本发明涉及一种憎水型防掉粉涂料的制备方法，特别涉及二氧化硅气凝胶毡表面使用的憎水型防掉粉涂料。
背景技术：
当前全球能源背景的特点是需要减少能源消耗，延缓化石燃料短缺以及减缓温室气体排放。增加隔热材料的保温性能是减少能源消耗的最有效途径，传统的保温材料导热系数较高，通过增加隔热材料的厚度提高保温性能使其在室内保温等领域的应用受到了限制。二氧化硅气凝胶具有连续、三维、呈骨架连接的网络结构，是一种低密度纳米多孔非晶态的隔热材料，其骨架尺寸呈纳米级别，骨架厚度不超过100nm，这使得热流在气凝胶骨架中产生近似于一维热传导的单向传输，而且气凝胶结构中固体所占的体积通常小于5％，这也使得固态传热在内部的传热方式中所占的比重大大降低。宝马公司通过将气凝胶层包裹在水冷散热器上，提高汽车耐寒能力的作用。美国aspenaerogels研制的气凝胶材料宇航服，可以承受零下130度的超低温，从而保护宇航员的人身安全。以上均表明气凝胶优良的隔热性能，对能源消耗的减少意义重大。
高孔隙率、低导热系数以及低介电常数，这些优良特性使得气凝胶在更多的领域得到广泛应用。但二氧化硅气凝胶自身的无机纳米骨架结构特性也使其脆性大，抗弯折、抗摩擦性能较差，很难实现工业化应用。通过复合纤维材料制备的气凝胶毡强度得到明显提高。但纤维材料的加入，也导致了气凝胶毡表面的二氧化硅气凝胶更容易脱落，特别是在运输、施工过程中，气凝胶毡表面相互摩擦，大量粉尘脱落，形成扬尘，对环境造成了明显的污染，同时对施工人员的身体健康也存在一定的隐患，气凝胶粉体的持续脱落最终有可能降低气凝胶纤维毡的保温性能。
为了解决这一问题，专利cn106838547a通过纤维毡表面浸涂或喷涂粘接剂、然后向粘接层表面喷洒纳米孔隙隔热材料颗粒的方式，希望将颗粒固定于纤维材料上，但此方法显然不能解决气凝胶颗粒自身的脆性问题，且粘接的纳米孔隙隔热材料颗粒之间存在明显孔隙，导致材料整体导热系数差；专利cn103192582a即采用无机或有机胶黏剂将无机防火布和气凝胶材料进行粘结的方法防止气凝胶材料表面掉粉。但无机防火布孔隙的存在，同样不能从根本解决问题，另外，包覆后的材料弯折困难，且材料边缘、缝隙等包边繁琐困难，材料厚度和密度增加明显。专利cn103589258a和cn106631154a分别制备了一种涂料和一种复合材料来改善气凝胶基材料掉粉问题，但两种方法均采用水性成膜物质及添加剂，应用在气凝胶表面后，具有明显的亲水性，在潮湿环境长期储存和施工时，空气中的水汽或水滴容易吸附在涂层表面，并逐渐进入到气凝胶孔洞中，导致气凝胶稳定性下降，另外，这两种方法中，均需要经过球磨机碾磨，导致生产工艺复杂，生产周期较长，容器清洗困难。申请专利cn107337420a提供了一种用于建筑保温的憎水硅酸钙绝热喷涂料的制造方法，将憎水硅酸钙与白乳胶、墙纸胶粉、增强纤维、阻燃剂混合，该体系仅适用于喷涂在墙面、屋面等建筑物表面，不适用于需要弯折的气凝胶毡表面，且制备过程较为复杂不利于工业化生产。本发明开发了一种用于气凝胶毡表面的憎水型防掉粉涂料，不仅解决了气凝胶毡掉粉问题，憎水性能也大幅提高，操作便捷且成本低廉。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种用于气凝胶毡表面(特别是折弯表面)，防止气凝胶毡表面的二氧化硅气凝胶脱落掉粉的涂料。
为达到上述目的，本发明的具体方案如下：
一种用于气凝胶毡表面的憎水型防掉粉涂料，包括憎水剂。
优选的，
所述用于气凝胶毡表面的憎水型防掉粉涂料，还包括成膜物质，交联剂，成膜助剂，增容剂，阻燃剂，消泡剂和水。
所述用于气凝胶毡表面的憎水型防掉粉涂料，包括下述重量份数的组分：
成膜物质60-80；
交联剂0.5-15；
成膜助剂4-12；
增容剂0.2-10；
阻燃剂40-70；
消泡剂0.3-2.5；
水40-180；
憎水剂0.2-60。
为将憎水型防掉粉涂料在应用后的憎水率提高至98.0％以上，所述憎水剂为有机硅憎水剂、经过有机硅憎水剂处理过的粉体、颗粒中的一种或几种；
为将憎水型防掉粉涂料在应用后的憎水率提高至98.0％以上，所述有机硅憎水剂为六甲基二硅氧烷、六甲基二硅氮烷、二甲基二乙氧基硅烷、一甲基二乙氧基一氢硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、聚甲基三乙氧基硅烷、聚甲基三甲氧基硅烷、甲基羟基硅油、羟基含氢硅油、甲基三氟丙基硅油或甲基乙烯基硅油中的一种或多种。
所述增容剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或几种。
所述成膜物质为丙烯酸树脂、聚硅氧烷、酚醛树脂、脲醛树脂、聚氯乙烯树脂、过氯乙烯树脂、氯乙烯偏氯乙烯共聚树脂、硝基纤维素、醋酸丁基纤维素中的一种或几种。
所述交联剂为甲基硅酸钾、甲基硅酸钠中的一种或几种。
所述成膜助剂为醇脂十二、乙二醇丙醚、乙二醇丁醚、丙二醇丙醚、丙二醇丁醚、二甘醇乙醚、二甘醇丙醚、二甘醇丁醚、二丙醇丁醚、二甘醇乙醚乙酸脂、二甘醇丁醚乙酸脂中的一种或几种。
所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、聚磷酸铵、淀粉、三聚氰胺、尿素、三氧化钼、八钼酸铵中的一种或几种。
所述消泡剂为正辛醇、水性消泡剂f-127、聚乙二醇醚中的一种或几种。
所述成膜物质为丙烯酸树脂、聚硅氧烷、酚醛树脂、脲醛树脂、聚氯乙烯树脂、过氯乙烯树脂、氯乙烯偏氯乙烯共聚树脂、硝基纤维素、醋酸丁基纤维素中的一种或几种；
所述交联剂为甲基硅酸钾、甲基硅酸钠中的一种或几种。
本发明还提供了一种用于气凝胶毡表面的防掉粉涂料的制备方法，其具有工艺简单，施工方便、成本低廉的特点。
一种用于气凝胶毡表面的防掉粉涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将成膜物质中的一种或几种、成膜助剂、交联剂、增容剂和水加入到容器中搅拌均匀，反应1小时；
(2)依次加入阻燃剂、消泡剂和憎水剂并再次搅拌均匀，即得所述用于气凝胶毡表面的憎水型防掉粉涂料。
本发明还提供了一种用于气凝胶毡表面的防掉粉涂料在气凝胶毡表面喷涂或刷涂的应用。
采用上述技术方案，具有以下有益效果：
首先，本发明将憎水剂用于防掉粉涂料中，涂料应用于气凝胶毡表面，可有效防止气凝胶毡表面加工、运输、弯折过程中的二氧化硅气凝胶的脱落掉粉，即本发明涂料按250～350g/m2刷涂或喷涂于气凝胶毡表面并干燥后，掉粉率由原来的1.5％～2％下降至0.5％以下，且在弯折180°度50次时，涂层掉粉性能基本不受影响，单位面积负重500n/m2，摩擦1000次掉粉率≤1％。
其次，本发明涂料中的憎水剂应用于气凝胶毡表面后，憎水率可达98.0％以上，与现有防掉粉涂料相比较，憎水率可提高150％以上。喷涂或刷涂憎水防掉粉涂料的气凝胶毡在潮湿环境储存，或阴雨天运输、施工，均不会因影响其导热系数。
最后，本发明涂料对气凝胶毡影响小，其涂覆在气凝胶毡表面干燥后，与未处理的气凝胶毡相比导热系数提高不超过5％。
以下通过具体实施方式对本发明做进一步阐述。
具体实施方式
实施例1
本发明为用于气凝胶毡表面的憎水型防掉粉涂料，涂料配方按重量份数组成为：
按照实施例1配方中的比例将成膜物质、成膜助剂、交联剂、增容剂和水加入到容器中搅拌均匀，反应1小时。而后依次加入阻燃剂、消泡剂和憎水剂并再次搅拌均匀，即得所述用于气凝胶毡表面的憎水型防掉粉涂料。
将实施例1中制备的憎水型防掉粉涂料均匀刮涂在气凝胶毡表面，涂料用量为280g/m2，厚度增加为0.01mm-0.35mm，并在70℃下恒温固化15分钟即得憎水型防掉粉气凝胶毡。
将实施例1中制备的憎水型防掉粉气凝胶毡与未经处理的气凝胶毡进行性能对比，如下表1所示。
性能对比表1
实施例2
本发明为用于气凝胶毡表面的憎水型防掉粉涂料，涂料配方按重量份数组成为：
按照实施例2配方中的比例将成膜物质、成膜助剂、交联剂、增容剂和水加入到容器中搅拌均匀，反应1小时。而后依次加入阻燃剂、消泡剂和憎水剂并再次搅拌均匀，即得所述用于气凝胶毡表面的憎水型防掉粉涂料。
将实施例2中制备的憎水型防掉粉涂料均匀刮涂在气凝胶毡表面，涂料用量为280g/m2，厚度增加为0.01mm-0.35mm，并在70℃下恒温固化15分钟即得憎水型防掉粉气凝胶毡。
将实施例2中制备的憎水型防掉粉气凝胶毡与未经处理的气凝胶毡进行性能对比，如下表2所示。
性能对比表2
实施例3
本发明为用于气凝胶毡表面的憎水型防掉粉涂料，涂料配方按重量份数组成为：
按照实施例3配方中的比例将成膜物质、成膜助剂、交联剂、增容剂和水加入到容器中搅拌均匀，反应1小时。而后依次加入阻燃剂、消泡剂和憎水剂并再次搅拌均匀，即得所述用于气凝胶毡表面的憎水型防掉粉涂料。
将实施例3中制备的憎水型防掉粉涂料均匀刮涂在气凝胶毡表面，涂料用量为280g/m2，厚度增加为0.01mm-0.35mm，并在70℃下恒温固化15分钟即得憎水型防掉粉气凝胶毡。
将实施例3中制备的憎水型防掉粉气凝胶毡与未经处理的气凝胶毡进行性能对比，如下表3所示。
性能对比表3
此外，实施例1-3气凝胶毡表面弯折180°度50次时，涂层掉粉性能基本不受影响，单位面积负重500n/m2，摩擦1000次掉粉率≤1％。
以上案例仅为本发明的具体实施例，本发明的技术特征不仅局限于此。根据三个案例中的性能对比表1、表2和表3可以得出：
本发明的用于气凝胶毡表面的憎水型防掉粉涂料刮涂在气凝胶毡表面以后，与未处理的气凝胶毡对比，导热系数值基本保持一致，气凝胶毡表面粉末亦无脱落，憎水性能大幅提高。因此本发明的憎水型防掉粉涂料不仅解决气凝胶毡的掉粉问题，同时憎水剂的引入也保证了气凝胶毡产品在潮湿环境长期储存、运输和阴雨天气施工时性能稳定。
以上的具体实施方式仅为本创作的较佳实施例，并不用以限制本创作，凡在本创作的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本创作的保护范围之内。