[发明专利]气凝胶保温板的制备装置及方法

说明书

本发明涉及建筑保温材料领域，特别是涉及一种气凝胶保温板的制备装置及方法。制备装置包括底板、侧板以及顶板；侧板围设在底板的周向，顶板盖设在侧板的顶部以与底板以及侧板围设形成密闭空间；底板由导热材料制成，侧板和/或顶板由保温材料制成。该制备装置通过设置底板、侧板以及顶板，并通过调整侧板、顶板相对于底板的位置，能够保证制备的气凝胶保温板形状规整，可进行不同尺寸、不同形式的拼接，以适应不同应用需求。此外，由于使用了底板作为冷源的输入端，使得该制备装置可在冷源分布均匀的制冷设备中进行各项异性气凝胶保温板的制备，进而能够解决现有技术中定向制备气凝胶保温板时，对外界冷冻条件要求苛刻的问题。

技术领域

本发明涉及建筑保温材料领域，特别是涉及一种气凝胶保温板的制备装置及方法。

背景技术

气凝胶是一种具有纳米级孔隙结构的固体材料，其具有质轻、密度低、孔隙率高以及保温效果好等优良特性，在冷链运输、建筑保温、电器高效节能等领域有广阔的应用前景。

然而，气凝胶材料的无序孔隙结构虽具备良好的保温性能，但在实际应用时，其无法适应不同领域的应用需求从而限制了其发展。例如，在建筑保温领域，保温材料一方面需要具有良好的隔热能力，另一方面还需要一定力学强度和一定的压缩回弹能力；在电器节能领域，保温材料需要良好的柔韧性以对形态各异器件的包覆。这就需要对气凝胶的结构进行调控来达到目的。

定向冷冻干燥技术是一种获得多孔有序气凝胶结构的常用方法，通过调控温度梯度使冰晶单向生长，将分散在溶剂中的固体颗粒挤压到溶剂晶体间，从而使干燥后的气凝胶得到有序的、有取向的多孔结构。

现有技术中常用的方式是通过将聚酰亚胺水凝胶单面接触液氮使冰晶单向生长以达到单向冷冻的目的；或通过楔形模块调控使冰晶在径向和轴向生长以达到双向冷冻的目的，实现了气凝胶结构调控的目的。

但是，上述方法只适用于液氮等小范围冷源和较大温度差的情况，在内部温度分布均匀的大范围冷源和较小温差的情况下并不适用，冷冻条件苛刻，难以实现实际生产和应用。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种气凝胶保温板的制备装置，可在冷源分布均匀的制冷设备中进行各项异性气凝胶保温板的制备。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种气凝胶保温板的制备装置，包括底板、侧板以及顶板；所述侧板围设在所述底板的周向，所述顶板盖设在所述侧板的顶部以与所述底板以及所述侧板围设形成密闭空间；所述底板由导热材料制成，所述侧板和/或所述顶板由保温材料制成。

进一步地，所述顶板上设置有至少一个溢流孔。

进一步地，还包括隔板，所述隔板设置在所述密闭空间内以将所述密闭空间分隔成至少两个密闭空间。

进一步地，所述底板与冷源接触。

进一步地，所述隔板与所述侧板和/或相邻两个所述侧板之间通过紧固件可拆卸地连接。

根据本发明的另一方面，还提供一种气凝胶保温板的制备方法，所述制备方法通过如前所述的气凝胶保温板的制备装置实现，包括如下步骤：将所述侧板围设在所述底板的周向形成围设空间，将纤维素溶胶注入所述围设空间中；将所述顶板盖设在所述侧板的顶部形成所述制备装置；将所述制备装置置于冷冻装置中；经过第一预制时间后将所述制备装置转置于真空冷冻干燥装置中第二预制时间。

进一步地，注入的所述纤维素溶胶的体积大于或等于所述围设空间的体积的80％。

进一步地，所述冷冻装置中的温度小于或等于负20度；所述真空冷冻干燥装置中的温度小于或等于负40度，压强大于0.6帕斯卡且小于1帕斯卡。

进一步地，所述第一预制时间的取值范围为20分钟至6小时；所述第二预制时间的取值范围为大于或等于36小时。