[發明專利]輕質空心氣凝膠球成型方法及其使用的模具

有效

• 申請號: 201710507900.9
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107128934B
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發明（設計）人: 黃健;房猛;張守迪;朱楊;陳跳;黃昊
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C01B33/158
• 分類號: C01B33/158;B01J13/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

本發明公開了一種輕質空心氣凝膠球成型模具，包括上蓋板和下托板，上蓋板上設有上半球模，下托板上設有下半球模；當上半球模與下半球模連接為一體時，形成球體空腔；球形空腔內設有冰球；下托板的底部設有固定冰球的下固定柱，上蓋板的頂部設有空心的上固定柱，通過下固定柱和上固定柱，使冰球固定在球形空腔中，并使冰球與球形空腔的腔壁形成凝膠形成區；上固定柱的上端設有溶膠注入口，上固定柱的中上部設有溶膠出口，該溶膠出口與凝膠形成區相通。本發明還提供一種輕質空心氣凝膠球成型方法。本發明結構簡單、操作方便，能降低空心氣凝膠球制作成本。

技術領域

本發明屬于納米多孔材料技術領域，具體涉及一種輕質空心氣凝膠球成型方法及所使用的模具。

背景技術

氣凝膠是一種結構可控的新型輕質納米多孔非晶材料，其孔隙率高達80~99%，比表面積高達400~1000m2/g，室溫真空熱導率可達0.001W/(m·k)，在聲阻抗耦合材料、催化劑載體及高效隔熱材料等領域具有廣闊的應用前景。由氣凝膠制成的空心氣凝膠球具有質量輕且兼具有良好的隔熱、吸附性能等優點，因此氣凝膠球的制備研究具有重要的意義。

公開號為CN106517219A的專利申請公開了一種氣凝膠球，該氣凝膠球的成球工藝為：由氣凝膠粉體材料、水性粘合劑等均勻混合制成氣凝膠膠漿料，將氣凝膠膠漿料均勻的滴落在由氣凝膠粉體材料均勻平鋪形成的載臺上形成氣凝膠球。在氣凝膠球的制備過程中，操作麻煩，會出現滴加后的氣凝膠球相互團聚的現象，影響氣凝膠球的質量。公開號為CN103588191A的專利申請公開了一種多孔碳氣凝膠空心微球，其制備工藝為：以芳香胺酚化合物、醛類物質為原料制備凝膠，然后再經過干燥和炭化制得具有多孔結構的炭氣凝膠空心微球。該制備方法所需原料多、成本高，而且該方法需要經過高溫碳化，制備工藝復雜。因此，我們迫切需要一種操作簡單，制作成本低的氣凝膠球成型方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種輕質空心氣凝膠球成型方法及所使用的模具，該模具結構簡單、使用方便，該方法不僅操作簡單，還能降低輕質空心氣凝膠球制造成本。

本發明所采用的技術方案是：

一種輕質空心氣凝膠球成型模具，包括上蓋板和下托板，所述上蓋板上設有若干上半球模，所述下托板上設有若干下半球模，上半球模和下半球模一一對應設置；

所述上半球模的底端設有凹槽，所述下半球模的頂端設有凸起，通過凹槽與凸起將上半球模與下半球模連接為一體（通過凹槽與凸起將上蓋板與下托板連接為一體）；當上半球模與下半球模連接為一體時，上半球模、下半球模形成球體空腔；所述球形空腔內設有冰球；

所述下托板的底部設有下固定柱，下固定柱的底部與下托板密閉連接，下固定柱的上端穿過下半球模后插入冰球的底部，將冰球固定在球形空腔中；所述上蓋板的頂部設有空心的上固定柱，上固定柱的下端穿過上半球模后插入冰球的頂部；通過下固定柱和上固定柱，使冰球固定在球形空腔中，并使冰球與球形空腔的腔壁形成凝膠形成區，凝膠成型區的形狀即為空心氣凝膠球的形狀；

上固定柱的上端設有溶膠注入口，上固定柱的中上部設有溶膠出口，該溶膠出口與凝膠形成區相通。

按上述方案，下固定柱和上固定柱均為錐形柱，其錐頂均插入冰球中。

按上述方案，所述下固定柱為空心錐形柱或實心錐形柱。

按上述方案，冰球的體積與球形空腔的體積之比為1/2至3/5。

按上述方案，溶膠注入口與模具外的空氣相通，即：溶膠注入口、溶膠出口外通于外界空氣。

按上述方案，上半球模與下半球模的球徑相同，以便于批量化生產，提高生產效率。

本發明還提供一種采用上述輕質空心氣凝膠球成型模具制備輕質空心氣凝膠球的方法，其步驟如下：