一種二次復合的氣凝膠纖維氈及其制備方法技術

本發明專利技術涉及一種二次復合的氣凝膠纖維氈及其制備方法，該方法包括以下步驟：將氣凝膠粉體溶于溶劑中形成氣凝膠粉體溶液；將纖維氈浸入S1中的氣凝膠粉體溶液中，浸泡處理；將浸泡處理完成后的纖維氈取出并置于烘干設備中烘至恒重，即得。本發明專利技術的有益效果是：與常規的原位復合不同，本發明專利技術不存在由氣凝膠前驅體在纖維氈上凝膠化的步驟以及后期的催化改性階段，故不需要凝膠前驅體溶液制備步驟、凝膠化處理及后期催化改性步驟，尤其適用于生產氣凝膠超薄纖維氈；其工藝簡單，省略了大量的化工設備，也不受場地限制，極大的降低了氣凝膠纖維氈的生產成本并提高了生產效率，因此其是一種非常有前景的氣凝膠纖維氈的制備方法。

【技術實現步驟摘要】
一種二次復合的氣凝膠纖維氈及其制備方法
本專利技術屬于凝膠材料領域，具體涉及一種二次復合的氣凝膠纖維氈及其制備方法。
技術介紹
氣凝膠是一種具有納米級多孔結構的低密度材料，由于其密度極低、重量輕，氣凝膠通常又被稱作固體煙；同時，氣凝膠中95％以上都是空氣，故其還具有十分優異的隔熱效果，如硅氣凝膠在常溫下導熱系數可低至0.013W/(m·k)，因此氣凝膠被認為是性能突出的保溫隔熱材料。然而，純氣凝膠強度較差，難以單獨作用為塊體材料用于絕熱保溫工程或其它領域。通常解決上述問題的方法是將氣凝膠與纖維增強材料復合形成復合材料，即氣凝膠纖維氈(氣凝膠氈)，以增強氣凝膠材料的強度，滿足使用要求。現有技術中氣凝膠纖維氈產品都采用的是原位復合的方法(如CN105906298A公開的內容)：將氣凝膠的前驅體(并非氣凝膠成品)浸漬織品纖維的預成體，然后經凝膠化處理和催化后處理等(由氣凝膠前驅體轉變為氣凝膠的一系列處理，可能包括溶液替換、催化、表面改性、常壓干燥或超臨界干燥等)，氣凝膠前驅體在織品纖維表面及內部原位生成氣凝膠。該方法的不足之處在于：工藝復雜，需要反應釜或超臨界反應釜等專門的化工設備，需要足夠大的生產空間，技術和資金需求門檻高，規模化生產困難。因此，現有技術中亟需開發氣凝膠纖維氈新的制備方法，以克服原位復合法生產氣凝膠纖維氈存在的諸多不足。
技術實現思路
本專利技術提供一種二次復合的氣凝膠纖維氈及其制備方法，旨在一定程度上克服現有技術中使用原位復合方法生產氣凝膠纖維氈存在的上述不足。本專利技術解決上述技術問題的技術方案如下：一種二次復合的氣凝膠纖維氈的制備方法，其包括以下步驟：S1.溶液配制：將氣凝膠粉體溶于溶劑中形成氣凝膠粉體溶液；S2.浸泡復合：將纖維氈浸入S1中的氣凝膠粉體溶液中，浸泡處理1-60min以使氣凝膠溶液充分浸潤纖維氈；浸泡處理具體可以為在反應槽中的常壓浸泡、負壓浸泡、循環管體浸泡、擠壓浸泡等本領域技術人員可能想到的浸泡方式，只要能保證氣凝膠溶液充分浸潤纖維氈即可，充分浸潤的目的為使氣凝膠粉體溶液中的氣凝膠粉體均勻分散至纖維氈的表層和/或內部。S3.烘干處理:將浸泡處理完成后的纖維氈取出并置于烘干設備中烘至恒重，即得。在上述技術方案的基礎上，本專利技術還可以有如下進一步的具體選擇或更優選擇。具體的，S1中氣凝膠粉體的粒徑為5-70μm，氣凝膠粉體溶液的濃度為0.5-10wt％。需要說明的是，本專利技術的氣凝膠粉體并不局限于二氧化硅氣凝膠粉，還可以包括氧化鋁氣凝膠或碳氣凝膠等。最佳的，S1中氣凝膠粉體的粒徑為10-20μm,氣凝膠粉體溶液的濃度為2-5wt％。具體的，S1中的溶劑為正己烷、環己烷、乙醇、甲醇或體積分數80％以上的乙醇水溶液。需要說明的是，首先上述溶劑還可以是本領域的普通技術人員所能想到的其他低表面能的有機溶劑，其次上述溶劑中還可包含適量必要的助溶成份，比如表面活性劑、潤濕劑、分散劑等，即包含一定助溶成份的溶劑也應納入本專利技術保護范圍。具體的，S2中的纖維氈為玻璃纖維氈、巖棉纖維氈、陶瓷纖維氈、聚酯纖維氈或無紡布。可以理解的是，除上述列舉的幾種類型的纖維氈外，該纖維氈還可以為其他常見的混紡纖維制成的纖維氈。具體的，所述纖維氈的厚度為0.05-10mm。最佳的，所述纖維氈的厚度為0.05-1mm。具體的，S3中使用的烘干設備為密閉的熱輥設備，干燥完成后得到呈卷狀的二次復合氣凝膠纖維氈。具體的，S3中的烘干溫度為60-110℃，烘干時間為1-60min。最佳的，烘干溫度為80℃，烘干時間為1-2min。本專利技術還提供了一種二次復合的氣凝膠纖維氈，其通過上述的制備方法得到。與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：以市售的氣凝膠粉為原料，通過浸泡法使氣凝膠粉與纖維氈充分接觸，然后干燥使氣凝膠與纖維氈復合得目標產品，尤其適用于生產氣凝膠超薄纖維氈，與常規的原位復合不同，本專利技術不存在由氣凝膠前驅體在纖維氈上凝膠化的步驟，故不需要凝膠前驅體溶液制備步驟及凝膠化處理步驟，工藝簡單，省略了大量的化工設備，也不受場地限制，極大的降低了氣凝膠纖維氈的生產成本并提高了生產效率，因此其是一種非常有前景的氣凝膠纖維氈的制備方法。附圖說明圖1為本專利技術提供的一種二次復合的氣凝膠纖維氈制備方法的流程圖；具體實施方式以下結合附圖及具體實施例對本專利技術作進一步的詳細描述，所舉實例只用于解釋本專利技術，并非用于限定本專利技術的范圍。以下實施例中使用到的方法若無特別說明則均為本領域技術人員所熟知的常規方法，所用的藥品原料等若無特別說明則均為市售的常規產品。如圖1所示，本專利技術提供一種二次復合的氣凝膠纖維氈的制備方法，其包括以下步驟：S1.溶液配制：將氣凝膠粉體溶于溶劑中形成氣凝膠粉體溶液；S2.浸泡復合：將纖維氈浸入S1中的氣凝膠粉體溶液中，浸泡處理1-60min以使氣凝膠溶液充分浸潤纖維氈；浸泡處理具體可以為在反應槽中的常壓浸泡、負壓浸泡，循環噴灑浸泡和擠壓浸泡等本領域技術人員可能想到的浸泡方式，只要能保證氣凝膠溶液充分浸潤纖維氈即可，充分浸潤的目的為使氣凝膠粉體溶液中的氣凝膠粉體均勻分散至纖維氈的表層和/或內部。S3.烘干處理:將浸泡處理完成后的纖維氈取出并置于烘干設備中烘至恒重，即得。以下通過具體實例對本專利技術提供的方法作進一步的說明。實施例1一種二次復合的氣凝膠纖維氈的制備方法，其包括以下步驟：S1.溶液配制：將經篩選的顆粒粒徑為5-70μm的氣凝膠粉體5g溶于95g正己烷溶劑中形成氣凝膠粉體溶液；S2.浸泡復合：將長寬厚30mm×60mm×1mm的玻璃纖維氈浸入S1中的氣凝膠粉體溶液中，常壓浸泡處理10min以使氣凝膠溶液充分浸潤玻璃纖維氈(浸泡時可不停移動玻璃纖維氈以加快氣凝膠粉體溶液浸入玻璃纖維氈的速度)；S3.烘干處理:將浸泡處理完成后的玻璃纖維氈取出并置于密閉防爆的小型熱輥設備中烘干,干燥溫度為75-100℃，干燥時間為1-5min，烘干至恒重，即得。實施例2一種二次復合的氣凝膠纖維氈的制備方法，其包括以下步驟：S1.溶液配制：將經篩選的顆粒粒徑為10-20μm的氣凝膠粉體2g溶于98g乙醇溶劑中形成氣凝膠粉體溶液；S2.浸泡復合：將長寬厚30mm×60mm×0.5mm的玻璃纖維氈浸入S1中的氣凝膠粉體溶液中，常壓浸泡處理5min以使氣凝膠溶液充分浸潤玻璃纖維氈(浸泡時可不停移動玻璃纖維氈以加快氣凝膠粉體溶液浸入玻璃纖維氈的速度)；S3.烘干處理:將浸泡處理完成后的玻璃纖維氈取出并置于密閉防爆的小型熱輥設備中烘干,干燥溫度為75-80℃，干燥時間為5-10min，烘干至恒重，即得。實施例3一種二次復合的氣凝膠纖維氈的制備方法，其包括以下步驟：S1.溶液配制：將經篩選的顆粒粒徑為55-70μm的氣凝膠粉體10g溶于90g環己烷溶劑中形成氣凝膠粉體溶液；S2.浸泡復合：將長寬厚30mm×60mm×3mm的巖棉纖維氈浸入S1中的氣凝膠粉體溶液中，常壓浸泡處理40min以使氣凝膠溶液充分浸潤巖棉纖維氈(浸泡時可不停移動巖棉纖維氈以加快氣凝膠粉體溶液浸入巖棉纖維氈的速度)；S3.烘干處理:將浸泡處理完成后的巖棉纖維氈取出并置于密閉防爆的小型熱輥設備中烘干,干燥溫度為100-110℃，干燥時間為30minmin，烘干至恒重，即得。實施例4一種二次本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種二次復合的氣凝膠纖維氈的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：S1.溶液配制：將氣凝膠粉體溶于溶劑中形成氣凝膠粉體溶液；S2.浸泡復合：將纖維氈浸入S1中的氣凝膠粉體溶液中，浸泡處理1?60min以使氣凝膠溶液充分浸潤纖維氈；S3.烘干處理:將浸泡處理完成后的纖維氈取出并烘干至恒重，即得。

【技術特征摘要】
1.一種二次復合的氣凝膠纖維氈的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：S1.溶液配制：將氣凝膠粉體溶于溶劑中形成氣凝膠粉體溶液；S2.浸泡復合：將纖維氈浸入S1中的氣凝膠粉體溶液中，浸泡處理1-60min以使氣凝膠溶液充分浸潤纖維氈；S3.烘干處理:將浸泡處理完成后的纖維氈取出并烘干至恒重，即得。2.根據權利要求1所述的一種二次復合的氣凝膠纖維氈的制備方法，其特征在于，S1中氣凝膠粉體的粒徑為5-70μm，氣凝膠粉體溶液的濃度為0.5-10wt％。3.根據權利要求2所述的一種二次復合的氣凝膠纖維氈的制備方法，其特征在于，S1中氣凝膠粉體的粒徑為10-20μm,氣凝膠粉體溶液的濃度為2-5wt％。4.根據權利要求1所述的一種二次復合的氣凝膠纖維氈的制備方法，其特征在于，S1中的溶劑為正己烷、環己烷、乙醇、甲醇或體積分數80％以上的乙醇水溶液。5...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王天賦，彭戰軍，
申請(專利權)人：湖北硅金凝節能減排科技有限公司，
類型：發明
國別省市：湖北,42