[实用新型]一种便于溶胶-凝胶法生产柔性气凝胶复合材料的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种便于溶胶-凝胶法生产柔性气凝胶复合材料的装置，属于气凝胶复合材料制备设备领域。

背景技术

气凝胶是最近几十年新起的一种“改变世界的神奇材料”。气凝胶，英文名字aerogel，当凝胶脱去大部分溶剂，使凝胶中液体含量比固体含量少得多，或凝胶的空间网状结构中充满的介质是气体，外表呈固体状，即为气凝胶。气凝胶内孔隙率可达99%，是一种具有纳米结构的多孔材料，在力学、声学、热学、光学等诸方面均显示其独特性质。

柔性气凝胶复合材料是以某种气凝胶为主体材料，并复合于增强型纤维毡中，通过溶胶-凝胶法得到柔性气凝胶复合材料。制备时，在气凝胶装置内，将纤维毡铺装，然后对纤维毡进行溶胶—凝胶处理，即可得到柔性气凝胶复合材料。

现在国内外工业化的气凝胶装置较少，为了防止纤维毡内有大的气泡及挤压方便，溶胶凝胶过程一般在槽子内进行，纤维毡铺装及凝胶后取出比较麻烦，自动化程度很低，生产费时、费力、效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决溶胶凝胶后湿凝胶不易取出问题，保证浸渍过程中纤维毡内气体完全排除，浸渍完全，不遗留大的气泡，提供了一种便于溶胶-凝胶法生产柔性气凝胶复合材料的装置。

本实用新型采用的技术方案是：

一种便于溶胶-凝胶法生产柔性气凝胶复合材料的装置，

包括第一工装和与水循环真空泵相连接的可拆卸溶胶-凝胶罐，所述溶胶-凝胶罐内设有可拆卸的第一工装，溶胶-凝胶罐上设有溶胶进料口；

其中，第一工装为两端带有圆盘的轴。

所述第一工装的轴内部中空，可使溶胶通过轴内部循环流动，使纤维毡浸渍完全。

当装置工作时，第一工装进入溶胶-凝胶罐中，第一工装对纤维毡起支撑作用，纤维毡直接缠绕在第一工装的轴上。

进一步的，所述便于溶胶-凝胶法生产柔性气凝胶复合材料的装置，还包括第二工装，所述第二工装为与第一工装相配套的折弯片，折弯片可以折弯。第二工装包覆纤维毡卷，防止纤维卷松懈，起到固定作用，有利于维持一定的形状及厚度，使产品质量更稳定。

进一步，所述溶胶-凝胶罐上还设有氮气进气口。通氮气的作用是：吹扫，清理管路，避免醇凝胶堵塞管道。

优选的，所述溶胶-凝胶罐的下部设有溶胶进料口。在下部设置溶胶进料口与水循环真空泵抽真空相配合，保证浸渍过程中纤维毡内气体完全排除，浸渍完全，不遗留大的气泡。

优选的，所述溶胶-凝胶罐包括罐壁和设置在罐壁两端的封头，所述罐壁分为至少两个部分，其中一部分罐壁能拆卸，拆卸之后用来进入第一工装。

更优选的，所述罐壁分为两个部分，其中一部分罐壁能拆卸，采用螺栓与另一罐壁部分及两端封头相连。罐壁的两部分连接处设有聚四氟乙烯垫片，闭合时可密闭连接。

进一步，所述轴的壁上和圆盘上设有若干个孔，目的是便于浸渍，使溶胶流过。

优选的，所述第二工装为一带有若干孔的柔性不锈钢片，与第一工装配套使用。尺寸与第一工装契合，弯成圆柱形后地面圆半径与第一工装的圆盘一致，弯过去后采用卡扣连接固定。设计若干孔的目的是，不锈钢片外壁可容水和乙醇通过。

进一步，第一工装和第二工装均设有吊耳，便于吊装。

进一步，所述溶胶-凝胶罐壁的一侧设有平台，可将溶胶-凝胶罐卧式放置。

工作原理：利用第一工装起一个轴的作用，使纤维毡均匀紧密的缠绕在上面，形成纤维卷。采用行车把第一工装吊起，送入打开的溶胶-凝胶罐，溶胶-凝胶罐上部采用快开结构，装料以后闭合，采用紧固螺栓拧紧，溶胶凝胶罐内部形成密闭体系，采用水环式真空泵抽真空使罐内形成一定负压0.05~0.5MPa，关闭水环式真空泵。开启溶胶泵使溶胶自溶胶凝胶罐底部进入，待完全浸渍纤维毡后关闭溶胶泵。等待溶胶发生一系列聚合反应生成凝胶并老化一定时间后，打开紧固螺栓，用行车吊开溶胶-凝胶罐上部罐体，取出湿凝胶。

本实用新型的有益效果是：

①采用溶胶凝胶罐代替溶胶槽提高了容器密闭性，可防止溶胶在过程中挥发开裂，得到的产品微观结构更好。

②采用第一工装直接在打卷机上打卷，避免了人工铺毡，减少了劳动强度和人力消耗，使操作更加简便。

③第二工装包覆纤维卷，防止纤维卷松懈，有利于维持一定的形状及厚度，使产品质量更稳定。

④密闭凝胶罐体，采用抽真空方式除掉纤维毡中的空气，相比现有机械挤压的方式更为可靠，容易控制。

附图说明

图1是本实用新型溶胶-凝胶罐的结构示意图；