1.一种防脱粉气凝胶复合保温毡的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)取固含量为5~35%的气凝胶前驱体;
(2)用重量法制备粘结剂:
①取硅酸钠A 10~65重量份、硅酸钾10~40重量份、5~30重量份的膨润土、水A 30~90重量份混合后搅拌均匀;
②加入硅溶胶5~40重量份,搅拌均匀;
③加入磷酸铝1~15重量份,搅拌均匀,调pH值到7-8;
④再加入偶联剂A1~10重量份和成膜助剂1~15重量份,搅拌均匀,然后用高速分散砂磨机砂磨,制备出分散均匀的粘结剂;
(3)按照气凝胶前驱体固含量的0.1~5%添加粘结剂,搅拌均匀,得到的混合溶液通过砂磨机循环研磨,得到成型的气凝胶湿凝胶溶液;
(4)取纤维骨架材料,按照气凝胶湿凝胶溶液:纤维骨架材料=2~30:1的重量比,将纤维骨架材料浸入气凝胶湿凝胶溶液中,使纤维骨架材料饱和吸附气凝胶湿凝胶溶液,干燥后即得保温毡;
所述气凝胶前驱体的制备方法,包括以下步骤:
(1)制备硅源和溶剂的混合溶液
取摩数3.0~4.0的硅酸钠B装入反应釜中,加入硅酸钠B质量1~3倍的水B进行稀释,反应釜以80~200r/min的速度搅拌30min,经200目筛过滤,得到硅酸钠溶液B;
(2)溶胶
取A酸,在A酸中加入A酸金属盐和稀土A酸盐,混合均匀后,以喷淋的方式加入至步骤(1)得到的硅酸钠溶液B;喷淋的同时以1200~2000r/min的速度对反应釜内的物料进行快速搅拌,控制硅酸钠溶液B的pH值为1.5~3.0,得到溶胶;
凝胶
取氢氧化钠或氨水,加入水C稀释至pH值为10~11.5,以喷淋的方式加入至反应釜中;喷淋的同时以1200~2000r/min的速度对反应釜内的物料进行快速搅拌,当反应釜内物料的pH值为4.5~5.5时,终止喷淋,得到凝胶;
(4)老化
反应釜内以20~50r/min的速度继续搅拌3~10h,对反应釜内的物料进行老化,控制反应釜内物料温度为35~50℃;
(5)溶剂置换
在反应釜内进行持续搅拌60~180min,同时加入与步骤(4)反应釜内老化物料同体积的置换溶剂,以置换出剩余的水分;
(6)表面修饰
在反应釜内进行持续搅拌,同时继续加入与步骤(4)反应釜内老化物料同体积的偶联剂B;经过搅拌60~180min,得到包覆有置换溶剂和偶联剂B的稀土增韧的硅气凝胶前驱体,即为气凝胶前驱体。
2.很据权利要求1所述的一种防脱粉气凝胶复合保温毡的制备方法,其特征在于,包括气凝胶湿凝胶溶液、纤维骨架材料,所述气凝胶湿凝胶溶液、纤维骨架材料的重量比为2~30:1。
3.根据权利要求1所述的一种防脱粉气凝胶复合保温毡的制备方法,其特征在于,所述偶联剂A为KH560、TM-12中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的一种防脱粉气凝胶复合保温毡的制备方法,其特征在于,所述成膜助剂为醇脂12、乙二醇丁醚的一种或两种。
5.根据权利要求1所述的一种防脱粉气凝胶复合保温毡的制备方法,其特征在于,所述纤维骨架材料采用陶瓷纤维毡、聚合物纤维毡、玻璃纤维毡、植物纤维毡或碳纤维毡中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种防脱粉气凝胶复合保温毡的制备方法,其特征在于,所述水A、水B、水C为去离子水。
7.根据权利要求1所述的一种防脱粉气凝胶复合保温毡的制备方法,其特征在于,步骤(6)中所述偶联剂B为六甲基二硅氮烷、双( 三甲硅基) 乙酰胺、甲氧基三甲基硅烷、二甲氧基二甲基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷和甲基三甲氧基烷的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的一种防脱粉气凝胶复合保温毡的制备方法,其特征在于,步骤(5)或步骤(6)中所述的搅拌为在反应釜内进行搅拌。
9.根据权利要求1所述的一种防脱粉气凝胶复合保温毡的制备方法,其特征在于,优选的搅拌为反应釜中心提供快速的顺向搅拌(高速剪切盘),反应釜中心的外围提供折流板来实现的。