒和第二传动滚筒之间的传送带；第二传动滚筒的转轴上设置有第一同步带轮，进料辊的辊轴上设置有第二同步带轮，第一同步带轮和第二同步带轮之间传动连接有同步带。

3.根据权利要求2所述的一种薄型凝胶纤维制品生产设备，其特征是，所述光杆段的上端径向设有长条形挡块，所述螺帽的下端设置开口朝下的与光杆段适配的圆柱形凹槽，凹槽的槽底开设有与挡块形状适配的挡槽。

4.根据权利要求2所述的一种薄型凝胶纤维制品生产设备，其特征是，所述收料结构包括转动设置在上薄型凝胶毡上方的第一压料辊、设置在下薄型凝胶毡下方的第二压料辊，第一压料辊和第二压料辊分别相对机架转动设置；收料结构还包括设置在上薄型凝胶毡和下薄型凝胶毡之间的分料锥，分料锥设置在带刀刀尾的右侧且与机架可拆连接，分料锥包括从左向右、从下向上延伸的第一锥形面和从左向右、从上向下延伸的第二锥形面，分料锥左端的高度与带刀的厚度相等。

5.一种采用权利要求1-4中任一项所述的薄型凝胶纤维制品生产设备制备薄型凝胶纤维制品的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

S1：通过厚度调节组件调节进料辊相对带刀的高度；

S2：将凝胶毡传送至带刀刀口处，并将凝胶毡压在进料辊下方，带刀将凝胶毡剖切成上薄型凝胶毡和下薄型凝胶毡；

S3：上薄型凝胶毡和下薄型凝胶毡被收料机构隔离开；

S4：将上薄型凝胶毡和下薄型凝胶毡分别收卷或分别通过裁切机裁切为片材后收片，得薄型凝胶纤维制品。

6.根据权利要求5所述的薄型凝胶纤维制品的制备方法，其特征是，在S1中，旋拧螺帽，螺帽带动调节杆体转动，以调节调节杆体下部的螺纹段在螺纹孔中的深度，使调节杆体环台距离固定块上表面的距离变大或变小，调节纵杆右端在重力作用下支撑在环台上，以使进料辊与带刀之间的距离变大或变小。

7.根据权利要求5所述的薄型凝胶纤维制品的制备方法，其特征是，在S3中，上薄型凝胶毡从第一压料辊和分料锥的第一锥形面之间通过，下薄型凝胶毡从第二压料辊和分料锥的第二锥形面之间通过。

8.根据权利要求5所述的薄型凝胶纤维制品的制备方法，其特征是，S2中，所述凝胶毡为纤维毡浸渍可用于制备气凝胶的溶胶胶液后进行凝胶制得，凝胶毡还可进行表面改性处理和/或干燥处理。

9.一种薄型凝胶纤维制品，其特征是，包括权利要求5-8中任一项所述的薄型凝胶纤维制品的制备方法制备的薄型凝胶纤维制品。

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