1.本发明属于气凝胶毡制备技术领域，具体涉及一种气凝胶毡的生产方法及其生产的气凝胶毡。
背景技术：
2.sio2气凝胶是一类受到广泛关注的隔热材料，是由高度交联的无机凝胶经特殊干燥过程制备的多孔材料，孔径在几纳米至几十纳米之间，具有很高的比表面积，这种特殊的结构使sio2气凝胶材料具有极低的热导率，能够有效抑制热传导和热对流，被认为是隔热性能最好的固体材料。
3.基于二氧化硅气凝胶的脆性，颗粒、块体或者粉末的使用范围受到很大限制，因而需要将气凝胶与柔性纤维材料复合，改善气凝胶的机械性能，扩大其使用范围。目前的复合方式主要有以下两种：1、分批次生产，将纤维材料放于合适的容器内，往里倒入溶胶，溶胶渗入纤维材料间的孔隙，一定时间后凝胶完成。在凝胶完成后，通常要取出整卷材料进行放卷，将纤维复合凝胶与可透流体的柔性夹层再次收卷，这种可透流体的夹层间隔开纤维复合凝胶的层与层，目的是使凝胶老化的液体可以方便地流出，并且在后续干燥处理中，在半径方向上强化干燥介质与凝胶内溶剂的置换，在高度方向上，干燥介质可以顺利地流经整卷材料内部，两者均能缩短整个干燥时间，该方法可以在一定程度上满足生产需求。
4.2、半连续化生产，将卷状的纤维材料展开在设备上，在移动元件的带动下往一个方向运动，传送过程中展开的纤维结合溶胶，溶胶渗入纤维材料与纤维材料一起运动，在移动元件上凝胶后，在设备的另一头收卷起来。在凝胶完成后收卷时，需要将纤维复合凝胶与可透流体的柔性夹层复合收卷，这种可透流体的夹层间隔开纤维复合凝胶的层与层，目的同样是为了使凝胶老化的液体可以方便的流出。
5.上述生产过程中，将可透流体的柔性夹层与纤维材料一起收卷后进行生产，不可避免地会导致柔性夹层在纤维材料表面产生压痕，影响纤维增强气凝胶复合材料的产品质量。
技术实现要素：
6.为了解决生产过程中柔性夹层对纤维材料表面产生的压痕问题，本发明的目的在于提供一种气凝胶毡的生产方法。
7.为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：一种气凝胶毡的生产方法，步骤如下：（1）、制备湿凝胶毡；（2）、将步骤（1）所得湿凝胶毡与柔性透水材料复合收卷在卷盘上；其中，所述复合收卷采用分段复合收卷装置进行分段收卷，分段复合收卷装置包括两个圆盘、一个卷筒和一个套筒，所述套筒由沿轴向对半剖分的两个半套筒拼合而成；两个圆盘相对间隔设置，卷
筒水平安装在两个圆盘之间，圆盘均匀密布有若干个第一干燥孔，卷筒均匀密布有若干个第二干燥孔，半套筒上均匀密布有第三干燥孔；分段收卷的过程为：先将步骤（1）所得湿凝胶毡与柔性透水材料复合收卷在卷筒上，直至所得卷毡的最外层卷对最内层卷的压强为3-8 kpa时，完成前段收卷，获得前段收卷卷毡；然后，将两个半套筒拼装在前段收卷卷毡的外围使之形成一个完整的套筒，套筒的内壁与前段收卷卷毡之间预留有间隙（1-3cm），两个半套筒的两端分别固定在两个圆盘上，此后将湿凝胶毡与柔性透水材料复合收卷在拼装后的套筒上，完成后段收卷，获得后段收卷卷毡；（3）、对步骤（2）中的分段复合收卷装置连同其上的前段收卷卷毡和后段收卷卷毡进行干燥，干燥后拆分套筒，取下后段收卷卷毡和前段收卷卷毡并除去柔性透水材料，即为气凝胶毡。
8.本发明中，两个半套筒与两个圆盘的固定连接方式优选有两种，具体如下：连接方式一：半套筒的两端内壁分别固定连接一个半圆环状第一连接板，两个半圆环状第一连接板在两个半套筒拼合成一个完整的套筒的同时也拼合成一个完整的圆环状第一连接板，半圆环状第一连接板上均匀密布有若干个螺栓孔并且一个螺栓孔对应一个第一干燥孔，螺栓孔的孔径小于第一干燥孔的孔径，半圆环状第一连接板的内侧壁上固定有与螺栓孔一一对应的螺母，与螺栓孔对应的第一干燥孔内安装有定位圆板，定位圆板的中心开设有与螺栓孔大小一致的定位孔，定位孔以及螺栓孔内穿设有t型螺栓并且t型螺栓的头部位于圆盘外侧壁、尾部旋紧固定在螺母内。
9.较好地，定位圆板呈圆台状，并且定位圆板的小端朝向外侧安装在第一干燥孔内。
10.连接方式二：半套筒的两端内壁分别固定连接一个半圆环状第一连接板，两个圆盘的外侧壁上分别固定连接一个圆环状第二连接板，两个半圆环状第一连接板在两个半套筒拼合成一个完整的套筒的同时也拼合成一个完整的圆环状第一连接板并且该圆环状第一连接板的大小以及位置与圆环状第二连接板正对应，半圆环状第一连接板和第二连接板上分别均匀密布有若干个一一对应的一对螺栓孔并且每对螺栓孔对应一个第一干燥孔，螺栓孔的孔径小于第一干燥孔的孔径，半圆环状第一连接板的内侧壁上固定有与螺栓孔一一对应的螺母，半圆环状第一连接板以及第二连接板上的每对螺栓孔内穿设有t型螺栓并且t型螺栓的头部位于圆盘外侧壁、尾部旋紧固定在螺母内。
11.本发明通过上述两种连接方式可快速将套筒安装固定在圆盘上，且能够在生产完成后快速拆卸套筒，便于工作人员安装拆卸。
12.较好地，所述两个半套筒拼合而成套筒时两个半套筒之间在轴向上设置有能够用于湿凝胶毡（湿凝胶毡的厚度为0.1-10mm）穿出的缝隙。由于制备湿凝胶毡时所使用的纤维毡通常为20-100m连续性的纤维毡，不同厚度规格的纤维毡长度不同，在两个半套筒之间在轴向上设置有能够用于湿凝胶毡穿过的缝隙，可避免在安装套筒时对连续的纤维毡在前段收卷未收卷完全而进行裁切。
13.较好地，步骤（3）中，干燥前对分段复合收卷装置连同其上的前段收卷卷毡和后段收卷卷毡进行老化处理。所述老化处理指通过将待老化处理的材料在30~70℃下保持1~10h来进行。老化步骤可以使更多的si-o-si键合，形成的湿凝胶的凝胶网络结构更加稳定的形成，促进后续干燥工艺中孔结构的保持，从而改善气凝胶毡的机械稳定性。将凝胶化的湿凝胶毡在适当的温度范围内进行老化以减少凝胶微孔结构、增强最佳孔结构，增加凝胶的渗
透性和力学性能。当老化温度低于30℃时，老化时间会变长，当老化温度高于70℃时，温度超过乙醇的沸点，会蒸发导致溶剂损失。
14.较好地，步骤（3）中，干燥前，用疏水化改性液对分段复合收卷装置连同其上的前段收卷卷毡和后段收卷卷毡进行表面疏水化处理。当干燥前同时存在老化处理和表面疏水化处理时，先老化处理再表面疏水化处理。所述疏水化改性液是由疏水化试剂与乙醇按照摩尔比1∶（2~5）混合而成的改性液，所述疏水化试剂为有机硅烷化合物，有机硅烷化合物包括三甲基氯硅烷、六甲基二硅氮烷、甲基三甲氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷等。所述用疏水化改性液进行的表面疏水化处理是指将待疏水化处理的材料浸渍于疏水化改性液中进行改性，改性后进行1~2次洗涤，洗涤是为了除去改性反应过程中未反应的物质及副产物等杂质。
15.较好地，步骤（3）中，在干燥之后但在拆分套筒取下后段收卷卷毡和前段收卷卷毡并除去柔性透水材料之前，用气相疏水化试剂对分段复合收卷装置连同其上的分段复合收卷装置连同其上的前段收卷卷毡和后段收卷卷毡进行表面疏水化处理；或者拆分套筒取下后段收卷卷毡和前段收卷卷毡并除去柔性透水材料之后，将气凝胶毡裁切成气凝胶片毡或再收卷成气凝胶卷毡，此时用气相疏水化试剂对气凝胶片毡或气凝胶卷毡进行表面疏水化处理。所述气相疏水化试剂是将疏水化试剂加热成蒸汽而得，所述用气相疏水化试剂进行的表面疏水化处理是指向待疏水化处理的材料中通入气相疏水化试剂进行改性。
16.表面疏水化处理通过使湿凝胶毡上的羟基部分如存在于二氧化硅凝胶骨架上的硅烷醇基（si-oh）与疏水化试剂的官能基进行反应，使硅烷醇基与疏水化试剂转化为二氧化硅凝胶骨架上的疏水性基团。使用气相疏水化试剂进行表面疏水化改性所使用的疏水化试剂的量相对使用液相疏水化改性液进行表面疏水化改性所使用的疏水化试剂的量少，能够有效降低生产成本。
17.较好地，步骤（3）中，将气凝胶毡裁切成气凝胶片毡或再收卷成气凝胶卷毡，使得气凝胶毡产品最终以气凝胶卷毡和气凝胶片毡的形式进行应用。
18.较好地，所述柔性透水材料指的是一种表面多孔方便液体通过的弹性材料，柔性透水材料在宽度方向上尺寸大于或等于湿凝胶毡的宽度，长度方向上也大于或等于湿凝胶毡的长度，所述柔性透水材料在1-15mpa压力下，厚度可压缩10-90%，其材质选自聚氨酯、聚硅氧烷（硅胶），氟聚合物、聚氯乙烯、聚丙烯酸酯、聚甲醛、聚烯烃、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚酰胺、聚醚醚酮、聚醚砜树脂、聚酯树脂、聚醚酰亚胺中的一种或多种，可重复使用。本发明柔性透水材料优选上述材质的柔性纱网。
19.一种采用所述的生产方法生产的气凝胶毡。
20.有益效果：通过在收卷时设置刚性套筒，刚性套筒装在前段收卷卷毡外围，后段收卷在刚性套筒上，刚性套筒对前段收卷卷毡无压力、对后段收卷卷毡提供支撑力，刚性套筒可避免在收卷过程中后段收卷卷毡对前段收卷卷毡产生张紧力，避免后段收卷卷毡对前段收卷卷毡产生压力，进而解决由于压力和张紧力作用导致的柔性透水材料在湿凝胶毡的纤维表面产生压痕的问题，提高了气凝胶毡产品的合格率，降低了生产成本，且由于刚性套筒设置有多个第三干燥孔使刚性套筒具有透水性，不影响卷绕的湿凝胶毡内的流体流动。
附图说明
21.图1：分段复合收卷装置在安装套筒之前的主视图；图2：图1的左/右侧视图；图3：分段复合收卷装置在安装套筒之后的主视图；图4：图3的左/右侧视图；图5：图3的a-a向视图；图6：半套筒和半圆环状第一连接板之间的连接示意图之主视图；图7：图6的左/右侧视图；图8：半套筒和半圆环状第一连接板之间的连接示意图之立体图；图9：两个半套筒与两个圆盘的连接方式一示意图；图10：两个半套筒与两个圆盘的连接方式二示意图；图11：分段复合收卷装置在安装套筒之后的主视图（套筒上设置有缝隙）；其中，附图标记为：1-圆盘；2-卷筒；3-半套筒；41-第一干燥孔，42-第二干燥孔，43-第三干燥孔；5-半圆环状第一连接板；6-螺栓孔；7-螺母；8-定位圆板；9-定位孔；10-t型螺栓；11-圆环状第二连接板；12-缝隙。
具体实施方式
22.为使本发明更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
23.实施例1一种气凝胶毡的生产方法，步骤如下：（1）、按照现有技术制备湿凝胶毡；（2）、将步骤（1）所得湿凝胶毡与柔性透水材料（聚氨酯纱网）复合收卷在卷盘上；其中，所述复合收卷采用分段复合收卷装置进行分段收卷，分段复合收卷装置的结构如图1-8所示，包括两个圆盘1、一个卷筒2和一个套筒，所述套筒由沿轴向对半剖分的两个半套筒3拼合而成；两个圆盘1相对间隔设置，卷筒2水平安装在两个圆盘1之间，圆盘1均匀密布有若干个第一干燥孔41，卷筒2均匀密布有若干个第二干燥孔42，半套筒3上均匀密布有第三干燥孔43；分段收卷的过程为：先将步骤（1）所得湿凝胶毡与柔性透水材料复合收卷在卷筒2上，直至所得卷毡的最外层卷对最内层卷的压强为5 kpa时，完成前段收卷，获得前段收卷卷毡；然后，将两个半套筒3拼装在前段收卷卷毡的外围使之形成一个完整的套筒，套筒的内壁与前段收卷卷毡之间预留有间隙（2cm），两个半套筒3的两端分别固定在两个圆盘1上，此后将湿凝胶毡与柔性透水材料复合收卷在拼装后的套筒上，完成后段收卷，获得后段收卷卷毡；（3）、对步骤（2）中的分段复合收卷装置连同其上的前段收卷卷毡和后段收卷卷毡进行干燥，干燥后拆分套筒取下后段收卷卷毡和前段收卷卷毡并除去柔性透水材料，再次进行收卷，得到气凝胶卷毡。
24.其中，本实施例中，两个半套筒3与两个圆盘1的固定连接方式如图9所示：半套筒3的两端内壁分别固定连接一个半圆环状第一连接板5，两个半圆环状第一连接板5在两个半套筒3拼合成一个完整的套筒的同时也拼合成一个完整的圆环状第一连接板，半圆环状第
一连接板5上均匀密布有若干个螺栓孔6并且一个螺栓孔6对应一个第一干燥孔41，螺栓孔6的孔径小于第一干燥孔41的孔径，半圆环状第一连接板5的内侧壁上固定有与螺栓孔6一一对应的螺母7，与螺栓孔6对应的第一干燥孔41内安装有定位圆板8，定位圆板8呈圆台状，并且定位圆板8的小端朝向外侧安装在第一干燥孔41内，定位圆板8的中心开设有与螺栓孔6大小一致的定位孔9，定位孔9以及螺栓孔6内穿设有t型螺栓10并且t型螺栓10的头部位于圆盘1外侧壁、尾部旋紧固定在螺母7内。
25.实施例2本实施例与实施例1的区别在于：两个半套筒3与两个圆盘1的固定连接方式如图10所示：半套筒3的两端内壁分别固定连接一个半圆环状第一连接板5，两个圆盘1的外侧壁上分别固定连接一个圆环状第二连接板11，两个半圆环状第一连接板5在两个半套筒3拼合成一个完整的套筒的同时也拼合成一个完整的圆环状第一连接板并且该圆环状第一连接板的大小以及位置与圆环状第二连接板11正对应，半圆环状第一连接板5和第二连接板上分别均匀密布有若干个一一对应的一对螺栓孔6并且每对螺栓孔6对应一个第一干燥孔41，螺栓孔6的孔径小于第一干燥孔41的孔径，半圆环状第一连接板5的内侧壁上固定有与螺栓孔6一一对应的螺母7，半圆环状第一连接板5以及第二连接板上的每对螺栓孔6内穿设有t型螺栓10并且t型螺栓10的头部位于圆盘1外侧壁、尾部旋紧固定在螺母7内。
26.其它均同实施例1。
27.实施例3与实施例1的区别在于：步骤（3）中，干燥前对分段复合收卷装置连同其上的前段收卷卷毡和后段收卷卷毡进行老化处理，所述老化处理指将分段复合收卷装置连同其上的前段收卷卷毡和后段收卷卷毡在60℃下保持5h。
28.其它均同实施例1。
29.实施例4本实施例与实施例3的区别在于：步骤（3）中，干燥前老化处理后，将分段复合收卷装置连同其上的前段收卷卷毡和后段收卷卷毡浸渍于疏水化改性液中进行进行疏水化改性，改性后进行2次洗涤除；所述疏水化改性液是由三甲基乙氧基硅烷与无水乙醇按照摩尔比1∶3混合而成。
30.其它均同实施例3。
31.实施例5与实施例1的区别在于：步骤（3）中，在干燥之后但在拆分套筒取下后段收卷卷毡和前段收卷卷毡并除去柔性透水材料之前，向分段复合收卷装置连同其上的前段收卷卷毡和后段收卷卷毡通入气相疏水化试剂进行疏水化改性；所述气相疏水化试剂是将甲基三甲氧基硅烷加热至102℃形成蒸汽而得。
32.其它均同实施例1。
33.实施例6与实施例3的区别在于：步骤（3）中，干燥前老化处理后，在拆分套筒取下后段收卷卷毡和前段收卷卷毡并除去柔性透水材料之后，将气凝胶毡裁切成气凝胶片毡，向气凝胶片毡通入气相疏水化试剂进行疏水化改性；所述气相疏水化试剂是将乙基三乙氧基硅烷加热至157℃形成蒸汽而得。
34.其它均同实施例3。
35.实施例7与实施例1的区别在于：如图11所示，所述两个半套筒拼合而成套筒时两个半套筒之间在轴向上设置有能够用于湿凝胶毡穿出的缝隙12，湿凝胶毡的厚度为8mm。
36.其它均同实施例1。