[发明专利]一种片材气凝胶复合材料生产装置及生产方法

说明书

本发明涉及一种片材气凝胶复合材料生产装置及生产方法。片材气凝胶复合材料生产装置包括反应釜罐体和片材盒，反应釜罐体的顶部设有进液通道和抽气口，侧壁上设有出液通道；片材盒包括装配在一起的安装架和料盒，安装架定位放置在反应釜罐体内，料盒内用于存放凝胶纤维片材，各料盒共同围成与进液通道连通的封闭注液腔，进液通道用于将改性液体及超临界流体输送至注液腔中，各料盒与反应釜罐体之间围成与出液通道连通的出液腔；料盒用于围成注液腔的侧壁上设有与注液腔相通的注液孔，料盒的与反应釜罐体的内壁相对的侧壁上设有与出液通道连通的出液孔。片材气凝胶复合材料生产方法采用上述生产装置进行，本发明能节约成本、减少污染、保证成品率。

技术领域

本发明涉及一种片材气凝胶复合材料生产装置及生产方法。

背景技术

气凝胶是一种经溶胶-凝胶法和特殊干燥方式制备而得的具有三维纳米多孔结构的纳米材料，具有极高的孔隙率、极大的比表面积、极低的密度和导热系数，在保温隔热领域具有极其广阔的应用前景。气凝胶具有机械强度低、脆性大等问题，难以直接使用。目前主流的方法是将二氧化硅气凝胶与纤维基材进行复合，得到具有一定柔性的气凝胶毡复合保温材料。

气凝胶隔热材料在新能源领域的应用，通常以片材形式应用于整车隔热及新能源电池的隔热。有鉴于此，以卷材型纤维基材复合气凝胶制备的气凝胶毡复合保温材料，在应用之前还需要进行裁切处理。由于目前气凝胶复合保温材料的主要生产方式为卷材生产，卷材状的气凝胶复合保温材料在制作完成后需要根据所需尺寸进行裁切，裁切过程中容易产生大量边角料，造成气凝胶复合保温材料的浪费；而且在裁切过程中，气凝胶复合保温材料中的气凝胶粉体会有不同程度的脱落，脱落的气凝胶粉体由于其粒径小，质量轻，会造成加工环境的粉尘污染。

为减少气凝胶复合保温材料的浪费以及从气凝胶复合保温材料上脱落的气凝胶粉对加工环境造成的粉尘污染，可以将纤维基材先裁剪成所需尺寸后再生产出片材气凝胶复合保温材料，这样亦可大大节约成本。授权公告号为CN213972060U的中国实用新型专利公开了一种片材气凝胶生产凝胶装置，该装置便是对裁剪后的纤维基材进行浸渍溶胶，以便于后续片材气凝胶的制备。但是上述装置也仅涉及对纤维基材的浸胶处理，并未提及适用于片材型气凝胶复合材料的凝胶、疏水和干燥的设备及配套工序。而原有的卷材气凝胶的生产装置无法高效应用于片材气凝胶的生产，片材气凝胶复合材料由于不具备连续性，在气凝胶复合材料生产过程中具有易错位及卷曲后不易再拉伸的弊端。因此，如何设计合适的片材气凝胶复合材料生产装置，将反应釜内空间利用率开发到最大化，保证更高的成品率，同时生产操作更加简便是片材气凝胶复合材料生产工艺的关键所在。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种片材气凝胶复合材料生产装置及生产方法，合理布局生产装置内的空间，通过对凝胶纤维片材后续处理步骤所用流体的导向，实现凝胶纤维片材稳定及良好的疏水、干燥处理，提高片材气凝胶复合材料的生产效率。

为实现上述目的，本发明的片材气凝胶复合材料生产装置所采用的技术方案是：

片材气凝胶复合材料生产装置，包括：

反应釜罐体，反应釜罐体的顶部设有进液通道和抽气口，反应釜罐体的侧壁上设有出液通道；

片材盒，包括安装架和料盒，安装架定位放置在反应釜罐体内，料盒可拆装配在安装架上，料盒在安装架的圆周方向上均匀安装有多个，料盒内用于存放凝胶纤维片材，任意相邻的两个料盒呈设定夹角抵靠在一起以围成与所述进液通道连通的封闭的注液腔，所述进液通道用于将改性流体及超临界流体输送至所述注液腔中，各个料盒与反应釜罐体的内壁之间留有设定的间距以形成与所述出液通道连通的出液腔；料盒的用于围成所述注液腔的侧壁上设有与注液腔相通的注液孔，料盒的与反应釜罐体的内壁相对的侧壁上设有与所述出液通道连通的出液孔。