一种射频辐射快速制备气凝胶的方法及设备与流程

文档序号:20782157发布日期:2020-05-19 21:20阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种射频辐射快速制备气凝胶的设备,其特征是,所述设备上端为釜盖(1)、中间为釜体(2)、下端为封头(3),釜体上端有进液口(4)和出气口(5),封头下端有出液口(6)和进气口(7);釜体形成的容器中间有管状空腔(8),空腔(8)底部有空腔(9)与釜体外部的空腔(10)相连,空腔(8)和空腔(10)内有射频发生器(11);空腔(8)外部可套带轴物料托盘(12),物料托盘(12)用于气凝胶复合材料制备过程中物料缠绕和吊装。

2.根据权利要求1所述设备,其特征是,所述的射频发生器(11)发出射频的工作频率为20khz~300ghz,射频输出功率为250w~2500kw。

3.根据权利要求1所述设备,其特征是,所述的带轴物料托盘(12)包括吊环(13)、中空轴体(14)和底部托盘(15);中空轴体(14)内径应大于空腔(8),底部托盘(15)上有孔洞(16)。

4.一种射频辐射快速制备气凝胶的方法,其特征是,所述的制备方法是在权利要求1所述的设备中完成的,包括溶胶-凝胶、老化、溶剂置换、改性和干燥工序的部分或全部。

5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征是,包括以下步骤:

1)以水性硅源为原料与纤维或海绵类多孔基材复合制备湿凝胶;

2)将湿凝胶与中空夹层(20)一同收卷,缠绕在带轴物料托盘(12),然后吊装进入釜体;

3)在釜体内利用射频作用快速完成老化、溶剂置换、改性、干燥工序,之后将所得气凝胶成品吊装出釜体;

所述水性硅源包括水玻璃和硅溶胶。

6.根据权利要求4所述的制备方法,其特征是,包括以下步骤:

1)先将有中空结构的夹层(20)和带轴物料托盘的底部托盘(15)浸润熔化的低熔点聚合物,并降温使低熔点聚合物凝固;或先将有中空结构的夹层(20)和带轴物料托盘的底部托盘(15)用低熔点聚合物薄膜包裹;

2)将纤维或海绵类多孔基材,与夹层(20)一同收卷缠绕在带轴物料托盘(12),然后吊装进入釜体;

3)在釜体内利用射频作用快速完成溶胶-凝胶、老化、低熔点聚合物熔化排出、溶剂置换、改性、干燥工序,之后将所得气凝胶成品吊装出釜体。

7.根据权利要求4所述的制备方法,其特征是,包括以下步骤:

1)先将带轴物料托盘的底部托盘(15)浸润熔化的低熔点聚合物,并降温使低熔点聚合物凝固;或先将带轴物料托盘的底部托盘(15)用低熔点聚合物薄膜包裹;

2)将纤维或海绵类多孔基材,与低熔点聚合物夹层(20)一同收卷缠绕在带轴物料托盘(12),然后吊装进入釜体;

3)在釜体内利用射频作用快速完成溶胶-凝胶、老化、低熔点聚合物熔化排出、溶剂置换、改性、干燥工序,之后将所得气凝胶成品吊装出釜体。

8.根据权利要求6或权利要求7所述的制备方法,其特征是,所述低熔点聚合物熔点为4~100℃,包括乙烯-醋酸乙烯共聚物(eva)、低分子量聚乙烯(pe)、乙烯-丙烯酸乙酯共聚树脂(eea)、二甲基硅氧烷混合环体(dmc)、六甲基环三硅氧烷(d3)、八甲基环四硅氧烷(d4)、聚乙二醇(peg)、聚己内酯(pcl)、聚异戊二烯(pi)、丁基橡胶(br)、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(sbs)、苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物(sis)、聚酰胺树脂(pa)、聚酯树脂(pes)和聚氨酯树脂(pu)中一种或几种。

9.根据权利要求6或权利要求7所述的制备方法,其特征是,所述低熔点聚合物为石蜡,石蜡是高级烷烃的混合物,主要成分的分子式为cnh2n+2,熔点为4~90℃,其中n=17~35,包括全精炼石蜡、半精炼石蜡、粗石蜡、微晶石蜡。

10.根据权利要求4所述的制备方法,其特征是,所述的射频发生器(11)发出射频的单次工作时间是5s~50h,工作频率为20khz~300ghz,射频输出功率为250w~2500kw,在启动射频发生器前,采用包括氮气、二氧化碳中一种或两种气体置换釜体中的空气;所述干燥工序包括射频辐射干燥、热风干燥中一种或两种,仅用热风干燥时热风成分为空气或氮气或二氧化碳中的一种或几种。


技术总结
本发明涉及一种射频辐射快速制备气凝胶的方法及设备。所述设备上端为釜盖(1)、中间为釜体(2)、下端为封头(3),釜体上端有进液口(4)和出气口(5),封头下端有出液口(6)和进气口(7);釜体形成的容器中间有管状空腔(8),空腔(8)底部有空腔(9)与釜体外部的空腔(10)相连,空腔(8)和空腔(10)内有射频发生器(11);空腔(8)外部可套物料托盘(12),物料托盘(12)用于气凝胶复合材料制备过程中物料缠绕和吊装。所述一种射频辐射快速制备气凝胶的方法,是在上述的设备中完成的,包括溶胶‑凝胶、老化、溶剂置换、改性和干燥工序的部分或全部。本发明用于快速制备气凝胶复合材料,工序间无缝衔接,具有极高的生产效率,且生产过程设备全密闭避免有机气挥发外溢,更加环保、安全。

技术研发人员:金承黎
受保护的技术使用者:金承黎
技术研发日:2019.11.18
技术公布日:2020.05.19
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