本發(fā)明屬于氣凝膠的技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種不掉粉氣凝膠復(fù)合材料及其生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)：

氣凝膠是一種固體物質(zhì)形態(tài)，世界上密度最小的固體，密度可低至3kg每立方米。一般常見(jiàn)的氣凝膠為硅氣凝膠，其最早由美國(guó)科學(xué)工作者在1931年制得。氣凝膠的種類(lèi)很多，有硅系，碳系，硫系，金屬氧化物系，金屬系等等。氣凝膠的結(jié)構(gòu)特征是擁有高通透性的圓筒形多分枝納米多孔三位網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，擁有極高孔洞率、極低的密度、高比表面積、超高孔體積率、超低導(dǎo)熱系數(shù)。由于氣凝膠的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使得氣凝膠存在脆性大、柔性差等缺點(diǎn)，大大的限制了氣凝膠的應(yīng)用。雖然目前很多生產(chǎn)廠家以玻璃纖維棉藝或預(yù)氧化纖維氈為基體，通過(guò)復(fù)合二氧化硅凝膠制得復(fù)合二氧化硅氣凝膠柔性保溫氈，但是在使用過(guò)程中不可避免的存在氣凝膠氈掉落氣凝膠粉的情況，掉粉情況不僅給施工帶來(lái)了不便，給施工人員健康帶來(lái)了威脅，同時(shí)也會(huì)降低氣凝膠氈本身的性能。目前通常防掉粉方案是采用玻纖布、鋁箔布等貼敷在氣凝膠纖維氈表面，這種方式人工成本高，不利于大規(guī)模生產(chǎn)，并且正反面貼敷后材料的柔性降低，不好卷曲、彎折，儲(chǔ)運(yùn)、施工安裝不夠方便。因此，開(kāi)發(fā)一種不掉粉的氣凝膠復(fù)合材料來(lái)保證生產(chǎn)、使用人員的健康，并且滿足市場(chǎng)的各種需求是非常必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種不掉粉氣凝膠復(fù)合材料及其生產(chǎn)工藝，以解決目前氣凝膠復(fù)合材料易掉粉的難題，降低氣凝膠在儲(chǔ)運(yùn)、安裝、使用中的粉塵污染問(wèn)題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種不掉粉氣凝膠復(fù)合材料，由氣凝膠纖維復(fù)合氈與柔性涂層構(gòu)成，所述的柔性涂層附著在氣凝膠纖維復(fù)合氈上，所述柔性涂層的厚度為0.01mm-0.5mm，且柔性涂層對(duì)氣凝膠纖維復(fù)合氈的導(dǎo)熱系數(shù)提高≤10%。

所述的氣凝膠纖維復(fù)合氈包括增強(qiáng)纖維和氣凝膠，所述的柔性涂層由添加劑和對(duì)氣凝膠結(jié)構(gòu)不發(fā)生破壞成膜物組成。

所述的增強(qiáng)纖維為玻璃纖維、硅酸鋁纖維、莫來(lái)石纖維、玄武巖纖維、聚酯纖維、聚丙烯腈纖維、碳纖維或黏膠纖維中的一種或多種混合物，所述的氣凝膠為二氧化硅、三氧化二鋁、氧化鋯、氧化鈦、氧化鐵、氧化鋅、氧化鎂、氧化鍶或氧化釔中的一種或多種混合物。

所述的成膜物為改性環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯、甘油醇酸樹(shù)脂、三聚氰胺甲醛樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂、丙烯酸共聚物、醋酸乙烯聚合物、苯乙烯-丙烯酸聚合物、有機(jī)硅樹(shù)脂或氟碳樹(shù)脂中的一種或多種混合物，所述的添加劑為顏料、阻燃劑、填充劑、消泡劑或表面活性劑中的一種或多種混合物。

所述不掉粉氣凝膠復(fù)合材料的常溫導(dǎo)熱系數(shù)≤0.022W/m?k，氧指數(shù)≥30%，耐溫≥180℃。

所述的不掉粉氣凝膠復(fù)合材料在彎曲90°時(shí)，涂層不開(kāi)裂。

所述不掉粉氣凝膠復(fù)合材料的單位面積負(fù)重400N/㎡，摩擦1000次質(zhì)量損失≤1%。

一種不掉粉氣凝膠復(fù)合材料的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：將一種特殊涂料均勻的噴涂或涂刷在氣凝膠纖維氈材料表面，經(jīng)一定溫度干燥后，形成一層薄的涂層，得到表層附著柔性涂層的氣凝膠復(fù)合材料產(chǎn)品。

本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明的不掉粉氣凝膠復(fù)合材料及其生產(chǎn)工藝，與目前采用的表面貼玻纖布、鋁箔布等方法相比，成本低、效率高、工藝簡(jiǎn)單，很好地解決了氣凝膠復(fù)合材料表面容易掉粉的情況，有利于氣凝膠纖維氈產(chǎn)品的推廣應(yīng)用。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。

本發(fā)明的不掉粉氣凝膠復(fù)合材料，由氣凝膠纖維復(fù)合氈與柔性涂層構(gòu)成，柔性涂層附著在氣凝膠纖維復(fù)合氈上，形成牢固的涂層，避免了纖維、氣凝膠在搬運(yùn)、安裝、使用過(guò)程中的脫落。本發(fā)明中的柔性涂層的厚度為0.01mm-0.5mm，且柔性涂層對(duì)氣凝膠纖維復(fù)合氈的導(dǎo)熱系數(shù)提高≤10%。

作為優(yōu)選的，本發(fā)明中的氣凝膠纖維復(fù)合氈包括增強(qiáng)纖維和氣凝膠，柔性涂層由添加劑和對(duì)氣凝膠結(jié)構(gòu)不發(fā)生破壞成膜物組成。

進(jìn)一步優(yōu)選的，本發(fā)明中的增強(qiáng)纖維為玻璃纖維、硅酸鋁纖維、莫來(lái)石纖維、玄武巖纖維、聚酯纖維、聚丙烯腈纖維、碳纖維或黏膠纖維中的一種或多種混合物，氣凝膠為二氧化硅、三氧化二鋁、氧化鋯、氧化鈦、氧化鐵、氧化鋅、氧化鎂、氧化鍶或氧化釔中的一種或多種混合物；成膜物為改性環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯、甘油醇酸樹(shù)脂、三聚氰胺甲醛樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂、丙烯酸共聚物、醋酸乙烯聚合物、苯乙烯-丙烯酸聚合物、有機(jī)硅樹(shù)脂或氟碳樹(shù)脂中的一種或多種混合物，添加劑為顏料、阻燃劑、填充劑、消泡劑或表面活性劑中的一種或多種混合物。

本發(fā)明的不掉粉氣凝膠復(fù)合材料的常溫導(dǎo)熱系數(shù)≤0.022W/m?k，氧指數(shù)≥30%，耐溫≥180℃。在彎曲90°時(shí)，涂層不開(kāi)裂，具有很好的阻燃性、防水性能。

本發(fā)明的不掉粉氣凝膠復(fù)合材料耐磨，其單位面積負(fù)重400N/㎡，摩擦1000次質(zhì)量損失≤1%。

一種不掉粉氣凝膠復(fù)合材料的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：將一種特殊涂料均勻的噴涂或涂刷在氣凝膠纖維氈材料表面，經(jīng)一定溫度干燥后，形成一層薄的涂層，得到表層附著柔性涂層的氣凝膠復(fù)合材料產(chǎn)品。

實(shí)施例1

（1）按質(zhì)量比將純丙乳液15份，醇酸樹(shù)脂20份，三聚氰胺氰尿酸鹽20份，滑石粉10份，十二烷基苯磺酸鈉2份，疏水改性白炭黑5份，去離子水27份和消泡劑1份，依次加入球磨機(jī)中球磨1小時(shí)，混合均勻，得到所需柔性涂層。

（2）取氣凝膠氈樣品，通過(guò)涂刷方式，使其表面覆蓋一層薄的上述步驟（1）制備的柔性涂層，再將涂好的材料放入烘箱中110℃干燥15分鐘，得到表面覆蓋一層薄膜的氣凝膠復(fù)合材料。

對(duì)所得到的產(chǎn)品進(jìn)行常溫導(dǎo)熱系數(shù)、阻燃性、耐溫性、疏水性、抗彎折、抗摩擦性等進(jìn)行檢測(cè)，氣凝膠復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)有0.01743W/m?k到增加涂層后的0.01816W/m?k，增高比例4.19%，一般環(huán)境下，遇明火不燃燒，200℃恒溫1小時(shí)，涂層無(wú)明顯變化，所得產(chǎn)品彎折90℃涂層完好，無(wú)破壞痕跡，負(fù)壓400N/㎡摩擦1000次質(zhì)量損失0.48%

實(shí)施例2

（1）按質(zhì)量比將丙烯酸樹(shù)脂25份，改性環(huán)氧樹(shù)脂10份，三聚氰胺氰尿酸鹽15份，聚磷酸銨10份，滑石粉8份，十二烷基硫酸鈉2份，疏水改性白炭黑4份，去離子水25份和消泡劑1份，依次加入球磨機(jī)中球磨1小時(shí)，混合均勻，得到所需柔性涂層。

（2）取氣凝膠氈樣品，通過(guò)滾涂方式，使其表面覆蓋一層薄的上述步驟（1）制備的涂料，再將涂好的材料放入烘箱中110℃干燥15分鐘，得到表面覆蓋一層薄膜的氣凝膠復(fù)合材料。

對(duì)所得到的產(chǎn)品進(jìn)行常溫導(dǎo)熱系數(shù)、阻燃性、耐溫性、疏水性、抗彎折、抗摩擦性等進(jìn)行檢測(cè)，氣凝膠復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)有0.01847W/m?k到增加涂層后的0.01896W/m?k，增高比例2.65%，一般環(huán)境下，遇明火不燃燒，200℃恒溫1小時(shí)，涂層無(wú)明顯變化，所得產(chǎn)品彎折90℃涂層完好，無(wú)破壞痕跡，負(fù)壓400N/㎡摩擦1000次質(zhì)量損失0.51%

本實(shí)施例2中所配置的涂料能很好地解決目前市場(chǎng)上主流銷(xiāo)售的氣凝膠復(fù)合材料嚴(yán)重掉粉的情況，且對(duì)材料本身的性能沒(méi)有影響，附加成本低，生產(chǎn)周期短，能連續(xù)生產(chǎn)，適應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn)。

實(shí)施例3 （1）按質(zhì)量比將有機(jī)硅樹(shù)脂35份，氫氧化鎂15份，聚磷酸銨10份，輕質(zhì)碳酸鈣5份，吐溫2份，疏水改性白炭黑4份，去離子水28份，消泡劑1份，依次加入球磨機(jī)中球磨1小時(shí)，混合均勻，得到所需柔性涂層。

（2）取氣凝膠氈樣品，通過(guò)滾涂方式，使其表面覆蓋一層薄的上述步驟（1）制備的涂料，再將涂好的材料放入烘箱中180℃干燥20分鐘，得到表面覆蓋一層薄膜的氣凝膠復(fù)合材料。

對(duì)所得到的產(chǎn)品進(jìn)行常溫導(dǎo)熱系數(shù)、阻燃性、耐溫性、疏水性、抗彎折、抗摩擦性等進(jìn)行檢測(cè)，氣凝膠復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)有0.0165W/m?k到增加涂層后的0.0171W/m?k，增高比例3.64%，一般環(huán)境下，遇明火不燃燒，300℃恒溫1小時(shí)，涂層無(wú)明顯變化，彎折90℃涂層完好，無(wú)破壞痕跡。

由此可見(jiàn)，本發(fā)明的不掉粉氣凝膠復(fù)合材料及其生產(chǎn)工藝，與目前采用的表面貼玻纖布、鋁箔布等方法相比，成本低、效率高、工藝簡(jiǎn)單，很好地解決了氣凝膠復(fù)合材料表面容易掉粉的情況，有利于氣凝膠纖維氈產(chǎn)品的推廣應(yīng)用。

上述實(shí)施例僅用于解釋說(shuō)明本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思，而非對(duì)本發(fā)明權(quán)利保護(hù)的限定，凡利用此構(gòu)思對(duì)本發(fā)明進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。