CN115624895A - 一种气凝胶保温隔热涂料制备工艺及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种气凝胶保温隔热涂料制备工艺及设备，包括所述延长杆上套设有用于涂料搅拌的分散装置，此气凝胶保温隔热涂料制备工艺及设备直接从加热容器上方入料，然后随着加热容器上方不断入料的过程中，使用电机不断不间歇运转，使得保护套内部螺旋叶片杆将涂料向上输送，让涂料流入到漏斗倾斜面并且随后流入到分散装置底部，涂料经过分散装置底部打磨之后，提升了分散效果，这样使得远离分散叶片的乳液不会存在分散不均匀的现象，通过螺旋叶片杆反复提升涂料，能将已经分散后的涂料掺合未被分散的涂料再次被分散装置分散，进一步的将涂料进行细化，提升分散效果。

Description

一种气凝胶保温隔热涂料制备工艺及设备
技术领域
本发明涉及气凝胶制备技术领域，具体为一种气凝胶保温隔热涂料制备工艺及设备。
背景技术
气凝胶涂料是目前最好的隔热保温涂料，是真正纳米孔级别的产品，但是，气凝胶的应用也受限于其物理机械性能较差，比如:强度低、脆性大、价格高。因此，气凝胶很难被单独使用。
气凝胶中的纳米颗粒粒径小，比表面积大，表面自由能高，表面原子活性高，在外部范德华力和内部价健力的作用下，容易产生团聚，因此，单纯依靠机械分散不能避免纳米颗粒在后期会重新团聚，需要在制备过程中采用，分散剂对其改性，在制备的时候需要通过对其分散，一般在生产的时候通过反应容器中的搅拌器件对其旋转搅拌，但是现有的分散叶片、或分散齿体在罐体内始终在单一位置，其远离分散叶片的乳液会存在分散不均匀的现象，因此在容器内进行搅拌时，只能进行横向分散搅拌或纵向分散搅拌，导致分散效率不高，在中国专利授权号为CN110841536B提出了相关问题。为此，我们提出一种气凝胶保温隔热涂料制备工艺及设备。
发明内容
本发明的目的在于提供一种气凝胶保温隔热涂料制备工艺及设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种气凝胶保温隔热涂料制备工艺及设备，包括以下步骤：a、取等量的石蜡熔融温度为～℃；纯丙乳液；流平剂；润湿剂、分散剂，二氧化硅气凝胶微球；
b、取一定量的石蜡放入加热容器中加热至全部熔融，再加入一定量的二氧化硅气凝胶微球，用分散装置不断搅拌至石蜡被微球充分吸收。加热到℃，保温min，然后冷却到室温；
c、将二氧化硅气凝胶微球与石蜡按:配比混合，用直接熔融吸附法制备二氧化硅气凝胶复合相变材料；
d、再将复合相变材料与纯丙乳液按体积比:混合分散装置持续搅拌，并加入一定量的润湿剂、流平剂、分散剂和消泡剂制备成复合相变涂料，分散装置停止搅拌，并且用加热装置加热容器，温度控制在-℃，等待气泡褪去；
e、静置5-10min即可制得带有气凝胶分散型复合相变涂料。
优选的，加热容器所述加热容器顶部安装有电机，所述电机输出轴底部安装有延长杆，所述加热容器在延长杆外部设有保护套，所述加热容器内中部位置安装有漏斗，所述延长杆上套设有用于涂料搅拌的分散装置，所述漏斗上开设有多个安装孔，所述加热容器底部安装有底盖，所述底盖顶部安装有多个穿过安装孔用于涂料回流循环分散的回流组件，所述加热容器内部在靠近底盖上方位置安装有滑流盖；所述回流组件包括设于滑流盖顶部的保护套，设于保护套内部并且底部和底盖连接的螺旋叶片杆，设于保护套顶部的引导腔，套设于螺旋叶片杆上并且位于滑流盖和底盖之间的第一齿轮以及套设于延长杆底部和每个第一齿轮啮合一起的第二齿轮；
根据上述工艺流程，将各个试剂加涂料本体安放到加热容器中，当已经混合好的涂料顺着加热容器侧壁流入到漏斗上时，紧接着涂料随着漏斗倾斜面流入的到漏斗中部，然后流向滑流盖上，然后涂料会在滑流盖顶部经过聚合之后，然后流向四方并且流入靠近保护套，然后当涂料和保护套接触之后，进入到入料口，然后和螺旋叶片杆接触，此时可以启动电机，将分散装置旋转起来，由于延长杆底部安装的有第二齿轮，第二齿轮和螺旋叶片杆底部的第一齿轮啮合一起，因此第当第二齿轮旋转的时候第一齿轮跟着旋转，螺旋叶片杆在保护套内部旋转，将涂料上升，随后当涂料上升到保护套顶部的引导腔位置处，由于引导腔有一个折弯部，将引导腔内部的涂料引导靠近至加热容器侧壁触，涂料再次流入到漏斗边缘，然后涂料沿着漏斗斜面流入到分散装置底部，由于第二齿轮同步旋转的分散装置，随着电机继续驱动第二齿轮旋转，将位于分散装置底部的涂料不断的进行打磨分散。
优选的，所述分散装置包括旋转连接在延长杆上的旋转圈以及设于旋转圈底部的研磨圈，所述研磨圈底部和滑流盖斜面吻合，并且所述研磨圈底部设有磨砂颗粒或为滚珠小球；
当启动电机驱动延长杆旋转，然后延长杆旋转驱动旋转圈带动研磨圈悬，将涂料进行研磨。研磨圈材料使用磨砂颗粒研磨漏斗上的涂料，使得涂料的分散效果提高，并且能够源源不断的分散研磨涂料，加深研磨圈细化处理涂料的处理效果，简单又实用。
优选的，所述底盖在和加热容器之间安装有用于对涂料的预处理分散装置，所述预处理分散装置包括设于延长杆外圈上的驱动装置，两两设于驱动装置对立面的平推研磨槽，滑动于平推研磨槽内部的推动板以及设于推动板上并且和驱动装置连接一起的稳定器，每两个相邻的所述平推研磨槽上下错位，所述平推研磨槽两侧的均开设有连接口，且两个相邻的所述平推研磨槽之间通过连接口安装有连接通道，位于低层的所述平推研磨槽底部两侧均开设有用于漏料的出料口；
由于在涂料配置前后，涂料是处于粘稠状态，将涂料预先打磨推平更有利于后续的分散效果，在本装置中，采用电机同步带动驱动装置连续活动，然后当驱动装置驱动推动板在平推研磨槽内部活动的时候，会将位于平推研磨槽内部的涂料进行推平，然涂料后通过两个相邻的平推研磨槽之间的连接通道，被挤入到位于低层的平推研磨槽内部，由于低层平推研磨槽和内部也含有推动板，会将涂料沿着推动板和平推研磨槽侧壁流入到出料口，最终将涂料随着出料口流入到加热容器内部侧壁。
优选的，所述驱动装置包括套设于延长杆上的第一驱动齿轮，套设于延长杆上并且靠近第一驱动齿轮底部的第二驱动齿轮，两队两两之间平行分别啮合第一驱动齿轮和第二驱动齿轮的推动齿条，每个所述推动齿条一端均和推动板固定一起，且所述稳定器和推动齿条连接一起；
在实施中，电机需要正转和反转，当电机正转时，如图可知，第一驱动齿轮和第二驱动齿轮与推动齿条分离(齿轮和齿条处于分离状态，推动齿条不能推动推动板。齿轮和齿条采用磁性接触吸合一起，当电机反转时，齿轮和齿条磁性接触，齿轮和齿条重新啮合一起)，第一驱动齿轮和第二驱动齿轮同时驱动推动齿条互相背离活动，推动推动板在朝向平推研磨槽外圈活动，然后将高层平推研磨槽内部的涂料通过连接通道挤入到低层平推研磨槽内部，然后如此循环，使得低层平推研磨槽底部的出料口出涂料，本装置制作简单，操作容易实现，并且能够有效的提升分散效果。
优选的，所述延长杆外圈在靠***推研磨槽底部套有分散齿轮，且所述分散齿轮直径超过一对对立平推研磨槽底部空隙大小；当推动齿条驱动推动板往延长杆外圈靠近的时候，由于推动板外圆弧设计，可能会出现涂料会从平推研磨槽内圈溢出，然后当涂料从平推研磨槽内圈溢出后，可从分散齿轮外齿将涂料进行打动分散到加热容器内壁，进而使得装置提升分散效果。
优选的，所述加热容器顶部安装有多个支撑杆，多个所述支撑杆顶部共线平面上安装有防震圈，所述电机底部安装有固定盖，且所述防震圈和固定盖固定一起，所述加热容器底部和底盖之间安装有密封圈；
当电机开启的时候容易出现机体震动，然后通过在加热容器顶部安装防震圈可以防止整体产生谐振，进而进一步的防止加热容器和底盖连接处出现震动从而使得密封圈密封失效，底盖可以和加热容器拆分，密封圈可以在底盖可以和加热容器拼接时防止涂料从连接处溢出。
优选的，所述保护套在靠近滑流盖弧面位置开设有入料口，所述滑流盖中部在正对应漏斗中部开口位置设于拱起状，且所述滑流盖边缘位置和漏斗斜面平行。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明装置通过直接从加热容器上方入料，然后随着加热容器上方不断入料的过程中，使用电机不断不间歇运转，使得保护套内部螺旋叶片杆将涂料向上输送，让涂料流入到漏斗倾斜面并且随后流入到分散装置底部，涂料经过分散装置底部打磨之后，提升了分散效果，这样使得远离分散叶片的乳液不会存在分散不均匀的现象，通过螺旋叶片杆反复提升涂料，能将已经分散后的涂料掺合未被分散的涂料再次被分散装置分散，进一步的将涂料进行细化，提升分散效果。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明整体内部结构示意图；
图3为本发明回流组件结构示意图；
图4为本发明预处理分散装置结构示意图；
图5为本发明回流组件整体结构示意图；
图6为本发明整体内部另外视角结构示意图；
图7为本发明分散装置结构示意图。
图中：1-加热容器；101-密封圈；102-底盖；2-电机；201-固定盖；3-支撑杆；4-防震圈；5-滑流盖；6-漏斗；7-分散装置；701-旋转圈；702-研磨圈；8-保护套；801-螺旋叶片杆；802-引导腔；803-第一齿轮；804-入料口；9-平推研磨槽；901-连接口；902-出料口；10-连接通道；11-第一驱动齿轮；12-第二驱动齿轮；13-推动齿条；14-稳定器；15-推动板；16-延长杆；17-第二齿轮；18-分散齿轮。
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。
请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种气凝胶保温隔热涂料制备工艺及设备，包括以下步骤：a、取等量的石蜡熔融温度为56～58℃；纯丙乳液；流平剂；润湿剂、分散剂，二氧化硅气凝胶微球；
b、取一定量的石蜡放入加热容器1中加热至全部熔融，再加入一定量的二氧化硅气凝胶微球，用分散装置7不断搅拌至石蜡被微球充分吸收。加热到80℃，保温30min，然后冷却到室温；
c、将二氧化硅气凝胶微球与石蜡按5:3配比混合，用直接熔融吸附法制备二氧化硅气凝胶复合相变材料；
d、再将复合相变材料与纯丙乳液按体积比7:3混合分散装置7持续搅拌，并加入一定量的润湿剂、流平剂、分散剂和消泡剂制备成复合相变涂料，分散装置7停止搅拌，并且用加热装置加热容器，温度控制在20-30℃，等待气泡褪去；
e、静置5-10min即可制得带有气凝胶分散型复合相变涂料。
还包括工艺使用制备设备，该设备包括加热容器1所述加热容器1顶部安装有电机2，所述电机2输出轴底部安装有延长杆16，所述加热容器1在延长杆16外部设有保护套，所述加热容器1内中部位置安装有漏斗6，所述延长杆16上套设有用于涂料搅拌的分散装置7，所述漏斗6上开设有多个安装孔，所述加热容器1底部安装有底盖102，所述底盖102顶部安装有多个穿过安装孔用于涂料回流循环分散的回流组件，所述加热容器1内部在靠近底盖102上方位置安装有滑流盖5；所述回流组件包括设于滑流盖5顶部的保护套8，设于保护套8内部并且底部和底盖102连接的螺旋叶片杆801，设于保护套8顶部的引导腔802，套设于螺旋叶片杆801上并且位于滑流盖5和底盖102之间的第一齿轮803以及套设于延长杆16底部和每个第一齿轮803啮合一起的第二齿轮17，所述保护套8在靠近滑流盖5弧面位置开设有入料口804，所述滑流盖5中部在正对应漏斗6中部开口位置设于拱起状，且所述滑流盖5边缘位置和漏斗6斜面平行。
根据上述工艺流程，将各个试剂加涂料本体安放到加热容器1中，当已经混合好的涂料顺着加热容器1侧壁流入到漏斗6上时，紧接着涂料随着漏斗6倾斜面流入的到漏斗6中部，然后流向滑流盖5上，然后涂料会在滑流盖5顶部经过聚合之后，然后流向四方并且流入靠近保护套8，然后当涂料和保护套8接触之后，进入到入料口804，然后和螺旋叶片杆801接触，此时可以启动电机2，将分散装置7旋转起来，由于延长杆16底部安装的有第二齿轮17，第二齿轮17和螺旋叶片杆801底部的第一齿轮803啮合一起，因此第当第二齿轮17旋转的时候第一齿轮803跟着旋转，螺旋叶片杆801在保护套8内部旋转，将涂料上升，随后当涂料上升到保护套8顶部的引导腔802位置处，由于引导腔802有一个折弯部，将引导腔802内部的涂料引导靠近至加热容器1侧壁触，涂料再次流入到漏斗6边缘，然后涂料沿着漏斗6斜面流入到分散装置7底部，由于第二齿轮17同步旋转的分散装置7，随着电机2继续驱动第二齿轮17旋转，将位于分散装置7底部的涂料不断的进行打磨分散。
装置通过直接从加热容器1上方入料，然后随着加热容器1上方不断入料的过程中，使用电机2不断不间歇运转，使得保护套8内部螺旋叶片杆801将涂料向上输送，让涂料流入到漏斗6倾斜面并且随后流入到分散装置7底部，涂料经过分散装置7底部打磨之后，提升了分散效果，这样使得远离分散叶片的乳液不会存在分散不均匀的现象，通过螺旋叶片杆801反复提升涂料，能将已经分散后的涂料掺合未被分散的涂料再次被分散装置7分散，进一步的将涂料进行细化，提升分散效果。
所述分散装置7包括旋转连接在延长杆16上的旋转圈701以及设于旋转圈701底部的研磨圈702，所述研磨圈702底部和滑流盖5斜面吻合，并且所述研磨圈702底部设有磨砂颗粒或为滚珠小球。
当启动电机2驱动延长杆16旋转，然后延长杆16旋转驱动旋转圈701带动研磨圈702悬，将涂料进行研磨。研磨圈702材料使用磨砂颗粒研磨漏斗6上的涂料，使得涂料的分散效果提高，并且能够源源不断的分散研磨涂料，加深研磨圈702细化处理涂料的处理效果，简单又实用。
所述底盖102在和加热容器1之间安装有用于对涂料的预处理分散装置，所述预处理分散装置包括设于延长杆16外圈上的驱动装置，两两设于驱动装置对立面的平推研磨槽9，滑动于平推研磨槽9内部的推动板15以及设于推动板15上并且和驱动装置连接一起的稳定器14，每两个相邻的所述平推研磨槽9上下错位，所述平推研磨槽9两侧的均开设有连接口901，且两个相邻的所述平推研磨槽9之间通过连接口901安装有连接通道10，位于低层的所述平推研磨槽9底部两侧均开设有用于漏料的出料口902。
由于在涂料配置前后，涂料是处于粘稠状态，将涂料预先打磨推平更有利于后续的分散效果，在本装置中，采用电机2同步带动驱动装置连续活动，然后当驱动装置驱动推动板15在平推研磨槽9内部活动的时候，会将位于平推研磨槽9内部的涂料进行推平，然涂料后通过两个相邻的平推研磨槽9之间的连接通道10，被挤入到位于低层的平推研磨槽9内部，由于低层平推研磨槽9和内部也含有推动板15，会将涂料沿着推动板15和平推研磨槽9侧壁流入到出料口902，最终将涂料随着出料口902流入到加热容器1内部侧壁。
所述驱动装置包括套设于延长杆16上的第一驱动齿轮11，套设于延长杆16上并且靠近第一驱动齿轮11底部的第二驱动齿轮12，两队两两之间平行分别啮合第一驱动齿轮11和第二驱动齿轮12的推动齿条13，每个所述推动齿条13一端均和推动板15固定一起，且所述稳定器14和推动齿条13连接一起。
在实施中，电机2需要正转和反转，当电机2正转时，如图4可知，第一驱动齿轮11和第二驱动齿轮12与推动齿条13分离(齿轮和齿条处于分离状态，推动齿条13不能推动推动板15。齿轮和齿条采用磁性接触吸合一起，当电机2反转时，齿轮和齿条磁性接触，齿轮和齿条重新啮合一起)，第一驱动齿轮11和第二驱动齿轮12同时驱动推动齿条13互相背离活动，推动推动板15在朝向平推研磨槽9外圈活动，然后将高层平推研磨槽9内部的涂料通过连接通道10挤入到低层平推研磨槽9内部，然后如此循环，使得低层平推研磨槽9底部的出料口902出涂料。
本装置制作简单，操作容易实现，并且能够有效的提升分散效果。
所述延长杆16外圈在靠***推研磨槽9底部套有分散齿轮18，且所述分散齿轮18直径超过一对对立平推研磨槽9底部空隙大小。
当推动齿条13驱动推动板15往延长杆16外圈靠近的时候，由于推动板15外圆弧设计，可能会出现涂料会从平推研磨槽9内圈溢出，然后当涂料从平推研磨槽9内圈溢出后，可从分散齿轮18外齿将涂料进行打动分散到加热容器1内壁，进而使得装置提升分散效果。
所述加热容器1顶部安装有多个支撑杆3，多个所述支撑杆3顶部共线平面上安装有防震圈4，所述电机2底部安装有固定盖201，且所述防震圈4和固定盖201固定一起，所述加热容器1底部和底盖102之间安装有密封圈101。
当电机2开启的时候容易出现机体震动，然后通过在加热容器1顶部安装防震圈4可以防止整体产生谐振，进而进一步的防止加热容器1和底盖102连接处出现震动从而使得密封圈101密封失效。
底盖102可以和加热容器1拆分，密封圈101可以在底盖102可以和加热容器1拼接时防止涂料从连接处溢出。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种气凝胶保温隔热涂料制备工艺，其特征在于：包括以下工艺步骤：
a、取等量的石蜡(熔融温度为56～58℃)；纯丙乳液；流平剂；润湿剂、分散剂，二氧化硅气凝胶微球；
b、取一定量的石蜡放入加热容器(1)中加热至全部熔融，再加入一定量的二氧化硅气凝胶微球，用分散装置(7)不断搅拌至石蜡被微球充分吸收。加热到80℃，保温30min，然后冷却到室温；
c、将二氧化硅气凝胶微球与石蜡按5:3配比混合，用直接熔融吸附法制备二氧化硅气凝胶复合相变材料；
d、再将复合相变材料与纯丙乳液按体积比7:3混合搅拌组件2持续搅拌，并加入一定量的润湿剂、流平剂、分散剂和消泡剂制备成复合相变涂料，搅拌组件2停止搅拌，并且用加热装置加热容器，温度控制在20-30℃，等待气泡褪去；
e、静置5-10min即可制得带有气凝胶分散型复合相变涂料。
2.根据权利要求1所述的一种气凝胶保温隔热涂料制备工艺所制作的设备，包括加热容器(1)，其特征在于：所述加热容器(1)顶部安装有电机(2)，所述电机(2)输出轴底部安装有延长杆(16)，所述加热容器(1)在延长杆(16)外部设有保护套，所述加热容器(1)内中部位置安装有漏斗(6)，所述延长杆(16)上套设有用于涂料搅拌的分散装置(7)，所述漏斗(6)上开设有多个安装孔，所述加热容器(1)底部安装有底盖(102)，所述底盖(102)顶部安装有多个穿过安装孔用于涂料回流循环分散的回流组件，所述加热容器(1)内部在靠近底盖(102)上方位置安装有滑流盖(5)；
所述回流组件包括设于滑流盖(5)顶部的保护套(8)，设于保护套(8)内部并且底部和底盖(102)连接的螺旋叶片杆(801)，设于保护套(8)顶部的引导腔(802)，套设于螺旋叶片杆(801)上并且位于滑流盖(5)和底盖(102)之间的第一齿轮(803)以及套设于延长杆(16)底部和每个第一齿轮(803)啮合一起的第二齿轮(17)，所述保护套(8)在靠近滑流盖(5)弧面位置开设有入料口(804)。
3.根据权利要求2所述的一种气凝胶保温隔热涂料制备设备，其特征在于：所述分散装置(7)包括旋转连接在延长杆(16)上的旋转圈(701)以及设于旋转圈(701)底部的研磨圈(702)，所述研磨圈(702)底部和滑流盖(5)斜面吻合，并且所述研磨圈(702)底部设有磨砂颗粒或为滚珠小球。
4.根据权利要求2所述的一种气凝胶保温隔热涂料制备设备，其特征在于：所述底盖(102)在和加热容器(1)之间安装有用于对涂料的预处理分散装置，所述预处理分散装置包括设于延长杆(16)外圈上的驱动装置，两两设于驱动装置对立面的平推研磨槽(9)，滑动于平推研磨槽(9)内部的推动板(15)以及设于推动板(15)上并且和驱动装置连接一起的稳定器(14)，每两个相邻的所述平推研磨槽(9)上下错位，所述平推研磨槽(9)两侧的均开设有连接口(901)，且两个相邻的所述平推研磨槽(9)之间通过连接口(901)安装有连接通道(10)，位于低层的所述平推研磨槽(9)底部两侧均开设有用于漏料的出料口(902)。
5.根据权利要求4所述的一种气凝胶保温隔热涂料制备设备，其特征在于：所述驱动装置包括套设于延长杆(16)上的第一驱动齿轮(11)，套设于延长杆(16)上并且靠近第一驱动齿轮(11)底部的第二驱动齿轮(12)，两队两两之间平行分别啮合第一驱动齿轮(11)和第二驱动齿轮(12)的推动齿条(13)，每个所述推动齿条(13)一端均和推动板(15)固定一起，且所述稳定器(14)和推动齿条(13)连接一起。
6.根据权利要求2所述的一种气凝胶保温隔热涂料制备设备，其特征在于：所述延长杆(16)外圈在靠***推研磨槽(9)底部套有分散齿轮(18)，且所述分散齿轮(18)直径超过一对对立平推研磨槽(9)底部空隙大小。
7.根据权利要求2所述的一种气凝胶保温隔热涂料制备设备，其特征在于：所述加热容器(1)顶部安装有多个支撑杆(3)，多个所述支撑杆(3)顶部共线平面上安装有防震圈(4)，所述电机(2)底部安装有固定盖(201)，且所述防震圈(4)和固定盖(201)固定一起，所述加热容器(1)底部和底盖(102)之间安装有密封圈(101)。
8.根据权利要求2所述的一种气凝胶保温隔热涂料制备设备，其特征在于：所述滑流盖(5)中部在正对应漏斗(6)中部开口位置设于拱起状，且所述滑流盖(5)边缘位置和漏斗(6)斜面平行。
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