本发明涉及一种气凝胶保温毡及制备方法，属于气凝胶保温毡生产技术领域，具体涉及一种利用工业固体废弃物制备的气凝胶保温毡及制备方法。
背景技术：
随着科技的发展和社会的进步，人们对环境保护的意识越来越强烈，一些重度污染的工业加工产品开始向环保生产方式转型。工业固体废气物作为工业生产的废弃品，含有大量的钙、硅、铝、镁、铁的氧化物和少量的硫化物，随意丢弃的话不仅造成环境污染，而且浪费资源。因此，对工业固体废弃物的处理成为现如今人类研究的热点话题。目前，对工业固体废弃物的处理主要用于混凝土、水泥等一些初级产品的制备上，不仅利用率低，而且生产过程中产生的污染物直接排放会对环境造成污染。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明公开一种利用工业固体废弃物制备的气凝胶保温毡及制备方法，通过对工业固体废弃物的处理，将工业固体废弃物深度处理加工，形成具有良好保温性能和憎水性能的气凝胶保温毡。
本发明的目的是这样实现的：
一种利用工业固体废弃物制备的气凝胶保温毡，包括矿渣、硅石、短切陶瓷纤维和二氧化钛粉末，所述矿渣、硅石、短切陶瓷纤维和二氧化钛粉末的重量份数为：矿渣80-90份、硅石10-20份、短切陶瓷纤维2-5份、二氧化钛粉末0.5-1份、成膜助剂1-3份和偶联剂5-8份。
进一步地，所述成膜助剂为丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯的一种或两种。
进一步地，所述偶联剂为氨烃基偶联剂或者异氰酸烃基偶联剂。
一种利用工业固体废弃物制备的气凝胶保温毡制备方法，包括以下步骤：
步骤一，烘干配送：将矿渣、硅石、短切陶瓷纤维和二氧化钛粉末的混合物过200-240目筛，经烘干塔将混合物烘干。
步骤二，电熔成纤：将步骤一中烘干后的混合物经坩埚加热，电熔成熔体，再经成纤离心机制成纤维。
进一步地，步骤二所述纤维细度为超细纤维，纤度为0.0025-0.0075旦。
进一步地，步骤二所述熔体酸度为2.0-2.4。
步骤三，制毡：将步骤二中制成的纤维经制毡机制毡。
步骤四，浸泡气凝胶：将气凝胶在有机溶液中水解成胶液，将步骤三制成的纤维毡放入胶液中，加入成膜助剂和偶联剂。
步骤五，烘干收卷：将步骤四形成的保温毡经烘干塔烘干，然后收卷入库。
进一步地，步骤五所述保温毡的厚度为5-30mm。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：根据本发明所公开的一种利用工业固体废弃物制备的气凝胶保温毡及制备方法，通过烘干配送、电熔成纤、制毡、浸泡气凝胶和烘干收卷包装步骤，将工业固体废弃物进行深度加工处理，形成具有良好保温性能和憎水性能的气凝胶保温毡。本发明不需添加化学试剂，减少了空气的污染，工艺简单，易于实现。
具体实施方式
保温性能测试：
实施例1
一种利用工业固体废弃物制备的气凝胶保温毡，包括矿渣、硅石、短切陶瓷纤维和二氧化钛粉末，所述矿渣、硅石、短切陶瓷纤维和二氧化钛粉末的重量份数为：矿渣80份、硅石10份、短切陶瓷纤维2份、二氧化钛粉末0.5份、成膜助剂1份和偶联剂5份。
所述成膜助剂为丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯的一种或两种。
所述偶联剂为氨烃基偶联剂或者异氰酸烃基偶联剂。
一种利用工业固体废弃物制备的气凝胶保温毡制备方法，包括以下步骤：
步骤一，烘干配送：将矿渣、硅石、短切陶瓷纤维和二氧化钛粉末的混合物过200目筛，经烘干塔将混合物烘干；
步骤二，电熔成纤：将步骤一中烘干后的混合物经坩埚加热，电熔成熔体，再经成纤离心机制成纤维；
步骤三，制毡：将步骤二中制成的纤维经制毡机制毡；
步骤四，浸泡气凝胶：将气凝胶在有机溶液中水解成胶液，将步骤三制成的纤维毡放入胶液中，加入成膜助剂和偶联剂；
步骤五，烘干收卷：将步骤四形成的保温毡经烘干塔烘干，然后收卷入库。
步骤二所述纤维细度为超细纤维，纤度为0.0025旦。
步骤二所述熔体酸度为2.0。
步骤五所述保温毡的厚度为5mm。
实施例2
一种利用工业固体废弃物制备的气凝胶保温毡，包括矿渣、硅石、短切陶瓷纤维和二氧化钛粉末，所述矿渣、硅石、短切陶瓷纤维和二氧化钛粉末的重量份数为：矿渣82份、硅石12份、短切陶瓷纤维3份、二氧化钛粉末0.6份、成膜助剂1.5份和偶联剂6份。
所述成膜助剂为丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯的一种或两种。
所述偶联剂为氨烃基偶联剂或者异氰酸烃基偶联剂。
一种利用工业固体废弃物制备的气凝胶保温毡制备方法，包括以下步骤：
步骤一，烘干配送：将矿渣、硅石、短切陶瓷纤维和二氧化钛粉末的混合物过210目筛，经烘干塔将混合物烘干；
步骤二，电熔成纤：将步骤一中烘干后的混合物经坩埚加热，电熔成熔体，再经成纤离心机制成纤维；
步骤三，制毡：将步骤二中制成的纤维经制毡机制毡；
步骤四，浸泡气凝胶：将气凝胶在有机溶液中水解成胶液，将步骤三制成的纤维毡放入胶液中，加入成膜助剂和偶联剂；
步骤五，烘干收卷：将步骤四形成的保温毡经烘干塔烘干，然后收卷入库。
步骤二所述纤维细度为超细纤维，纤度为0.0035旦。
步骤二所述熔体酸度为2.1。
步骤五所述保温毡的厚度为10mm。
实施例3
一种利用工业固体废弃物制备的气凝胶保温毡，包括矿渣、硅石、短切陶瓷纤维和二氧化钛粉末，所述矿渣、硅石、短切陶瓷纤维和二氧化钛粉末的重量份数为：矿渣85份、硅石15份、短切陶瓷纤维4份、二氧化钛粉末0.7份、成膜助剂2份和偶联剂6.5份。
所述成膜助剂为丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯的一种或两种。
所述偶联剂为氨烃基偶联剂或者异氰酸烃基偶联剂。
一种利用工业固体废弃物制备的气凝胶保温毡制备方法，包括以下步骤：
步骤一，烘干配送：将矿渣、硅石、短切陶瓷纤维和二氧化钛粉末的混合物过220目筛，经烘干塔将混合物烘干；
步骤二，电熔成纤：将步骤一中烘干后的混合物经坩埚加热，电熔成熔体，再经成纤离心机制成纤维；
步骤三，制毡：将步骤二中制成的纤维经制毡机制毡；
步骤四，浸泡气凝胶：将气凝胶在有机溶液中水解成胶液，将步骤三制成的纤维毡放入胶液中，加入成膜助剂和偶联剂；
步骤五，烘干收卷：将步骤四形成的保温毡经烘干塔烘干，然后收卷入库。
步骤二所述纤维细度为超细纤维，纤度为0.0055旦。
步骤二所述熔体酸度为2.2。
步骤五所述保温毡的厚度为15mm。
实施例4
一种利用工业固体废弃物制备的气凝胶保温毡，包括矿渣、硅石、短切陶瓷纤维和二氧化钛粉末，所述矿渣、硅石、短切陶瓷纤维和二氧化钛粉末的重量份数为：矿渣88份、硅石18份、短切陶瓷纤维4.5份、二氧化钛粉末0.9份、成膜助剂2.5份和偶联剂7.5份。
所述成膜助剂为丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯的一种或两种。
所述偶联剂为氨烃基偶联剂或者异氰酸烃基偶联剂。
一种利用工业固体废弃物制备的气凝胶保温毡制备方法，包括以下步骤：
步骤一，烘干配送：将矿渣、硅石、短切陶瓷纤维和二氧化钛粉末的混合物过230目筛，经烘干塔将混合物烘干；
步骤二，电熔成纤：将步骤一中烘干后的混合物经坩埚加热，电熔成熔体，再经成纤离心机制成纤维；
步骤三，制毡：将步骤二中制成的纤维经制毡机制毡；
步骤四，浸泡气凝胶：将气凝胶在有机溶液中水解成胶液，将步骤三制成的纤维毡放入胶液中，加入成膜助剂和偶联剂；
步骤五，烘干收卷：将步骤四形成的保温毡经烘干塔烘干，然后收卷入库。
步骤二所述纤维细度为超细纤维，纤度为0.0065旦。
步骤二所述熔体酸度为2.3。
步骤五所述保温毡的厚度为20mm。
实施例5
一种利用工业固体废弃物制备的气凝胶保温毡，包括矿渣、硅石、短切陶瓷纤维和二氧化钛粉末，所述矿渣、硅石、短切陶瓷纤维和二氧化钛粉末的重量份数为：矿渣90份、硅石20份、短切陶瓷纤维5份、二氧化钛粉末1份、成膜助剂3份和偶联剂8份。
所述成膜助剂为丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯的一种或两种。
所述偶联剂为氨烃基偶联剂或者异氰酸烃基偶联剂。
一种利用工业固体废弃物制备的气凝胶保温毡制备方法，包括以下步骤：
步骤一，烘干配送：将矿渣、硅石、短切陶瓷纤维和二氧化钛粉末的混合物过240目筛，经烘干塔将混合物烘干；
步骤二，电熔成纤：将步骤一中烘干后的混合物经坩埚加热，电熔成熔体，再经成纤离心机制成纤维；
步骤三，制毡：将步骤二中制成的纤维经制毡机制毡；
步骤四，浸泡气凝胶：将气凝胶在有机溶液中水解成胶液，将步骤三制成的纤维毡放入胶液中，加入成膜助剂和偶联剂；
步骤五，烘干收卷：将步骤四形成的保温毡经烘干塔烘干，然后收卷入库。
步骤二所述纤维细度为超细纤维，纤度为0.0075旦。
步骤二所述熔体酸度为2.4。
步骤五所述保温毡的厚度为30mm。
对比例1
一种利用工业固体废弃物制备的气凝胶保温毡，包括矿渣、硅石、短切陶瓷纤维和二氧化钛粉末，所述矿渣、硅石、短切陶瓷纤维和二氧化钛粉末的重量份数为：矿渣72份、硅石8份、短切陶瓷纤维1份、二氧化钛粉末1.2份、成膜助剂4份和偶联剂10份。
所述成膜助剂为丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯的一种或两种。
所述偶联剂为氨烃基偶联剂或者异氰酸烃基偶联剂。
一种利用工业固体废弃物制备的气凝胶保温毡制备方法，包括以下步骤：
步骤一，烘干配送：将矿渣、硅石、短切陶瓷纤维和二氧化钛粉末的混合物过280目筛，经烘干塔将混合物烘干；
步骤二，电熔成纤：将步骤一中烘干后的混合物经坩埚加热，电熔成熔体，再经成纤离心机制成纤维；
步骤三，制毡：将步骤二中制成的纤维经制毡机制毡；
步骤四，浸泡气凝胶：将气凝胶在有机溶液中水解成胶液，将步骤三制成的纤维毡放入胶液中，加入成膜助剂和偶联剂；
步骤五，烘干收卷：将步骤四形成的保温毡经烘干塔烘干，然后收卷入库。
步骤二所述纤维细度为超细纤维，纤度为0.0095旦。
步骤二所述熔体酸度为2.8。
步骤五所述保温毡的厚度为35mm。
保暖性能测试方法：将本发明中实施例1-5和对比例1所述气凝胶保温毡依据实施例1-5和对比例1的配比分别裁取30mm*30mm正方形试块，置于65摄氏度烘箱中，测试45分钟后将试块取出，测量试块表面温度从33摄氏度下降到23摄氏度所需时间，降温时间指数ti的计算公式如下：
式中，ti为降温时间常数，t为降温时间，d为试块厚度，测试结果如表1所示。
表1保暖性能测试
上表1表示实施例1-5和对比例1中在不同配比下气凝胶保温毡的保温性能，从表1中可以看出，与现有技术相比，实施例1的降温时间常数提高了21.7%，实施例2的降温时间常数提高了27.8%，实施例3的降温时间常数提高了34.2%，实施例4的降温时间常数提高了40.0%，实施例5的降温时间常数提高了44.8%。
憎水性能测试：
实施例6
一种利用工业固体废弃物制备的气凝胶保温毡，包括矿渣、硅石、短切陶瓷纤维和二氧化钛粉末，所述矿渣、硅石、短切陶瓷纤维和二氧化钛粉末的重量份数为：矿渣80份、硅石10份、短切陶瓷纤维2份、二氧化钛粉末0.5份、成膜助剂1份和偶联剂5份。
所述成膜助剂为丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯的一种或两种。
所述偶联剂为氨烃基偶联剂或者异氰酸烃基偶联剂。
一种利用工业固体废弃物制备的气凝胶保温毡制备方法，包括以下步骤：
步骤一，烘干配送：将矿渣、硅石、短切陶瓷纤维和二氧化钛粉末的混合物过200目筛，经烘干塔将混合物烘干；
步骤二，电熔成纤：将步骤一中烘干后的混合物经坩埚加热，电熔成熔体，再经成纤离心机制成纤维；
步骤三，制毡：将步骤二中制成的纤维经制毡机制毡；
步骤四，浸泡气凝胶：将气凝胶在有机溶液中水解成胶液，将步骤三制成的纤维毡放入胶液中，加入成膜助剂和偶联剂；
步骤五，烘干收卷：将步骤四形成的保温毡经烘干塔烘干，然后收卷入库。
步骤二所述纤维细度为超细纤维，纤度为0.0025旦。
步骤二所述熔体酸度为2.0。
步骤五所述保温毡的厚度为5mm。
实施例7
一种利用工业固体废弃物制备的气凝胶保温毡，包括矿渣、硅石、短切陶瓷纤维和二氧化钛粉末，所述矿渣、硅石、短切陶瓷纤维和二氧化钛粉末的重量份数为：矿渣82份、硅石12份、短切陶瓷纤维3份、二氧化钛粉末0.6份、成膜助剂1.5份和偶联剂6份。
所述成膜助剂为丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯的一种或两种。
所述偶联剂为氨烃基偶联剂或者异氰酸烃基偶联剂。
一种利用工业固体废弃物制备的气凝胶保温毡制备方法，包括以下步骤：
步骤一，烘干配送：将矿渣、硅石、短切陶瓷纤维和二氧化钛粉末的混合物过210目筛，经烘干塔将混合物烘干；
步骤二，电熔成纤：将步骤一中烘干后的混合物经坩埚加热，电熔成熔体，再经成纤离心机制成纤维；
步骤三，制毡：将步骤二中制成的纤维经制毡机制毡；
步骤四，浸泡气凝胶：将气凝胶在有机溶液中水解成胶液，将步骤三制成的纤维毡放入胶液中，加入成膜助剂和偶联剂；
步骤五，烘干收卷：将步骤四形成的保温毡经烘干塔烘干，然后收卷入库。
步骤二所述纤维细度为超细纤维，纤度为0.0035旦。
步骤二所述熔体酸度为2.1。
步骤五所述保温毡的厚度为10mm。
实施例8
一种利用工业固体废弃物制备的气凝胶保温毡，包括矿渣、硅石、短切陶瓷纤维和二氧化钛粉末，所述矿渣、硅石、短切陶瓷纤维和二氧化钛粉末的重量份数为：矿渣85份、硅石15份、短切陶瓷纤维4份、二氧化钛粉末0.7份、成膜助剂2份和偶联剂6.5份。
所述成膜助剂为丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯的一种或两种。
所述偶联剂为氨烃基偶联剂或者异氰酸烃基偶联剂。
一种利用工业固体废弃物制备的气凝胶保温毡制备方法，包括以下步骤：
步骤一，烘干配送：将矿渣、硅石、短切陶瓷纤维和二氧化钛粉末的混合物过220目筛，经烘干塔将混合物烘干；
步骤二，电熔成纤：将步骤一中烘干后的混合物经坩埚加热，电熔成熔体，再经成纤离心机制成纤维；
步骤三，制毡：将步骤二中制成的纤维经制毡机制毡；
步骤四，浸泡气凝胶：将气凝胶在有机溶液中水解成胶液，将步骤三制成的纤维毡放入胶液中，加入成膜助剂和偶联剂；
步骤五，烘干收卷：将步骤四形成的保温毡经烘干塔烘干，然后收卷入库。
步骤二所述纤维细度为超细纤维，纤度为0.0055旦。
步骤二所述熔体酸度为2.2。
步骤五所述保温毡的厚度为15mm。
实施例9
一种利用工业固体废弃物制备的气凝胶保温毡，包括矿渣、硅石、短切陶瓷纤维和二氧化钛粉末，所述矿渣、硅石、短切陶瓷纤维和二氧化钛粉末的重量份数为：矿渣88份、硅石18份、短切陶瓷纤维4.5份、二氧化钛粉末0.9份、成膜助剂2.5份和偶联剂7.5份。
所述成膜助剂为丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯的一种或两种。
所述偶联剂为氨烃基偶联剂或者异氰酸烃基偶联剂。
一种利用工业固体废弃物制备的气凝胶保温毡制备方法，包括以下步骤：
步骤一，烘干配送：将矿渣、硅石、短切陶瓷纤维和二氧化钛粉末的混合物过230目筛，经烘干塔将混合物烘干；
步骤二，电熔成纤：将步骤一中烘干后的混合物经坩埚加热，电熔成熔体，再经成纤离心机制成纤维；
步骤三，制毡：将步骤二中制成的纤维经制毡机制毡；
步骤四，浸泡气凝胶：将气凝胶在有机溶液中水解成胶液，将步骤三制成的纤维毡放入胶液中，加入成膜助剂和偶联剂；
步骤五，烘干收卷：将步骤四形成的保温毡经烘干塔烘干，然后收卷入库。
步骤二所述纤维细度为超细纤维，纤度为0.0065旦。
步骤二所述熔体酸度为2.3。
步骤五所述保温毡的厚度为20mm。
实施例10
一种利用工业固体废弃物制备的气凝胶保温毡，包括矿渣、硅石、短切陶瓷纤维和二氧化钛粉末，所述矿渣、硅石、短切陶瓷纤维和二氧化钛粉末的重量份数为：矿渣90份、硅石20份、短切陶瓷纤维5份、二氧化钛粉末1份、成膜助剂3份和偶联剂8份。
所述成膜助剂为丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯的一种或两种。
所述偶联剂为氨烃基偶联剂或者异氰酸烃基偶联剂。
一种利用工业固体废弃物制备的气凝胶保温毡制备方法，包括以下步骤：
步骤一，烘干配送：将矿渣、硅石、短切陶瓷纤维和二氧化钛粉末的混合物过240目筛，经烘干塔将混合物烘干；
步骤二，电熔成纤：将步骤一中烘干后的混合物经坩埚加热，电熔成熔体，再经成纤离心机制成纤维；
步骤三，制毡：将步骤二中制成的纤维经制毡机制毡；
步骤四，浸泡气凝胶：将气凝胶在有机溶液中水解成胶液，将步骤三制成的纤维毡放入胶液中，加入成膜助剂和偶联剂；
步骤五，烘干收卷：将步骤四形成的保温毡经烘干塔烘干，然后收卷入库。
步骤二所述纤维细度为超细纤维，纤度为0.0075旦。
步骤二所述熔体酸度为2.4。
步骤五所述保温毡的厚度为30mm。
对比例2
一种利用工业固体废弃物制备的气凝胶保温毡，包括矿渣、硅石、短切陶瓷纤维和二氧化钛粉末，所述矿渣、硅石、短切陶瓷纤维和二氧化钛粉末的重量份数为：矿渣72份、硅石8份、短切陶瓷纤维1份、二氧化钛粉末1.2份、成膜助剂4份和偶联剂10份。
所述成膜助剂为丙二醇丁醚、丙二醇甲醚醋酸酯的一种或两种。
所述偶联剂为氨烃基偶联剂或者异氰酸烃基偶联剂。
一种利用工业固体废弃物制备的气凝胶保温毡制备方法，包括以下步骤：
步骤一，烘干配送：将矿渣、硅石、短切陶瓷纤维和二氧化钛粉末的混合物过280目筛，经烘干塔将混合物烘干；
步骤二，电熔成纤：将步骤一中烘干后的混合物经坩埚加热，电熔成熔体，再经成纤离心机制成纤维；
步骤三，制毡：将步骤二中制成的纤维经制毡机制毡；
步骤四，浸泡气凝胶：将气凝胶在有机溶液中水解成胶液，将步骤三制成的纤维毡放入胶液中，加入成膜助剂和偶联剂；
步骤五，烘干收卷：将步骤四形成的保温毡经烘干塔烘干，然后收卷入库。
步骤二所述纤维细度为超细纤维，纤度为0.0095旦。
步骤二所述熔体酸度为2.8。
步骤五所述保温毡的厚度为35mm。
憎水性能测试方法：将本发明中实施例6-10和对比例2所述气凝胶保温毡依据实施例6-10和对比例2的配比制成100mm*200mm的气凝胶保温毡试块，将水滴在各个试块上，测试沿水滴表面的切线与材料表面所成的夹角，即润湿角，当润湿角大于90度，说明气凝胶保温毡成憎水性。测试结果如表2所示。
表2憎水性能测试
上表2表示实施例6-10和对比例2中在不同配比下气凝胶保温毡的憎水性能，从表2中可以看出，与现有技术相比，实施例6的润湿角度增大了8.19%，实施例7的润湿角度增大了11.52%，实施例8的润湿角度增大了24.68%，实施例9的润湿角度增大了30.74%，实施例10的润湿角度增大了38.51%。
应该理解，以上描述是为了进行说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本发明的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本申请的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本申请的保护范围，凡未脱离本申请技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本申请的保护范围之内。