一种气凝胶复合板的制备工艺的制作方法

1.本发明涉及房屋建筑工程技术领域，具体涉及一种气凝胶复合板的制备工艺。


背景技术：

2.装配式建筑的现状如下：现阶段存在行业高质量发展与符合高质量发展的a级保温材料的缺失所形成的巨大矛盾，节能减排行业的发展受到了供给侧材料技术、性能供给不足的严重拖累，很多地方非常被动的使用了落后工艺或者低保温性能的防火保温材料，使得建筑节能在传统的粘锚结合薄抹灰工艺，以及新发展起来的装饰保温一体板、预制构件pc结构保温一体化墙板等领域的发展严重受阻。
3.且存在：保温材料面临的“保温的不防火，防火的不保温”尴尬局面；保温系统存在着“安全的不节能，节能的不安全”的技术瓶颈。
4.保温材料分为可燃材料(b级材料)和不燃材料(a级材料)，一般b级保温材料具备比较低的导热系数，从0.020～0.040之间有聚氨酯板(pu)、聚苯乙烯挤塑板(xps)、石墨聚苯乙烯板(ceps)、聚苯乙烯(eps)板等组成，保温性能优良，缺点是具有燃烧性能。而a级保温材料刚刚相反，防火不燃烧，但是导热系数都比较高，都大于0.040，甚至多数都是大于0.050甚至0.070导热系数的材料，保温性能比较差，再加上吸湿吸潮，强度差、易脱落等因素，导致多地限制使用。
5.进一步的，也有采用气凝胶材料来作为保温建筑的板体，但现有的一些气凝胶产品，其内部的分布均匀性较差，使得其整体的导热系数不均衡，难以保持统一的保温性能；并且，该些气凝胶产品的抗拉抗压强度较低，存在诸多安全隐患。
6.因此，如何提供一种能解决上述弊端的复合板的制备工艺便成为了本领域技术人员急需解决的技术问题。


技术实现要素：

7.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种气凝胶复合板的制备工艺，具体技术方案如下：
8.一种气凝胶复合板的制备工艺，包括如下步骤：
9.提供若干组薄无机纤维连续毡材为基材，每组所述基材均为厚度3-10mm的连续毡材；
10.将所述薄无机纤维连续毡材的纤维丝的表面分别通过亲水基溶液经淋涂或滚涂工序处理，使得其表面具有亲水性；
11.对上述处理后的所述若干组基材分别进行压滤的预干燥，使其呈润湿状态,并每组所述基材连续进入具有压力的挤注工序，将预干燥后的所述若干组基材分别进行气凝胶浆料的挤注；
12.对挤注完成的所述若干组基材在生产线上依次重叠放置形成一具有长度的复合连续基材，并对该复合连续基材进行分层褶皱处理，该分层褶皱处理包括：沿长度方向将该
复合连续基材依次分为仍连续相连的多段，并对该多段进行褶皱叠加，形成依次叠加且于前后呈部分错开的褶皱叠加结构，该前后方向为沿对该褶皱叠加结构的输送方向；
13.对分层褶皱叠加处理后的毡材进行板压定型，并进行二次干燥，并对板压定型后的板材内置抗拉抗压支撑件。
14.作为优选，所述亲水基溶液为饱和气凝胶溶液。
15.作为优选，所述二次干燥的方式为用压滤或微波干燥。
16.作为优选，对内置抗拉抗压支撑件后的板材还包括如下步骤：
17.进行双面层的无机贴面，并无机贴面层内置纤维网格布；
18.按预设的尺寸进行裁切、封边。
19.该制备工艺具有如下技术效果：
20.提供了一种能使得气凝胶分布均匀以提升整体保温的均匀性、并提升抗拉抗压强度的气凝胶复合板的制备工艺，具体的：首先将基材经过经过亲水基溶液的处理，使得其具有亲水性能，可以更好的结合后续的挤注的气凝胶浆料，提升了气凝胶浆料与该基材的结合性能；并将多组薄无机纤维连续毡材(3-10mm)分别进行亲水、气凝胶浆料的挤注，能使得气凝胶更容易被结合至基材；并随时的对该依次叠加的多组注入气凝胶浆料的基材进行分层褶皱处理，能使得气凝胶均匀分布于基材之间，形成质地均匀的整体毡板，厚度比较厚且较为松散，大大提升了该复合板后期的均匀性的保温性能，整体的导热系数在0.025以下，符合建筑行业使用，保温性能好且防火，填补了市场上该空缺的材料；并内置抗拉抗压支撑件，使板材具有较高的垂直表面的抗拉与抗压强度，大大提升了其抗拉抗压强度，抗拉强度与抗压强度分别大于120与300kpa。
21.作为优选，进行无机贴面的设置，能使得该复合板具有防水，防湿防潮功能。
附图说明
22.图1为本发明所提供的制备工艺的流程示意图；
23.图2为所制备的气凝胶复合板的结构示意图；
24.图3为抗拉抗压支撑件的上、下结构增强层的一种具体实施方式的结构示意图；
25.图4为上、下结构增强层的另一种具体实施方式的结构示意图；
26.图5为连接杆的结构示意图。
27.图1-5中附图标记如下：
28.1板压定型后的板材，2上结构增强层，3下结构增强层，4粘接层，5连接区域，6连接杆，7外框体，8圆锥状卡接凸起，9片状体，10无机贴面层，11网格布。
具体实施方式
29.如图1-5所示，图1为本发明所提供的制备工艺的流程示意图；图2为所制备的气凝胶复合板的结构示意图；图3为抗拉抗压支撑件的上、下结构增强层的一种具体实施方式的结构示意图；图4为上、下结构增强层的另一种具体实施方式的结构示意图；图5为连接杆的结构示意图。其中，图2-5示出了结合抗拉抗压支撑件的结构示意图以及抗拉抗压件的多个具体实施方式的结构示意图。
30.结合图1，本发明提供的一种气凝胶复合板的制备工艺，包括如下步骤：
31.提供若干组薄无机纤维连续毡材为基材，每组所述基材均为厚度3-10mm的连续毡材；
32.将所述薄无机纤维连续毡材的纤维丝的表面分别通过亲水基溶液经淋涂或滚涂工序处理，使得其表面具有亲水性；
33.对上述处理后的所述若干组基材分别进行压滤的预干燥，使其呈润湿状态,并每组所述基材连续进入具有压力的挤注工序，将预干燥后的所述若干组基材分别进行气凝胶浆料的挤注；
34.对挤注完成的所述若干组基材在生产线上依次重叠放置形成一具有长度的复合连续基材，并对该复合连续基材进行分层褶皱处理，该分层褶皱处理包括：沿长度方向将该复合连续基材依次分为仍连续相连的多段，并对该多段进行褶皱叠加，形成依次叠加且于前后呈部分错开的褶皱叠加结构，该前后方向为沿对该褶皱叠加结构的输送方向；
35.对分层褶皱叠加处理后的毡材进行板压定型，并进行二次干燥，并对板压定型后的板材内置抗拉抗压支撑件。
36.提供了一种能使得气凝胶分布均匀以提升整体保温的均匀性、并提升抗拉抗压强度的气凝胶复合板的制备工艺，具体的：首先将基材经过经过亲水基溶液的处理，使得其具有亲水性能，可以更好的结合后续的挤注的气凝胶浆料，提升了气凝胶浆料与该基材的结合性能；并将多组薄无机纤维连续毡材(3-10mm)分别进行亲水、气凝胶浆料的挤注，能使得气凝胶更容易被结合至基材；并随时的对该依次叠加的多组注入气凝胶浆料的基材进行分层褶皱处理，能使得气凝胶均匀分布于基材之间，形成质地均匀的整体毡板，厚度比较厚且较为松散，大大提升了该复合板后期的均匀性的保温性能，整体的导热系数在0.025以下，符合建筑行业使用，保温性能好且防火，填补了市场上该空缺的材料；并内置抗拉抗压支撑件，使板材具有较高的垂直表面的抗拉与抗压强度，大大提升了其抗拉抗压强度，抗拉强度与抗压强度分别大于120与300kpa。
37.一种具体实施方式中，所述亲水基溶液为饱和气凝胶溶液。
38.并，所述二次干燥的方式为用压滤或微波干燥。
39.一种具体实施方式中，对内置抗拉抗压支撑件后的板材还包括如下步骤：
40.进行双面层的无机贴面，并无机贴面层内置纤维网格布；
41.按预设的尺寸进行裁切、封边。
42.进行无机贴面的设置，能使得该复合板具有防水，防湿防潮功能。
43.一种具体实施方式中，挤注过程如下：挤注孔径在100微米，密度为4～8个/m2，通过脉冲挤注方式，在生产线上进行气凝胶浆料的挤注，使其均匀快速注入纤维基材内部。
44.一种具体实施方式中，在进行分层褶皱处理时，下方设置一水平输送带，该水平输送带用于该褶皱叠加结构，所述水平输送带的上方设置有摆动输送机构，该摆动输送机构于该水平输送带上方摆动并同时输送该具有长度的复合连续基材，水平输送带和该摆动输送机构同时动作，可于水平输送带上形成依次叠加且于前后呈部分错开的褶皱叠加结构。
45.关于抗拉抗压支撑件，其具体设置如下：
46.板压定型后的板材1具有相对的上表面和下表面，所述上表面、下表面的外侧分别设置有具有镂空形态的上结构增强层2和下结构增强层3，该镂空形态具有若干贯穿其所在上结构增强层2或下结构增强层3的上、下侧的穿孔，该上、下结构增强层之间通过穿插所述
板压定型后的板材1的若干支撑连接件相连接，还包括对应所述上、下结构增强层所设置的粘接层4，每个所述粘接层4渗透镂空形态的所述若干穿孔且包覆所对应的上、下结构增强层。
47.板压定型后的板材1的上表面和下表面的外侧设置具有镂空形态的上结构增强层2和下结构增强层3，且两者之间通过穿插板压定型后的板材1的支撑连接件连接支撑，为此使得该板材具有较高的抗拉抗压性能，大大提升了其结构强度；且粘接层4渗透镂空形态的穿孔使得包覆上、下结构增强层，以形成一具有高强度的整体结构。
48.其中，所述上、下结构增强层分别具有连接区域5，若干所述支撑连接件的两端分别卡接在上、下结构增强层对应的连接区域5，所述若干所述支撑连接件的至少三个呈非直线分布。
49.若干所述支撑连接件的至少三个呈非直线分布，进而形成呈三角点位的支撑，该三维的支撑结构体具有较优的支撑性能，进一步提升了板材的抗拉抗压性能。
50.一种具体实施方式中，如图2和4所示，所述支撑连接件为连接杆6设置，所述结构增强层包括呈长方形状的外框体7，所述外框体7内布满若干依次相拼接的六边形单元体，对应该外框体7四个角落处的四个六边形单元体和该外框体7中心位置处的一个六边形单元体形成所述连接区域5、剩余的六边形单元体为空心设置形成所述若干穿孔，所述连接区域5的中心位置处包括于该连接区域5的外侧向内侧凹陷所形成的凸起，所述内侧为朝向板压定型后的板材1上表面或下表面的一侧，所述凸起的中心位置处均形成有沿竖直方向布置的插接通道，两个所述外框体7内的若干凸起于竖直方向一一对应且相对应的两个凸起之间设置一所述连接杆6，所述连接杆6的两端均设置一对轴线均重合于所述连接杆的轴线的圆锥状卡接凸起8，每一对所述圆锥状卡接凸起8的底面呈面对面设置且两个底面之间的距离等于所述凸起的厚度且两个底面均抵接至所述凸起的内外两侧，所述圆锥状卡接凸起8的底面的直径大于所述插接通道的内径，每个所述凸起的凹陷侧形成的空间大于所述圆锥状卡接凸起8所具有的体积，所述外框体7设置于所述板压定型后的板材1的上、下表面的外侧时，若干所述凸起均压入所述板压定型后的板材1内且所述外框体7朝向板压定型后的板材1的一面贴附至相对应的该板压定型后的板材1的上、下表面。
51.多个拼接的六边形单元体所形成的镂空形态，在结合粘接层4时，可起到类似于纵横交错的钢筋的作用，使得整体的强度进一步得以提升，且该方式下，可不包含网格布11，大大节省了用料和相应的工艺加工过程。
52.当然，对于连接区域5、连接杆6的数量和位置的设置不限于此，可根据具体的板压定型后的板材1的面积来确定该些设置，比如可以在30乘以30的板压定型后的板材1的情形下按上述方式布置，可以理解的是，若板压定型后的板材1的面积增多，则相应增加连接区域5和连接杆6的数量，比如在长方形的长边和短边的方向上，以30的间隔均匀设置多个连接区域5，当然，也可以在长方形的长度方向的中间线上，按照该相同的间距均匀设置多个连接区域5。
53.另一种具体实施方式中，如图1、3和4所示，所述支撑连接件为连接杆6设置，每个所述结构增强层均包括至少四个片状体9，四个片状体9分别布置在所述板压定型后的板材1的上表面和下表面的四个角落处，每个片状体9上分布有于所述片状体9的外侧向内侧凹陷形成的三个凸起，所述内侧为朝向板压定型后的板材1上表面或下表面的一侧，该三个凸
起的中心位置相连呈现为三角形布置，每个所述片状体9上还开设若干贯穿其上下两侧的圆孔形成所述若干穿孔，每个所述凸起的中心位置处均形成有沿竖直方向布置的插接通道，分设于所述板压定型后的板材1上下表面的两个所述片状体9上的若干凸起于竖直方向一一对应且相对应的两个凸起之间设置一所述连接杆6，所述连接杆6的两端均设置一对轴线均重合于所述连接杆6的轴线的圆锥状卡接凸起8，每一对所述圆锥状卡接凸起8的底面呈面对面设置且两个底面之间的距离等于所述凸起的厚度且两个底面均抵接至凸起的内外两侧，每个所述底面的直径均大于所述插接通道的内径，每个所述凸起的凹陷侧形成的空间大于所述圆锥状卡接凸起8所具有的体积，所述片状体9设置于所述板压定型后的板材1的上、下表面的外侧时，若干所述凸起均压入所述板压定型后的板材1内且所述片状体9朝向板压定型后的板材1的一面贴附至相对应的该板压定型后的板材1的上、下表面。
54.所述片状体9呈现为直角三角形，所述直角三角形的直角对应于所述板压定型后的板材1的上表面和下表面的每个角落处的直角处设置。
55.上下对应的两个片状体9是通过呈三维的三角形形态的连接杆6支撑连接，抗拉抗压性能达到最优化。
56.或者，所述支撑连接件为连接杆6设置，每个所述结构增强层均包括若干呈平行设置的条状板体，所述板压定型后的板材的上表面和下表面均铺有该若干呈平行设置的条状板体，每个条状板体沿其长度方向上均匀分布有于所述条状板体的外侧向内侧凹陷形成的若干凸起，所述内侧为朝向板压定型后的板材1上表面或下表面的一侧，每个所述条状板体上还开设若干贯穿其上下两侧的贯穿孔形成所述若干穿孔，每个所述凸起的中心位置处均形成有沿竖直方向布置的插接通道，分设于所述板压定型后的板材1上下表面的两个所述条状板体上的若干凸起于竖直方向一一对应且相对应的两个凸起之间设置一所述连接杆6，所述连接杆6的两端均设置一对轴线均重合于所述连接杆6的轴线的圆锥状卡接凸起8，每一对所述圆锥状卡接凸起8的底面呈面对面设置且两个底面之间的距离等于所述凸起的厚度且两个底面均抵接至凸起的内外两侧，每个所述底面的直径均大于所述插接通道的内径，每个所述凸起的凹陷侧形成的空间大于所述圆锥状卡接凸起8所具有的体积，所述条状板体设置于所述板压定型后的板材1的上、下表面的外侧时，若干所述凸起均压入所述板压定型后的板材1内且所述条状板体朝向板压定型后的板材1的一面贴附至相对应的该板压定型后的板材1的上、下表面。
57.一种具体实施方式中，如图1所示，还包括对应所述结构增强层所设置的网格布11，所述网格布11设置在相应的所述结构增强层的内侧且其被所述粘接层4包覆。
58.进一步的，还包括对应所述结构增强层设置且铺设在其外侧的无机贴面层10。
59.一种具体实施方式中，每个所述结构增强层的厚度为1-2mm。
60.所述粘接层4为水泥基防水砂浆层或者聚氨酯粘接层。
61.连接杆6两端的圆锥状卡接凸起8的设置，能够快速实现上、下结构增层与连接杆6之间的卡接。多个具体实施方式中，若干凸起均压入所述板压定型后的板材1内且所述结构增强层朝向板压定型后的板材1的一面贴附至相对应的该板压定型后的板材1的上、下表面，该设置使得在保证较高抗拉抗压性能同时使得该保温结构体的厚度做到尽可能维持在板压定型后的板材1所具有的厚度。
62.以上实施方式仅为本发明的示例性实施方式，不用于限制本发明，本发明的保护
范围由权利要求书限定。本领域技术人员在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出的各种修改或等同替换也落在本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种气凝胶复合板的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：提供若干组薄无机纤维连续毡材为基材，每组所述基材均为厚度3-10mm的连续毡材；将所述薄无机纤维连续毡材的纤维丝的表面分别通过亲水基溶液经淋涂或滚涂工序处理，使得其表面具有亲水性；对上述处理后的所述若干组基材分别进行压滤的预干燥，使其呈润湿状态,并每组所述基材连续进入具有压力的挤注工序，将预干燥后的所述若干组基材分别进行气凝胶浆料的挤注；对挤注完成的所述若干组基材在生产线上依次重叠放置形成一具有长度的复合连续基材，并对该复合连续基材进行分层褶皱处理，该分层褶皱处理包括：沿长度方向将该复合连续基材依次分为仍连续相连的多段，并对该多段进行褶皱叠加，形成依次叠加且于前后呈部分错开的褶皱叠加结构，该前后方向为沿对该褶皱叠加结构的输送方向；对分层褶皱叠加处理后的毡材进行板压定型，并进行二次干燥，并对板压定型后的板材内置抗拉抗压支撑件。2.根据权利要求1所述的气凝胶复合板的制备工艺，其特征在于，所述亲水基溶液为饱和气凝胶溶液。3.根据权利要求2所述的气凝胶复合板的制备工艺，其特征在于，所述二次干燥的方式为用压滤或微波干燥。4.根据权利要求3所述的气凝胶复合板的制备工艺，其特征在于，对内置抗拉抗压支撑件后的板材还包括如下步骤：进行双面的无机贴面；按预设的尺寸进行裁切、封边。

技术总结
本发明公开了一种气凝胶复合板的制备工艺，包括如下步骤：提供若干组薄无机纤维连续毡材为基材；将所述薄无机纤维连续毡材的纤维丝的表面分别通过亲水基溶液经淋涂或滚涂工序处理,并每组所述基材连续进入具有压力的挤注工序，进行气凝胶浆料的挤注；对挤注完成的所述若干组基材在生产线上依次重叠放置形成一具有长度的复合连续基材，并对该复合连续基材进行分层褶皱处理，该分层褶皱处理包括：沿长度方向将该复合连续基材依次分为仍连续相连的多段，并对该多段进行分层褶皱叠加；对分层褶皱叠加处理后的毡材进行板压定型，并对板压定型后的板材内置抗拉抗压支撑件。该制备工艺制备的气凝胶复合板具有较佳保温性能和抗拉抗压强度。拉抗压强度。拉抗压强度。


技术研发人员：牛卫华 王宇杰 周印涛 彭昕 李强国 甄宝江 曹江彬
受保护的技术使用者：周印涛
技术研发日：2023.04.28
技术公布日：2023/9/7