本发明属于气凝胶的技术领域，具体是涉及一种不掉粉气凝胶复合材料及其生产工艺。
背景技术：
气凝胶是一种固体物质形态，世界上密度最小的固体，密度可低至3kg每立方米。一般常见的气凝胶为硅气凝胶，其最早由美国科学工作者在1931年制得。气凝胶的种类很多，有硅系，碳系，硫系，金属氧化物系，金属系等等。气凝胶的结构特征是拥有高通透性的圆筒形多分枝纳米多孔三位网络结构，拥有极高孔洞率、极低的密度、高比表面积、超高孔体积率、超低导热系数。由于气凝胶的结构特点，使得气凝胶存在脆性大、柔性差等缺点，大大的限制了气凝胶的应用。虽然目前很多生产厂家以玻璃纤维棉艺或预氧化纤维毡为基体，通过复合二氧化硅凝胶制得复合二氧化硅气凝胶柔性保温毡，但是在使用过程中不可避免的存在气凝胶毡掉落气凝胶粉的情况，掉粉情况不仅给施工带来了不便，给施工人员健康带来了威胁，同时也会降低气凝胶毡本身的性能。目前通常防掉粉方案是采用玻纤布、铝箔布等贴敷在气凝胶纤维毡表面，这种方式人工成本高，不利于大规模生产，并且正反面贴敷后材料的柔性降低，不好卷曲、弯折，储运、施工安装不够方便。因此，开发一种不掉粉的气凝胶复合材料来保证生产、使用人员的健康，并且满足市场的各种需求是非常必要的。
技术实现要素：
针对现有技术的上述技术问题，本发明提供了一种不掉粉气凝胶复合材料及其生产工艺，以解决目前气凝胶复合材料易掉粉的难题，降低气凝胶在储运、安装、使用中的粉尘污染问题。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种不掉粉气凝胶复合材料，由气凝胶纤维复合毡与柔性涂层构成，所述的柔性涂层附着在气凝胶纤维复合毡上，所述柔性涂层的厚度为0.01mm-0.5mm，且柔性涂层对气凝胶纤维复合毡的导热系数提高≤10%。
所述的气凝胶纤维复合毡包括增强纤维和气凝胶，所述的柔性涂层由添加剂和对气凝胶结构不发生破坏成膜物组成。
所述的增强纤维为玻璃纤维、硅酸铝纤维、莫来石纤维、玄武岩纤维、聚酯纤维、聚丙烯腈纤维、碳纤维或黏胶纤维中的一种或多种混合物，所述的气凝胶为二氧化硅、三氧化二铝、氧化锆、氧化钛、氧化铁、氧化锌、氧化镁、氧化锶或氧化钇中的一种或多种混合物。
所述的成膜物为改性环氧树脂、聚氨酯、甘油醇酸树脂、三聚氰胺甲醛树脂、聚酯树脂、丙烯酸共聚物、醋酸乙烯聚合物、苯乙烯-丙烯酸聚合物、有机硅树脂或氟碳树脂中的一种或多种混合物，所述的添加剂为颜料、阻燃剂、填充剂、消泡剂或表面活性剂中的一种或多种混合物。
所述不掉粉气凝胶复合材料的常温导热系数≤0.022W/m•k，氧指数≥30%，耐温≥180℃。
所述的不掉粉气凝胶复合材料在弯曲90°时，涂层不开裂。
所述不掉粉气凝胶复合材料的单位面积负重400N/㎡，摩擦1000次质量损失≤1%。
一种不掉粉气凝胶复合材料的生产工艺，包括以下步骤：将一种特殊涂料均匀的喷涂或涂刷在气凝胶纤维毡材料表面，经一定温度干燥后，形成一层薄的涂层，得到表层附着柔性涂层的气凝胶复合材料产品。
本发明的有益效果如下：
本发明的不掉粉气凝胶复合材料及其生产工艺，与目前采用的表面贴玻纤布、铝箔布等方法相比，成本低、效率高、工艺简单，很好地解决了气凝胶复合材料表面容易掉粉的情况，有利于气凝胶纤维毡产品的推广应用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
本发明的不掉粉气凝胶复合材料，由气凝胶纤维复合毡与柔性涂层构成，柔性涂层附着在气凝胶纤维复合毡上，形成牢固的涂层，避免了纤维、气凝胶在搬运、安装、使用过程中的脱落。本发明中的柔性涂层的厚度为0.01mm-0.5mm，且柔性涂层对气凝胶纤维复合毡的导热系数提高≤10%。
作为优选的，本发明中的气凝胶纤维复合毡包括增强纤维和气凝胶，柔性涂层由添加剂和对气凝胶结构不发生破坏成膜物组成。
进一步优选的，本发明中的增强纤维为玻璃纤维、硅酸铝纤维、莫来石纤维、玄武岩纤维、聚酯纤维、聚丙烯腈纤维、碳纤维或黏胶纤维中的一种或多种混合物，气凝胶为二氧化硅、三氧化二铝、氧化锆、氧化钛、氧化铁、氧化锌、氧化镁、氧化锶或氧化钇中的一种或多种混合物；成膜物为改性环氧树脂、聚氨酯、甘油醇酸树脂、三聚氰胺甲醛树脂、聚酯树脂、丙烯酸共聚物、醋酸乙烯聚合物、苯乙烯-丙烯酸聚合物、有机硅树脂或氟碳树脂中的一种或多种混合物，添加剂为颜料、阻燃剂、填充剂、消泡剂或表面活性剂中的一种或多种混合物。
本发明的不掉粉气凝胶复合材料的常温导热系数≤0.022W/m•k，氧指数≥30%，耐温≥180℃。在弯曲90°时，涂层不开裂，具有很好的阻燃性、防水性能。
本发明的不掉粉气凝胶复合材料耐磨，其单位面积负重400N/㎡，摩擦1000次质量损失≤1%。
一种不掉粉气凝胶复合材料的生产工艺，包括以下步骤：将一种特殊涂料均匀的喷涂或涂刷在气凝胶纤维毡材料表面，经一定温度干燥后，形成一层薄的涂层，得到表层附着柔性涂层的气凝胶复合材料产品。
实施例1
（1）按质量比将纯丙乳液15份，醇酸树脂20份，三聚氰胺氰尿酸盐20份，滑石粉10份，十二烷基苯磺酸钠2份，疏水改性白炭黑5份，去离子水27份和消泡剂1份，依次加入球磨机中球磨1小时，混合均匀，得到所需柔性涂层。
（2）取气凝胶毡样品，通过涂刷方式，使其表面覆盖一层薄的上述步骤（1）制备的柔性涂层，再将涂好的材料放入烘箱中110℃干燥15分钟，得到表面覆盖一层薄膜的气凝胶复合材料。
对所得到的产品进行常温导热系数、阻燃性、耐温性、疏水性、抗弯折、抗摩擦性等进行检测，气凝胶复合材料的导热系数有0.01743W/m•k到增加涂层后的0.01816W/m•k，增高比例4.19%，一般环境下，遇明火不燃烧，200℃恒温1小时，涂层无明显变化，所得产品弯折90℃涂层完好，无破坏痕迹，负压400N/㎡摩擦1000次质量损失0.48%
实施例2
（1）按质量比将丙烯酸树脂25份，改性环氧树脂10份，三聚氰胺氰尿酸盐15份，聚磷酸铵10份，滑石粉8份，十二烷基硫酸钠2份，疏水改性白炭黑4份，去离子水25份和消泡剂1份，依次加入球磨机中球磨1小时，混合均匀，得到所需柔性涂层。
（2）取气凝胶毡样品，通过滚涂方式，使其表面覆盖一层薄的上述步骤（1）制备的涂料，再将涂好的材料放入烘箱中110℃干燥15分钟，得到表面覆盖一层薄膜的气凝胶复合材料。
对所得到的产品进行常温导热系数、阻燃性、耐温性、疏水性、抗弯折、抗摩擦性等进行检测，气凝胶复合材料的导热系数有0.01847W/m•k到增加涂层后的0.01896W/m•k，增高比例2.65%，一般环境下，遇明火不燃烧，200℃恒温1小时，涂层无明显变化，所得产品弯折90℃涂层完好，无破坏痕迹，负压400N/㎡摩擦1000次质量损失0.51%
本实施例2中所配置的涂料能很好地解决目前市场上主流销售的气凝胶复合材料严重掉粉的情况，且对材料本身的性能没有影响，附加成本低，生产周期短，能连续生产，适应工业化生产。
实施例3 （1）按质量比将有机硅树脂35份，氢氧化镁15份，聚磷酸铵10份，轻质碳酸钙5份，吐温2份，疏水改性白炭黑4份，去离子水28份，消泡剂1份，依次加入球磨机中球磨1小时，混合均匀，得到所需柔性涂层。
（2）取气凝胶毡样品，通过滚涂方式，使其表面覆盖一层薄的上述步骤（1）制备的涂料，再将涂好的材料放入烘箱中180℃干燥20分钟，得到表面覆盖一层薄膜的气凝胶复合材料。
对所得到的产品进行常温导热系数、阻燃性、耐温性、疏水性、抗弯折、抗摩擦性等进行检测，气凝胶复合材料的导热系数有0.0165W/m•k到增加涂层后的0.0171W/m•k，增高比例3.64%，一般环境下，遇明火不燃烧，300℃恒温1小时，涂层无明显变化，弯折90℃涂层完好，无破坏痕迹。
由此可见，本发明的不掉粉气凝胶复合材料及其生产工艺，与目前采用的表面贴玻纤布、铝箔布等方法相比，成本低、效率高、工艺简单，很好地解决了气凝胶复合材料表面容易掉粉的情况，有利于气凝胶纤维毡产品的推广应用。
上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。