一种大颗粒气凝胶复合材料、制备方法、造球机

本发明涉及气凝胶复合材料，具体涉及一种大颗粒气凝胶复合材料、制备方法、造球机。

背景技术：

1、sio2气凝胶是一种轻质多孔的无机非金属材料，是由sio2粒子构建而成，具有三维纳米网络结构，孔隙率在80％～99.8％之间，属于介孔结构，因此具备高的比表面积、低的导热系数、低密度、超绝缘和超低介电常数等性质，在催化、保温、电子等领域都有者广泛的应用。

2、正是由于它的孔隙率较高，导致强度和韧性以及密度都比较低，且都是疏水亲油的颗粒，因此在实际使用过程中比较困难，必须要和其他材料进行复合，比如气凝胶隔热板、气凝胶薄膜、气凝胶毡和气凝胶剥离等。

技术实现思路

1、为解决背景技术中存在的问题，本发明提供了一种大颗粒气凝胶复合材料、制备方法以及用于大颗粒气凝胶复合材料制备的造球机，制备方法简单高效，制备得到的大颗粒气凝胶复合材料韧性和强度都大大提升。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

3、第一方面，本发明提供了一种大颗粒气凝胶复合材料，由气凝胶颗粒通过粘结剂粘合而成，所述气凝胶颗粒的粒径为15～50μm，所述大颗粒气凝胶复合材料的粒径为0.5～1cm。

4、第二方面，本发明提供了一种大颗粒气凝胶复合材料的制备方法，将气凝胶粉末和预热的粘结剂粉末分别以一定的速率注入转动的造球机内，通过红外热源使粘结剂熔化，熔化的粘结剂使气凝胶颗粒团聚成球形成大颗粒气凝胶复合材料并自造球机中飞出。

5、进一步，将粘结剂粉末注入造球机前，先将造球机的滚筒内壁上涂上不粘涂料。

6、进一步，所述造球机的转动速度为30～120r/min，滚筒盘的倾角为60～80℃。

7、进一步，所述粘结剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乳酸、聚苯乙烯、热塑性聚氨酯、聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺中的一种或多种。

8、进一步，注入速率以单位时间内注入粉末的体积比计，所述气凝胶粉末与所述粘结剂粉末的注入速率比为5:2～4。

9、进一步，所述粘结剂粉末中粘结剂颗粒的粒径为气凝胶粉末中气凝胶颗粒粒径的10～20％。

10、进一步，所述气凝胶颗粒的粒径为15～50μm，所述大颗粒气凝胶复合材料的粒径为0.5～1cm。

11、第三方面，本发明提供了一种用于制备大颗粒气凝胶复合材料的造球机，包括滚筒盘和气凝胶料槽，所述滚筒盘上设有滚筒以及分别与所述滚筒连通的第一进料口和出料孔，所述气凝胶料槽与所述第一进料口连通，还包括粘结剂料槽和红外热源，所述粘结剂料槽通过设置在所述滚筒盘上的第二进料口与所述滚筒连通，所述粘结剂料槽内设有可加热电动螺杆用于对粘结剂粉末进行预热并进料，所述红外热源设置在所述滚筒内。

12、进一步，所述滚筒的内壁上设有不粘涂层。

13、本发明的有益效果是：本发明制备的大颗粒气凝胶复合材料的韧度和强度都有大大提升，将其通过加热熔融复合在纤维上可以制备不掉粉的气凝胶毛毡，也可以作为轻集料加入到泡沫混凝土例提升其保温隔热效果，大大提高了使用方便性。且制备方法简单高效，可以实现大颗粒气凝胶复合材料的连续制备。

技术特征：

1.一种大颗粒气凝胶复合材料，其特征在于，由气凝胶颗粒(9)通过粘结剂(8)粘合而成，所述气凝胶颗粒(9)的粒径为15～50μm，所述大颗粒气凝胶复合材料的粒径为0.5～1cm。

2.一种大颗粒气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于，将气凝胶粉末和预热的粘结剂粉末分别以一定的速率注入转动的造球机滚筒内，通过红外热源使粘结剂熔化，熔化的粘结剂使气凝胶颗粒团聚成球形成大颗粒气凝胶复合材料并自造球机中飞出。

3.根据权利要求2所述的大颗粒气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于，将粘结剂粉末注入造球机前，先将造球机滚筒内壁上涂上不粘涂料。

4.根据权利要求2所述的大颗粒气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述造球机的转动速度为30～120r/min，滚筒盘的倾角为60～80℃。

5.根据权利要求2所述的大颗粒气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述粘结剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乳酸、聚苯乙烯、热塑性聚氨酯、聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺中的一种或多种。

6.根据权利要求2所述的大颗粒气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于，注入速率以单位时间内注入粉末的体积比计，所述气凝胶粉末与所述粘结剂粉末的注入速率比为5:2～4。

7.根据权利要求6所述的大颗粒气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述粘结剂粉末中粘结剂颗粒的粒径为气凝胶粉末中气凝胶颗粒粒径的10～20％。

8.根据权利要求2所述的大颗粒气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述气凝胶颗粒的粒径为15～50μm，所述大颗粒气凝胶复合材料的粒径为0.5～1cm。

9.一种用于制备大颗粒气凝胶复合材料的造球机，包括滚筒盘和气凝胶料槽(7)，所述滚筒盘上设有滚筒以及分别与所述滚筒连通的第一进料口和出料孔(4)，所述气凝胶料槽(7)与所述第一进料口连通，其特征在于，还包括粘结剂料槽(3)和红外热源(5)，所述粘结剂料槽(3)通过设置在所述滚筒盘上的第二进料口与所述滚筒连通，所述粘结剂料槽(3)内设有可加热电动螺杆(2)用于对粘结剂粉末进行预热并进料，所述红外热源(5)设置在所述滚筒内。

10.根据权利要求9所述的用于制备大颗粒气凝胶复合材料的造球机，其特征在于，所述滚筒的内壁上设有不粘涂层(6)。

技术总结
本发明提供了一种大颗粒气凝胶复合材料、制备方法、造球机，大颗粒气凝胶复合材料由气凝胶颗粒通过粘结剂粘合而成，气凝胶颗粒的粒径为15～50μm，大颗粒气凝胶复合材料的粒径为0.5～1cm。大颗粒气凝胶复合材料的制备方法为：将气凝胶粉末和预热的粘结剂粉末分别以一定的速率注入转动的造球机滚筒内，通过红外热源使粘结剂熔化，熔化的粘结剂使气凝胶团聚成球形成大颗粒气凝胶复合材料并自造球机中飞出。本发明制备的大颗粒气凝胶复合材料的韧度和强度都有大大提升，将其通过加热熔融复合在纤维上可以制备不掉粉的气凝胶毛毡，大大提高了使用方便性。且制备方法简单高效，可以实现大颗粒气凝胶复合材料的连续制备。

技术研发人员：黄健,匡豪,殷允朝,吕阳,谭洪波,蹇守卫,李相国,马保国
受保护的技术使用者：武汉理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15