一种超耐磨抗水气凝胶纳米绝热材料的制备装置的制作方法

本实用新型涉及一种超耐磨抗水气凝胶纳米绝热材料的制备装置，属于绝热材料技术领域。

背景技术：

目前，壁面保温隔热材料分为有机保温材料和无机保温材料两种；无机温材料有矿物棉、膨胀珍珠岩等，其价格低廉，但具有很强的亲水性，由于水的导热系数远高于膨胀珍珠岩材料，吸水后会导致其保温隔热性能急剧下降。同时膨胀珍珠岩为无机多孔物质,易破碎,在运输过程可能由于挤压或撞击而造成破碎。有机壁面隔热材料主要是泡沫塑料，它有较好保温隔热性能，但易燃，且施工十分复杂，废弃材料长期不能降解，而造成白色污染；另外，有机保温材料和无机保温材料均不耐磨，破损率高，寿命短。

随着纳米技术的飞速发展,气凝胶作为一种新型的轻质纳米多孔性固态材料越来越引起人们的重视。但是由于目前气凝胶生产原料以硅酸酯为硅源，生产成本高，制备装置功能一般比较单一，不能同时实现加热和搅拌，操作起来费时费力，生产率低；也有一些可以同时实现加热和搅拌，但往往结构复杂，成本高。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种超耐磨抗水气凝胶纳米绝热材料的制备装置，能同时实现加热和搅拌，操作方便，省时省力，提高了生产率；结构简单，成本低。

为了解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：一种超耐磨抗水气凝胶纳米绝热材料的制备装置，包括罐体，罐体的上底和下底均为圆弧面，罐体的上底和下底上分别设有第二搅拌构件和第一搅拌构件，第二搅拌构件和第一搅拌构件结构相同且沿罐体的横截面对称设置；

第一搅拌构件包括转轴，转轴的上部和下部分别设有第一组搅拌叶片和第二组搅拌叶片，第一组搅拌叶片和第二组搅拌叶片结构相同且沿转轴的中垂线对称设置，第一组搅拌叶片包括套筒，套筒套接在转轴上，套筒的外周上均匀设有4个夹持片，夹持片夹持有搅拌叶片。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述搅拌叶片包括直边部和斜边部，斜边部与直边部的夹角为165度，夹持片的端部与搅拌叶片之间设有支撑片。

所述搅拌叶片的末端分别设有第一辅助叶片和第二辅助叶片，第一辅助叶片和第二辅助叶片均为矩形，第一辅助叶片和第二辅助叶片与搅拌叶片的夹角均为130度。

还包括支架，支架为“U”形，支架的上端分别设有横梁，横梁铰接于罐体的中部

所述罐体的下部外周上设有加热层，罐体的上部内周上设有空腔，空腔内设有冷水。

所述罐体的中部内部设有缓流网，缓流网包括环形网和圆形网，环形网与罐体内壁连接，圆形网与环形网连接。

所述罐体的中部设有加料口，罐体的上部设有出料口。

本实用新型采取以上技术方案，具有以下优点：

1、能同时实现加热和搅拌，操作方便，省时省力，时间节省50%，生产率提高50%；

2、结构简单，成本低。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例中一种超耐磨抗水气凝胶纳米绝热材料的制备装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中第一搅拌构件的结构示意图；

图3为图2中搅拌叶片的俯视图。

图中，1-罐体；2-支架；3-横梁；4-缓流网；5-环形网；6-圆形网；7-第一搅拌构件；8-加热层；9-第二搅拌构件；10-空腔；11-加料口；12-出料口；13-转轴；14-套筒；15-夹持片；16-支撑片；17-搅拌叶片；18-第一辅助叶片；19-第二辅助叶片；20-第一组搅拌叶片；21-第二组搅拌叶片；22-直边部；23-斜边部。

具体实施方式

实施例1，一种超耐磨抗水气凝胶纳米绝热材料，由以下重量份数的原料配比而成：陶瓷纤维毡20份、仲丁醇铝10份、乙醇20份、去离子水80份、顺丁橡胶3份、丁苯橡胶2份、催化剂8份、活性剂3份。

所述催化剂为冰醋酸，所述活性剂由纳米氧化锌和硬脂酸组成，其中，纳米氧化锌与硬脂酸的重量份比为2.5：1份；

所述纳米氧化锌包括粒径为20nm以下的一次粒子和粒径为20nm-30nm的一次粒子，其中，粒径为20nm以下的一次粒子占70%，粒径为20nm-30nm的一次粒子占30%。

一种超耐磨抗水气凝胶纳米绝热材料的制备方法包括如下步骤：

1、将仲丁醇铝与去离子水依次加入乙醇中，匀速搅拌得混合液并加热至60度，保持恒温60度搅拌直至溶液逐渐由浑浊变澄清；

2、待溶液冷却至室温后，依次加入冰醋酸、甲醇，匀速搅拌25-30分钟，得氧化铝溶胶；

3、在氧化铝溶胶内加入陶瓷纤维毡，匀速搅拌25-30分钟，得到纤维复合氧化铝溶胶混合体；

4、在纤维复合氧化铝溶胶混合体内加入顺丁橡胶、丁苯橡胶、纳米氧化锌和硬脂酸，匀速搅拌25-30分钟，待其凝胶后，以醇溶剂为干燥介质进行超临界干燥即可得到氧化铝气凝胶隔热复合材料。

实施例2，一种超耐磨抗水气凝胶纳米绝热材料，由以下重量份数的原料配比而成：陶瓷纤维毡25份、仲丁醇铝18份、乙醇30份、去离子水100份、顺丁橡胶5份、丁苯橡胶4份、催化剂15份、活性剂5份。

所述催化剂为冰醋酸，所述活性剂由纳米氧化锌和硬脂酸组成，其中，纳米氧化锌与硬脂酸的重量份比为2.5：1份；

所述纳米氧化锌包括粒径为20nm以下的一次粒子和粒径为20nm-30nm的一次粒子，其中，粒径为20nm以下的一次粒子占70%，粒径为20nm-30nm的一次粒子占30%。

一种超耐磨抗水气凝胶纳米绝热材料的制备方法同实施例1。

实施例3，一种超耐磨抗水气凝胶纳米绝热材料，由以下重量份数的原料配比而成：陶瓷纤维毡22.5份、仲丁醇铝14份、乙醇25份、去离子水90份、顺丁橡胶4份、丁苯橡胶3份、催化剂11.5份、活性剂4份。

所述催化剂为冰醋酸，所述活性剂由纳米氧化锌和硬脂酸组成，其中，纳米氧化锌与硬脂酸的重量份比为2.5：1份；

所述纳米氧化锌包括粒径为20nm以下的一次粒子和粒径为20nm-30nm的一次粒子，其中，粒径为20nm以下的一次粒子占70%，粒径为20nm-30nm的一次粒子占30%。

一种超耐磨抗水气凝胶纳米绝热材料的制备方法同实施例1。

将实施例1-3的超耐磨抗水气凝胶纳米绝热材料进行性能检测，检测结果如表1中所示；

表1

由表1可以看出，本实用新型超耐磨抗水气凝胶纳米绝热材料在拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度、DIN磨耗量、导热系数等指标均优于普通绝热材料。

如附图1、附图2和附图3所示，一种超耐磨抗水气凝胶纳米绝热材料的制备装置，包括罐体1和支架2，支架2为“U”形，支架2的上端分别设有横梁3，横梁3铰接于罐体1的中部，罐体1的上底和下底均为圆弧面，罐体1的上底和下底上分别设有第二搅拌构件9和第一搅拌构件7，第二搅拌构件9和第一搅拌构件7结构相同且沿罐体1的横截面对称设置；

第一搅拌构件7包括转轴13，转轴13的上部和下部分别设有第一组搅拌叶片20和第二组搅拌叶片21，第一组搅拌叶片20和第二组搅拌叶片21结构相同且沿转轴13的中垂线对称设置，第一组搅拌叶片20包括套筒14，套筒14套接在转轴13上，套筒14的外周上均匀设有4个夹持片15，夹持片15夹持有搅拌叶片17，搅拌叶片17包括直边部22和斜边部23，斜边部23与直边部22的夹角为165度，夹持片15的端部与搅拌叶片17之间设有支撑片16，搅拌叶片17的末端分别设有第一辅助叶片18和第二辅助叶片19，第一辅助叶片18和第二辅助叶片19均为矩形，第一辅助叶片18和第二辅助叶片19与搅拌叶片17的夹角均为130度；

罐体1的下部外周上设有加热层8，罐体1的中部设有加料口11，罐体1的上部设有出料口12，罐体1的上部内周上设有空腔10，空腔10内设有冷水，罐体1的中部内部设有缓流网4，缓流网4包括环形网5和圆形网6，环形网5与罐体1内壁连接，圆形网6与环形网5连接。

在一种超耐磨抗水气凝胶纳米绝热材料的制备方法步骤1中，将仲丁醇铝与去离子水依次加入乙醇中，匀速搅拌得混合液并加热至60度，保持恒温60度搅拌直至溶液逐渐由浑浊变澄清，将罐体1倒置，在冷水作用下迅速降温后进行其他步骤操作，加料口11可随之转动，保持口朝下，缓流网4可使浆料缓慢流动，提高浆料均匀度，该制备装置使本实用新型制备方法更加方便，操作简单。