CN115447225A - 一种气凝胶绝热毡的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种气凝胶绝热毡的制备方法，包括以下步骤：S1.使用送风装置输送气凝胶粉，送风装置的出风口处设置于第一层玻璃纤维的上方；S2.在第一层玻璃纤维的下方设置负压设备并开启负压，使从送风装置出风口处输出的气凝胶粉飘落并吸附于第一层玻璃纤维的表面；S3.在步骤S2处理后的第一层玻璃纤维上再铺设一层玻璃纤维，重复步骤S1、S2直到玻璃纤维的总厚度达到目标厚度时为止，针刺成为气凝胶绝热毡；S4.在负压设备的下方设置尾部吸尘装置以收集多余的气凝胶粉并重复利用。本发明工艺简单，成本低廉，制得的气凝胶绝热毡性能优异，能满足施工的需要。

Description

一种气凝胶绝热毡的制备方法
技术领域
本发明涉及一种气凝胶绝热毡的制备方法。
背景技术
气凝胶是一种三维网络结构的纳米先进材料，气凝胶的空间网状结构中充满的介质是空气，因此气凝胶具有极低密度、低导热系数、高孔隙率等优越性能，在保温隔热、节能降耗领域具有非常广阔的应用前景。玻璃纤维耐温防火性能好，纤维制品柔性好，与气凝胶材料复合后将同时具备优良的隔热保温性能，是一种高性能的防火隔热材料。
传统的气凝胶毡大多是采用两步法工艺制备而成，即先制备出纤维基材，再将其与气凝胶复合，此方法工艺复杂，成本较高。此外，文献上报道的方法也有先将气凝胶亲水化，然后与玻璃纤维复合制备成气凝胶毡，这种方法也会有较大的能耗。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种气凝胶绝热毡的制备方法，其工艺简单，成本低廉，制得的气凝胶绝热毡性能优异，能满足施工的需要。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种气凝胶绝热毡的制备方法，包括以下步骤：
S1.使用送风装置输送气凝胶粉，送风装置的出风口处设置于第一层玻璃纤维的上方；
S2.在第一层玻璃纤维的下方设置负压设备并开启负压，使从送风装置出风口处输出的气凝胶粉飘落并吸附于第一层玻璃纤维的表面；
S3.在步骤S2处理后的第一层玻璃纤维上再铺设一层玻璃纤维，重复步骤S1、S2直到玻璃纤维的总厚度达到目标厚度时为止，针刺成为气凝胶绝热毡；
S4.在负压设备的下方设置尾部吸尘装置以收集多余的气凝胶粉并重复利用。
进一步地，本发明所述气凝胶粉与玻璃纤维的重量比为（5-30）:（70-95）。
进一步地，本发明所述气凝胶粉为二氧化硅气凝胶粉、氧化铝气凝胶粉、二氧化钛气凝胶粉、碳化硅气凝胶粉、二氧化钛-二氧化硅气凝胶粉中的其中一种或几种。
进一步地，本发明所述气凝胶粉的振实密度为30-80kg/m3，粒径为10-100μm。
进一步地，本发明所述气凝胶粉的流速为10-50g/s。
进一步地，本发明所述负压设备的压力为-0.1至-1MPa。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1）本发明在制备过程中设置送风装置和负压设备，使得气凝胶粉能很好地吸附于玻璃纤维表面，进而有效提高气凝胶绝热毡的性能，而且掉粉率低，工艺简单，节省了成本；
2）本发明制得的气凝胶绝热毡具有较好的隔热性能，其25℃导热系数为0.025-0.030W/（m·k），300℃导热系数≤0.058W/（m·k），质量振动损失率≤0.5%。
具体实施方式
下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1
按照以下步骤制备气凝胶绝热毡：
S1.使用送风装置输送气凝胶粉，送风装置的出风口处设置于第一层玻璃纤维的上方，气凝胶粉的振实密度为50kg/m3，粒径为50μm，流速为30g/s；
S2.在第一层玻璃纤维的下方设置负压设备并开启负压控制压力为-0.5MPa，使从送风装置出风口处输出的气凝胶粉飘落并吸附于第一层玻璃纤维的表面；
S3.在步骤S2处理后的第一层玻璃纤维上再铺设一层玻璃纤维，重复步骤S1、S2直到玻璃纤维的总厚度达到目标厚度时为止，针刺成为气凝胶绝热毡；气凝胶粉与玻璃纤维的重量比为20:80；
S4.在负压设备的下方设置尾部吸尘装置以收集多余的气凝胶粉并重复利用；本实施例中的气凝胶粉为二氧化硅气凝胶粉。
实施例2
按照以下步骤制备气凝胶绝热毡：
S1.使用送风装置输送气凝胶粉，送风装置的出风口处设置于第一层玻璃纤维的上方，气凝胶粉的振实密度为30kg/m3，粒径为10μm，流速为50g/s；
S2.在第一层玻璃纤维的下方设置负压设备并开启负压控制压力为-0.1MPa，使从送风装置出风口处输出的气凝胶粉飘落并吸附于第一层玻璃纤维的表面；
S3.在步骤S2处理后的第一层玻璃纤维上再铺设一层玻璃纤维，重复步骤S1、S2直到玻璃纤维的总厚度达到目标厚度时为止，针刺成为气凝胶绝热毡；气凝胶粉与玻璃纤维的重量比为5:95；
S4.在负压设备的下方设置尾部吸尘装置以收集多余的气凝胶粉并重复利用；本实施例中的气凝胶粉为氧化铝气凝胶粉。
实施例3
按照以下步骤制备气凝胶绝热毡：
S1.使用送风装置输送气凝胶粉，送风装置的出风口处设置于第一层玻璃纤维的上方，气凝胶粉的振实密度为80kg/m3，粒径为100μm，流速为10g/s；
S2.在第一层玻璃纤维的下方设置负压设备并开启负压控制压力为-1MPa，使从送风装置出风口处输出的气凝胶粉飘落并吸附于第一层玻璃纤维的表面；
S3.在步骤S2处理后的第一层玻璃纤维上再铺设一层玻璃纤维，重复步骤S1、S2直到玻璃纤维的总厚度达到目标厚度时为止，针刺成为气凝胶绝热毡；气凝胶粉与玻璃纤维的重量比为30:70；
S4.在负压设备的下方设置尾部吸尘装置以收集多余的气凝胶粉并重复利用；本实施例中的气凝胶粉为二氧化钛气凝胶粉。
实施例4
按照以下步骤制备气凝胶绝热毡：
S1.使用送风装置输送气凝胶粉，送风装置的出风口处设置于第一层玻璃纤维的上方，气凝胶粉的振实密度为60kg/m3，粒径为80μm，流速为40g/s；
S2.在第一层玻璃纤维的下方设置负压设备并开启负压控制压力为-0.2MPa，使从送风装置出风口处输出的气凝胶粉飘落并吸附于第一层玻璃纤维的表面；
S3.在步骤S2处理后的第一层玻璃纤维上再铺设一层玻璃纤维，重复步骤S1、S2直到玻璃纤维的总厚度达到目标厚度时为止，针刺成为气凝胶绝热毡；气凝胶粉与玻璃纤维的重量比为15:85；
S4.在负压设备的下方设置尾部吸尘装置以收集多余的气凝胶粉并重复利用；本实施例中的气凝胶粉为碳化硅气凝胶粉。
实施例5
按照以下步骤制备气凝胶绝热毡：
S1.使用送风装置输送气凝胶粉，送风装置的出风口处设置于第一层玻璃纤维的上方，气凝胶粉的振实密度为40kg/m3，粒径为60μm，流速为20g/s；
S2.在第一层玻璃纤维的下方设置负压设备并开启负压控制压力为-0.3MPa，使从送风装置出风口处输出的气凝胶粉飘落并吸附于第一层玻璃纤维的表面；
S3.在步骤S2处理后的第一层玻璃纤维上再铺设一层玻璃纤维，重复步骤S1、S2直到玻璃纤维的总厚度达到目标厚度时为止，针刺成为气凝胶绝热毡；气凝胶粉与玻璃纤维的重量比为25:75；
S4.在负压设备的下方设置尾部吸尘装置以收集多余的气凝胶粉并重复利用；本实施例中的气凝胶粉为二氧化钛-二氧化硅气凝胶粉。
实验例：性能测试
按照GB/T34336-2017分别测试实施例1-5制得的气凝胶绝热毡的性能。
测试结果如表1所示：
表1
25℃导热系数（W/m·k） 300℃导热系数（W/m·k） 质量振动损失率（%）
实施例1 0.027 0.056 0.2
实施例2 0.030 0.058 0.4
实施例3 0.028 0.057 0.3
实施例4 0.031 0.057 0.5
实施例5 0.025 0.054 0.2
由表1可看出，本发明实施例1-5制得的气凝胶绝热毡的各项性能均较好。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种气凝胶绝热毡的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.使用送风装置输送气凝胶粉，送风装置的出风口处设置于第一层玻璃纤维的上方；
S2.在第一层玻璃纤维的下方设置负压设备并开启负压，使从送风装置出风口处输出的气凝胶粉飘落并吸附于第一层玻璃纤维的表面；
S3.在步骤S2处理后的第一层玻璃纤维上再铺设一层玻璃纤维，重复步骤S1、S2直到玻璃纤维的总厚度达到目标厚度时为止，针刺成为气凝胶绝热毡；
S4.在负压设备的下方设置尾部吸尘装置以收集多余的气凝胶粉并重复利用。
2.根据权利要求1所述的一种气凝胶绝热毡的制备方法，其特征在于：所述气凝胶粉与玻璃纤维的重量比为（5-30）:（70-95）。
3.根据权利要求1所述的一种气凝胶绝热毡的制备方法，其特征在于：所述气凝胶粉为二氧化硅气凝胶粉、氧化铝气凝胶粉、二氧化钛气凝胶粉、碳化硅气凝胶粉、二氧化钛-二氧化硅气凝胶粉中的其中一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种气凝胶绝热毡的制备方法，其特征在于：所述气凝胶粉的振实密度为30-80kg/m3，粒径为10-100μm。
5.根据权利要求1所述的一种气凝胶绝热毡的制备方法，其特征在于：所述气凝胶粉的流速为10-50g/s。
6.根据权利要求1所述的一种气凝胶绝热毡的制备方法，其特征在于：所述负压设备的压力为-0.1至-1MPa。
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