一种用于制备纳米绝热毡的疏水剂引入设备及方法与流程

本发明涉及纳米复合材料生产技术领域，特别涉及一种用于制备纳米绝热毡的疏水剂引入设备。本发明还涉及一种应用于该用于制备纳米绝热毡的疏水剂引入设备的引入方法。

背景技术：

纳米绝热毡一般由无机纤维针刺毯与无机纳米粉体复合而成，具有导热系数低、质轻、柔韧性好等优点，目前已广泛应用于石化、电力、冶金、交通、有色建材等行业绝热保温需求。

目前，未经疏水处理的纳米绝热毡在长期使用过程中极易吸潮，特别是在中低温使用环境中，毡体表面吸附大量的水分而不易排出，使得纳米绝热毡中无机粉体发生团聚，直接导致其绝热保温效果大幅降低，增加能耗甚至对设备及管道造成严重损害。因此，需对纳米绝热毡进行疏水处理，以保证其能充分发挥绝热保温性能。现有技术中，纳米绝热毡的制备工艺中往往不添加疏水剂，即便添加了疏水剂，疏水剂与纳米绝热毡结合效果也比较差，以致纳米绝热毡疏水性能不均匀，从而导致其实际保温绝热效果大大降低；并且现有疏水剂引入装置难以精确计量及检测喷淋效果，增加了使用成本。

因此，如何避免由于传统疏水剂引入装置难以保证疏水剂与纳米绝热毡充分结合而导致纳米绝热毡的保温和疏水性能较差，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于制备纳米绝热毡的疏水剂引入设备，该疏水剂引入设备可以对纳米绝热毡进行疏水处理，进而将疏水剂与纳米绝热毡充分结合，以使得制备的纳米绝热毡具有优良的绝热性能及疏水性能。本发明的另一目的是提供一种应用于上述用于制备纳米绝热毡的疏水剂引入设备的引入方法。

为实现上述目的，本发明提供一种用于制备纳米绝热毡的疏水剂引入设备，包括：

用以配置疏水剂的配料搅拌装置；

与所述配料搅拌装置相连、用以向纳米绝热毡表面喷淋疏水剂的喷淋装置。

可选地，所述喷淋装置包括：

与所述配料搅拌装置连接的喷淋主管路；

若干个用以将所述喷淋主管路中的疏水剂喷向纳米绝热毡表面的雾化喷嘴；

其中，所述雾化喷嘴通过与其一一对应的喷淋支路与所述喷淋主管路连接。

可选地，所述喷淋支路设置10条，且任意两个相邻所述喷淋支路以预设间距设置，所述预设间距的范围为5-15cm。

可选地，所述喷淋主管路与所述配料搅拌装置通过第一连接管路连接；所述第一连接管路上连接有：

用以控制所述第一连接管路通断的第一阀门；

用以控制所述第一连接管路中疏水剂流量的液体流量计；

设于所述阀门与所述液体流量计之间、用以提供驱动力以供所述配料搅拌装置中的疏水剂抽取至所述喷淋主管路中的蠕动泵。

可选地，任一所述喷淋支路上设有用以控制所述喷淋支路通断的电磁阀。

可选地，还包括与全部所述电磁阀相连、用以控制所述电磁阀启闭的控制器以及若干个与所述控制器相连、用以检测纳米绝热毡中疏水剂液位的非接触式液位传感器，其中，所述非接触式液位传感器与所述雾化喷嘴一一对应设置。

可选地，所述非接触式液位传感器具体为雷达液位传感器或者超声波液位传感器。

可选地，还包括用以回收溢出纳米绝热毡底部的疏水剂的回收装置。

可选地，所述回收装置包括：

用以收集从纳米绝热毡上滴落的疏水剂的回收槽；

设于所述回收槽与所述配料搅拌装置之间、用以供所述回收槽中的疏水剂输送至所述配料搅拌装置中的第二连接管路；

所述第二连接管路上连接有：

用以控制所述第二连接管路通断的第二阀门；

用以提供驱动力以供所述回收槽中的疏水剂抽取至所述配料搅拌装置中的离心泵。

本发明还提供一种用于制备纳米绝热毡的疏水剂引入方法，包括：

通过配料搅拌装置配置疏水剂溶液；

开启第一阀门和蠕动泵；

通过第一连接管路将所述配料搅拌装置中的疏水剂溶液输送至喷淋装置；

开启全部电磁阀；

通过所述喷淋装置将疏水剂溶液喷洒至纳米绝热毡的表面。

相对于上述背景技术，本发明针对纳米绝热毡生产的不同要求，设计了一种用于制备纳米绝热毡的疏水剂引入设备，具体来说，上述用于制备纳米绝热毡的疏水剂引入设备包括配料搅拌装置和喷淋装置，其中，配料搅拌装置用于配置疏水剂；喷淋装置与配料搅拌装置相连，喷淋装置用于向纳米绝热毡表面喷淋疏水剂。同时，本申请还提供一种用于制备纳米绝热毡的疏水剂引入方法，包括：s1：通过配料搅拌装置配置疏水剂溶液；s2：开启第一阀门和蠕动泵；s3：通过第一连接管路将所述配料搅拌装置中的疏水剂溶液输送至喷淋装置；s4：开启全部电磁阀；s5：通过所述喷淋装置将疏水剂溶液喷洒至纳米绝热毡的表面。这样一来，上述用于制备纳米绝热毡的疏水剂引入设备可以对纳米绝热毡进行疏水处理，且通过喷淋装置可以使疏水剂与纳米绝热毡更易结合，以使二者充分结合，这样可以提高疏水剂的利用率；同时上述设置方式可以使得制备的纳米绝热毡具有优良的绝热性能及疏水性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种用于制备纳米绝热毡的疏水剂引入设备的结构示意图；

图2为本发明实施例公开的一种用于制备纳米绝热毡的疏水剂引入方法的流程图。

其中：

1-配料搅拌装置、2-第一阀门、3-蠕动泵、4-液体流量计、5-喷淋主管路、6-电磁阀、7-雾化喷嘴、8-纳米绝热毡、9-非接触式液位传感器、10-控制器、11-回收槽、12-第二阀门、13-离心泵。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种用于制备纳米绝热毡的疏水剂引入设备，该疏水剂引入设备可以对纳米绝热毡进行疏水处理，进而将疏水剂与纳米绝热毡充分结合，以使得制备的纳米绝热毡具有优良的绝热性能及疏水性能。本发明的另一核心是提供一种应用于上述用于制备纳米绝热毡的疏水剂引入设备的引入方法。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

需要说明的是，下文所述的“上方、下方、左侧、右侧”等方位词都是基于说明书附图所定义的。

请参考图1和图2，图1为本发明实施例公开的一种用于制备纳米绝热毡的疏水剂引入设备的结构示意图；图2为本发明实施例公开的一种用于制备纳米绝热毡的疏水剂引入方法的流程图。

本发明实施例所提供的用于制备纳米绝热毡的疏水剂引入设备，包括配料搅拌装置1和喷淋装置，其中，配料搅拌装置1用于配置疏水剂；喷淋装置与配料搅拌装置1相连，喷淋装置用于向纳米绝热毡8表面喷淋疏水剂。当然，上述喷淋装置可以设置为包括多个喷嘴，并且任意两个相邻喷嘴以预设的间距设置，这样可以使疏水剂均匀地喷洒至纳米绝热毡8的表面，从而可以使疏水剂与纳米绝热毡8更充分的结合。

也就是说，上述用于制备纳米绝热毡的疏水剂引入设备可以对纳米绝热毡8进行疏水处理，且通过喷淋装置可以使疏水剂与纳米绝热毡8更易结合，以使二者充分结合，这样可以提高疏水剂的利用率；同时上述设置方式可以使得制备的纳米绝热毡8具有优良的绝热性能及疏水性能。

进一步地，上述喷淋装置具体可以设置为包括喷淋主管路5、若干个喷淋支路和雾化喷嘴7，其中，雾化喷嘴7与喷淋支路一一对应设置，喷淋主管路5与配料搅拌装置1连接；若干个雾化喷嘴7用于将喷淋主管路5中的疏水剂喷向纳米绝热毡8表面，以供疏水剂与纳米绝热毡8结合；任一雾化喷嘴7均通过与之对应连接的喷淋支路与喷淋主管路5连接。

作为优选的，上述喷淋支路可以设置10条，当然，根据纳米绝热毡8的尺寸，喷淋支路的数量也可以作出调整，每条喷淋支路均可以独立工作，且任意两个相邻喷淋支路以预设间距设置，预设间距的范围可以设置为5-15cm。此外，任一雾化喷嘴7与纳米绝热毡8上表面的距离也相应设置为相等，该距离的范围可以设置为10-40cm，其中优选为30cm。

具体来说，上述喷淋主管路5与配料搅拌装置1可以通过第一连接管路连接；相应地，第一连接管路上可以连接有第一阀门2、蠕动泵3和液体流量计4，其中，第一阀门2用于控制第一连接管路通断；蠕动泵3设于第一阀门2与液体流量计4之间，蠕动泵3用于提供驱动力以供配料搅拌装置1中的疏水剂抽取至喷淋主管路5中；液体流量计4用于控制第一连接管路中疏水剂流量。

更加具体地说，任一喷淋支路上还可以设置用于控制喷淋支路通断的电磁阀6。为了便于实现精确控制支路的通断，设备还包括控制器10和若干个非接触式液位传感器9，其中，控制器10与全部电磁阀6相连，控制器10用于控制电磁阀6的启闭；全部非接触式液位传感器9与控制器10相连，全部非接触式液位传感器9可以设置于纳米绝热毡8下方的预设位置，非接触式液位传感器9用于检测纳米绝热毡8中疏水剂的液位。

当然，上述非接触式液位传感器9的数量应当与雾化喷嘴7的数量设置为相同，且非接触式液位传感器9与雾化喷嘴7为一一对应设置；需要说明的是，为了保证任一喷淋支路都有一个独立的非接触式液位传感器9配合检测，任一非接触式液位传感器9和与之对应的雾化喷嘴7的连线均与纳米绝热毡8保持垂直。

也就是说，每条喷淋支路中都有一个独立的非接触式液位传感器9通过控制器10与一个独立的电磁阀6相连接。此外，非接触式液位传感器9与纳米绝热毡8毡体中心的距离范围可以设置为10-40cm，其中优选30cm。这样一来，疏水剂由纳米绝热毡8表面渗透到毡体中心时，非接触式液位传感器9开始响应，并通过控制器10向电磁阀6输出信号，电磁阀6即关闭，以停止喷淋，此时疏水剂在纳米绝热毡8中心位置，在重力作用下自然渗透到毡体底部，疏水剂在绝热毡中含量可以设置为1.5％-5％，其中优选为2％。多余溢出毡体底部的疏水剂由非接触式液位传感器9底部的回收槽11进行回收。

当然，根据实际需要，上述控制器10可以设置为具有预设控制程序的plc或者pcb电路板，非接触式液位传感器9具体可以设置为雷达液位传感器或者超声波液位传感器。雷达液位传感器或者超声波液位传感器可以参照现有技术。

在上述基础上，为了便于收集溢出毡体底部的疏水剂，还设置相应的回收装置。具体地，回收装置具体可以设置为包括回收槽11和第二连接管路，其中，回收槽11可以设于非接触式液位传感器9的下方，回收槽11用于收集纳米绝热毡8上滴落的疏水剂；第二连接管路设于回收槽11与配料搅拌装置1之间，第二连接管路用于供回收槽11中的疏水剂输送至配料搅拌装置1中。

此外，第二连接管路上还可以连接有用于控制第二连接管路通断的第二阀门12以及用于提供驱动力以供回收槽11中的疏水剂抽取至配料搅拌装置1中的离心泵13。当然，第二阀门12可以位于回收槽11的底部，并通过离心泵13连接到配料搅拌装置1的顶部。

此外，在配置疏水剂时，将有机硅烷与低表面张力有机溶剂按体积比1：(1-5)比例混合，再加入到配料搅拌装置1中进行搅拌以制得疏水剂，搅拌时间为10min左右；其中，优选将有机硅烷与低表面张力有机溶剂按1:3比例混合。其中，有机硅烷包括：三甲基氯硅烷、六甲基二硅氧烷、六甲基二硅氮烷、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二乙基二甲氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、乙基三甲基硅烷、三乙基甲氧基硅烷中的一种或多种的混合物；低表面张力有机溶剂包括：甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、乙二醇、丙三醇、环己醇、丙酮、正己烷、正庚烷中的一种或多种的混合物。

本申请还提供一种用于制备纳米绝热毡的疏水剂引入方法，包括：

s1：通过配料搅拌装置1配置疏水剂溶液；

s2：开启第一阀门2和蠕动泵3；

s3：通过第一连接管路将配料搅拌装置1中的疏水剂溶液输送至喷淋装置；

s4：开启全部电磁阀6；

s5：通过喷淋装置将疏水剂溶液喷洒至纳米绝热毡8的表面。

具体地说，上述用于制备纳米绝热毡8的疏水剂的引入过程具体可以设置为：将煅烧后的纳米绝热毡8放入疏水剂引入设备的指定位置，在配料搅拌装置1中配置好溶液后，打开第一阀门2并开启蠕动泵3，并通过液体流量计4控制流入喷淋主管路5中的疏水剂流量为1-5l/min，其中优选为2l/min；打开喷淋支路中所有电磁阀6，通过雾化喷嘴7对纳米绝热毡8表面喷淋疏水剂，当疏水剂由纳米绝热毡8表面渗透到毡体中心时，每条支路对应的液位传感器开始响应，并通过相应的控制器10向该支路中的电磁阀6输出信号，该支路电磁阀6即关闭，以使支路雾化喷嘴7停止喷淋，待所有支路雾化喷嘴7全部停止喷淋后，此时，疏水剂在纳米绝热毡8的中心位置，在重力作用下自然渗透到毡体底部，并控制疏水剂在绝热毡中含量为2％左右，多余溢出毡体底部的疏水剂由回收槽11进行回收；最后，打开第二阀门12，并开启离心泵13，将回收的疏水剂抽入到配料搅拌装置1中循环使用。

此外，疏水剂喷淋结束后再将复合毡体放入鼓风干燥箱中以110℃的环境干燥3h，从而得到疏水型纳米绝热毡。

需要说明的是，对于不同溶液配置的疏水剂，上述疏水型纳米绝热毡的绝热性能和疏水性能也是不同的，但是一般来说，其25℃导热系数一般要低于0.028w/(m.k)，疏水角要高于153°；比如：

在配料搅拌装置1中先后加入20l正己烷溶液、10l乙醇溶液，并开启搅拌，然后再加入10l三甲基氯硅烷溶液，搅拌时间10min。上述设置方式配置的疏水剂引入纳米绝热毡8后，该疏水型纳米绝热毡平均25℃导热系数为0.027w/(m.k)，毡体表面及截面整体疏水，疏水角为155°；

在配料搅拌装置1中先加入30l六甲基二硅氧烷溶液，开启搅拌后再加入10l三甲基氯硅烷溶液，搅拌时间10min。上述设置方式配置的疏水剂引入纳米绝热毡后，该疏水型纳米绝热毡平均25℃导热系数为0.025w/(m.k)，毡体表面及截面整体疏水，疏水角为158°；

在配料搅拌装置1中先加入30l六甲基二硅氧烷溶液，开启搅拌后再加入10l六甲基二硅氮烷溶液，搅拌时间10min。上述设置方式配置的疏水剂引入纳米绝热毡后，该疏水型纳米绝热毡平均25℃导热系数为0.027w/(m.k)，毡体表面及截面整体疏水，疏水角为162°。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明所提供的用于制备纳米绝热毡的疏水剂引入设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。