一种高强度的纳米隔热材料的制作方法

其他产品的制造及其应用技术一种高强度的纳米隔热材料1.技术领域：本发明涉及一种隔热材料的生产技术领域，尤其是一种高强度的纳米隔热材料。2.背景技术：二氧化硅气凝胶具有高效的隔热性能，可望大幅度降低能源的损耗，尤其是在建筑行业和热力工业行业，sio2气凝胶隔热材料的应用可望大幅度降低建筑的空调能耗与热量传输过程中的损耗，而且sio2气凝胶具有良好的疏水性能、耐热性能、耐腐蚀性能，成为现在发展前景最好的隔热保温材料，而作为建筑材料或热力工业行业用途型材，要求材料不仅有良好的隔热效果，还需要在常温或高温条件时仍具有高强度结构性能，而二氧化硅气凝胶本身的分散度较差，导致所形成的复合材料，在高温条件时难以承受热负荷而形变或产生结构变形，存在保温隔热性能较低或局部隔热性能、机械强度不均一等缺陷，影响了这些复合隔热材料的应用。3.目前，为了提高隔热材料的强度，普遍在通过在隔热材料的内部增加骨架层来提高隔热材料的强度，这种骨架层普遍由纤维层构成，而这些纤维层又是有杂乱无章的短切纤维构成，而这种杂乱无章的短切纤维对于隔热材料的强度提升有限，无法满足实际的需要，鉴于此，提出一种将短切纤维的排列由杂乱无章调整为有序排列，可提高隔热材料的强度，然而由于短切纤维细而杂，现有技术中调整短切纤维的排列方向很难，很多企业采用磁场的方法，整个调整过程十分复杂，不利于企业生产成本的控制。4.技术实现要素：本发明的目的提供一种高强度的纳米隔热材料，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。5.为解决上述技术问题，本发明的创新点在于：其结构包括骨架层以及设置在骨架层上下两面的隔热层，骨架层是由短切纤维有序排列而成的刚性结构毡；刚性结构毡的制备方法如下：s1、纤维纱整理前序：将若干根玻璃纤维纱有序排列在槽体的内部，玻璃纤维纱在槽体的内部进行环绕固定处理；s2、纤维纱硬化处理：向槽体的内部添加悬浊液，悬浊液由碳酸钙和水混合而成，玻璃纤维纱在悬浊液中充分浸湿以后，碳酸钙吸附到玻璃纤维纱的内部，使得玻璃纤维纱硬化；s3、纤维纱切割处理：将槽体内部的多余悬浊液排出，采用压板压住硬化的玻璃纤维纱，在压板上开设有若干切割槽，若干切割槽之间的间距对应短切纤维的长度，裁切刀沿着切割槽对硬化的玻璃纤维纱进行切割处理；s4、纤维纱烘干处理：将压板下方切割完成的玻璃纤维纱取出并放在烘箱中进行烘干，烘干完成的玻璃纤维纱即刚性结构毡。6.进一步的，上述隔热层是由二氧化硅、氧化铝以及遮光剂混合而成。7.进一步的，上述隔热层、骨架层在低温下压制成型。8.进一步的，上述槽体的内部悬空设置有底板，底板的两端设有固定柱，玻璃纤维纱环绕固定在固定柱上，底板上均匀分布有若干漏液孔，底板可上下活动的设置在槽体的内部，槽体的顶部设有固定板，压板可上下活动的设置在固定板的底部，压板位于两个固定柱之间，固定板上设有同步驱动两个固定柱上下活动的驱动件。9.进一步的，上述槽体内部的两侧设有对称的滑槽，底板的两端设有连接板，连接板上设有滑块，滑块滑动设置在滑槽的内部。10.进一步的，上述驱动件包括旋转电机和两个丝杆，固定柱的内部为中空的空心槽，空心槽的内部固定有调节螺母，底板上设有通孔，槽体的底部设有固定螺母，空心槽的口径大于通孔大于调节螺母，调节螺母、通孔以及固定螺母从上到下在同一条直线上，丝杆依次贯穿固定螺母、通孔、调节螺母且延伸在固定板的上方，丝杆的顶部设有连接齿轮，底板上设有可转动的固定齿轮，旋转电机固定在固定板的顶部，旋转电机的输出端设有驱动齿轮，驱动齿轮、连接齿轮以及固定齿轮之间张紧连接有传送带。11.进一步的，上述固定板的底部设有驱动气缸，驱动气缸的输出端连接在压板上。12.进一步的，上述底板上设有向上凸起的弧形面，弧形面的两端分别和两个固定柱对齐，玻璃纤维纱有序堆叠在弧形面上，漏液孔设置在弧形面的两侧，压板上设有向内凹陷的弧形槽，弧形槽位于弧形面的正上方，切割槽设置在弧形槽的内部。13.本发明的有益效果在于：1、本发明提供了一种高强度的纳米隔热材料，短切纤维的有序排列能够增加骨架层的强度，从而使得纳米隔热材料具有超强的抗压强度和挠曲强度。14.2、本发明提供了一种高强度的纳米隔热材料，短切纤维是将纤维纱按照设定的长度切割成，纤维纱的长度比较长，相对于切割后的短切纤维更容易排序，因此，优先将纤维纱有序排列在槽体的内部，为后续短切纤维的有序排列打好基础，随后纤维纱在吸收碳酸钙以后，纤维纱变得硬化，不仅提高了纤维纱的硬度，进一步提高后续骨架层的强度，而且硬化以后的纤维纱在切割时不容易变得混乱，在压板压住以后，能够确保纤维纱切割后的顺序能够和纤维纱切割前的顺序保持一致，保证了纤维纱的有序排列，进而保证了骨架层的强度。15.3、本发明提供了一种高强度的纳米隔热材料，纤维纱通过缠绕在固定柱上，从而有序排列在底板上，悬浊液在加入到槽体的内部时，大部分碳酸钙会沉淀在槽体的底部，鉴于此，底板的悬空设置能够避免碳酸钙沉淀在底板，而部分沉淀在底板上的碳酸钙通过漏液孔下沉到槽体的底部，进而避免过多的碳酸钙覆盖住纤维纱，进而确保骨架层的主体是纤维纱，在纤维纱完成硬化以后，驱动件驱动底板向上移动，使得底板脱离悬浊液，此时将槽体内部的悬浊液排出，由于悬浊液在排出时会出现液体的流动，底板脱离悬浊液能够避免流动的液体影响到底板上纤维纱的排列。16.附图说明：图1为本发明隔热材料的侧面结构图。17.图2为本发明槽体的侧面结构图。18.图3为本发明底板的表面剖面图。19.图4为本发明底板的侧面结构图。20.图5为本发明压板的表面剖面图。21.具体实施方式：为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。22.如图1到图5为本发明的一种具体实施方式，其结构包括骨架层1以及设置在骨架层1上下两面的隔热层11，骨架层1是由短切纤维有序排列而成的刚性结构毡；刚性结构毡的制备方法如下：s1、纤维纱100整理前序：将若干根玻璃纤维纱100有序排列在槽体12的内部，玻璃纤维纱100在槽体12的内部进行环绕固定处理；s2、纤维纱100硬化处理：向槽体12的内部添加悬浊液，悬浊液由碳酸钙和水混合而成，玻璃纤维纱100在悬浊液中充分浸湿以后，碳酸钙吸附到玻璃纤维纱100的内部，使得玻璃纤维纱100硬化；s3、纤维纱100切割处理：将槽体12内部的多余悬浊液排出，采用压板13压住硬化的玻璃纤维纱100，在压板13上开设有若干切割槽14，若干切割槽14之间的间距对应短切纤维的长度，裁切刀沿着切割槽14对硬化的玻璃纤维纱100进行切割处理；s4、纤维纱100烘干处理：将压板13下方切割完成的玻璃纤维纱100取出并放在烘箱中进行烘干，烘干完成的玻璃纤维纱100即刚性结构毡。23.在本发明中，短切纤维的有序排列能够增加骨架层1的强度，从而使得纳米隔热材料具有超强的抗压强度和挠曲强度。24.在本发明中，短切纤维是将纤维纱100按照设定的长度切割成，纤维纱100的长度比较长，相对于切割后的短切纤维更容易排序，因此，优先将纤维纱100有序排列在槽体12的内部，为后续短切纤维的有序排列打好基础，随后纤维纱100在吸收碳酸钙以后，纤维纱100变得硬化，不仅提高了纤维纱100的硬度，进一步提高后续骨架层1的强度，而且硬化以后的纤维纱100在切割时不容易变得混乱，在压板13压住以后，能够确保纤维纱100切割后的顺序能够和纤维纱100切割前的顺序保持一致，保证了纤维纱100的有序排列，进而保证了骨架层1的强度。25.在本发明中，作为优选方案，上述隔热层11是由二氧化硅、氧化铝以及遮光剂混合而成。26.在本发明中，作为优选方案，上述隔热层11、骨架层1在低温下压制成型。27.在本发明中，隔热材料在低温状态下压制成型是为了避免碳酸钙和二氧化硅产生反应，从而避免影响隔热材料最终的成型质量。28.在本发明中，作为优选方案，上述槽体12的内部悬空设置有底板2，底板2的两端设有固定柱21，玻璃纤维纱100环绕固定在固定柱21上，底板2上均匀分布有若干漏液孔22，底板2可上下活动的设置在槽体12的内部，槽体12的顶部设有固定板23，压板13可上下活动的设置在固定板23的底部，压板13位于两个固定柱21之间，固定板23上设有同步驱动两个固定柱21上下活动的驱动件3。29.在本发明中，纤维纱100通过缠绕在固定柱21上，从而有序排列在底板2上，悬浊液在加入到槽体12的内部时，大部分碳酸钙会沉淀在槽体12的底部，鉴于此，底板2的悬空设置能够避免碳酸钙沉淀在底板2，而部分沉淀在底板2上的碳酸钙通过漏液孔22下沉到槽体12的底部，进而避免过多的碳酸钙覆盖住纤维纱100，进而确保骨架层1的主体是纤维纱100，在纤维纱100完成硬化以后，驱动件3驱动底板2向上移动，使得底板2脱离悬浊液，此时将槽体12内部的悬浊液排出，由于悬浊液在排出时会出现液体的流动，底板2脱离悬浊液能够避免流动的液体影响到底板2上纤维纱100的排列，随后将压板13压在纤维纱100上，从压板13上的切割槽14对压住的纤维纱100进行切割，纤维纱100在完成切割以后，压板13向上移动，从底板2上取下切割后的纤维纱100。30.在本发明中，作为优选方案，上述槽体12内部的两侧设有对称的滑槽4，底板2的两端设有连接板41，连接板41上设有滑块42，滑块42滑动设置在滑槽4的内部。31.在本发明中，底板2在上下活动时，滑块42在滑槽4的内部进行滑动，进而保证了底板2上下活动的稳定性。32.在本发明中，作为优选方案，上述驱动件3包括旋转电机31和两个丝杆32，固定柱21的内部为中空的空心槽5，空心槽5的内部固定有调节螺母51，底板2上设有通孔52，槽体12的底部设有固定螺母53，空心槽5的口径大于通孔52大于调节螺母51，调节螺母51、通孔52以及固定螺母53从上到下在同一条直线上，丝杆32依次贯穿固定螺母53、通孔52、调节螺母51且延伸在固定板23的上方，丝杆32的顶部设有连接齿轮54，底板2上设有可转动的固定齿轮55，旋转电机31固定在固定板23的顶部，旋转电机31的输出端设有驱动齿轮56，驱动齿轮56、连接齿轮54以及固定齿轮55之间张紧连接有传送带57。33.在本发明中，驱动件3的工作原理如下：打开旋转电机31，旋转电机31带动驱动齿轮56进行转动，在传送带57、固定齿轮55的作用下，带动两个连接齿轮54进行转动，从而实现两个丝杆32的同步转动，而丝杆32在空心槽5、通孔52内部的转动，通过固定螺母53、以及调节螺母51的作用，带动两个固定柱21同步进行上下移动，在本发明中，作为优选方案，上述固定板23的底部设有驱动气缸58，驱动气缸58的输出端连接在压板13上。34.在本发明中，驱动气缸58用于带动压板13的上下移动。35.在本发明中，作为优选方案，上述底板2上设有向上凸起的弧形面6，弧形面6的两端分别和两个固定柱21对齐，玻璃纤维纱100有序堆叠在弧形面6上，漏液孔22设置在弧形面6的两侧，压板13上设有向内凹陷的弧形槽61，弧形槽61位于弧形面6的正上方，切割槽14设置在弧形槽61的内部。36.本发明中，在两个固定柱21上缠绕的纤维纱100落在弧形面6上进行有序排列，对玻璃纤维纱100起到支撑的作用，而悬浊液沉淀的碳酸钙在落到弧形面6上时，也会下落到弧形面6两侧的底板2上，从而通过底板2上的漏液孔22下落到槽体12的底部，而且，压板13在压住纤维纱100时，弧形槽61压在弧形面6上，两者的接触面更大，保证了压板13对纤维纱100的下压作用，进而保证切割动作不会影响到纤维纱100的排列。37.本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。









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