一种防掉粉阻燃绝缘涂料、制备工艺及应用的制作方法

本发明涉及涂料，尤其涉及一种防掉粉阻燃绝缘涂料、制备工艺及应用。

背景技术：

1、气凝胶复合材料具有轻质、隔热、保温等优异性能，在新能源电池、储能设备等领域的应用日益广泛。然而，气凝胶自身的多孔结构使其表面和内部存在大量裸露粉体，在使用和加工过程中易发生粉体脱落，即“掉粉”现象。掉粉不仅影响材料的外观整洁度，脱落的粉体还可能进入电池或储能设备内部，引发短路、绝缘失效等严重安全隐患，制约了气凝胶复合材料在新能源领域的进一步推广应用。为此，通常需要对气凝胶复合材料进行表面封装处理，以锁止裸露粉体并赋予其防静电、绝缘、阻燃等使用性能。

2、目前，市面上的气凝胶封装涂料多采用单一乳液体系或单一类型阻燃填料，存在综合性能不足的问题。具体而言，部分涂料阻燃性能达标但防静电效果较差，部分涂料绝缘性能良好但制备工艺复杂且含有毒有害成分，不符合安全环保要求。此外，单一乳液体系难以在附着力、柔韧性和致密性之间取得良好平衡，尤其是对于预氧丝气凝胶、针刺毡等柔性基材，涂层在弯曲时易产生裂纹，粉体从裂纹处持续脱落，无法从根本上解决掉粉隐患；单一类型填料因粒径分布狭窄，难以充分适配气凝胶的多级孔隙结构，粉体锚固效果有限，掉粉问题仍然突出。

3、因此，现有气凝胶复合材料封装技术仍面临掉粉严重、涂料综合性能不足、部分产品含毒害物质等问题的制约，亟待开发一种兼具优异防掉粉、绝缘、阻燃综合性能且安全环保的封装涂料，以满足新能源电池及储能领域对气凝胶复合材料封装使用的技术要求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种防掉粉阻燃绝缘涂料、制备工艺及应用，解决了现有气凝胶复合材料封装技术中掉粉严重、涂料综合性能不足以及部分产品含毒害物质的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种防掉粉阻燃绝缘涂料的制备工艺，包括以下步骤：

3、取去离子水，加入ph调节剂和稀释剂，搅拌均匀，调节体系ph值至7.5-8.5，得到基础混合液；

4、在搅拌状态下，向所述基础混合液中加入润湿分散剂和消泡剂总量的2/3，搅拌5-10 min，转速400-600 r/min，得到分散混合液；

5、向所述分散混合液中加入成膜乳液，搅拌10-15 min，转速600-800 r/min，得到乳液混合液；

6、向所述乳液混合液中缓慢加入阻燃填料，继续搅拌15-20 min，转速800-1000 r/min，得到填料混合浆料；

7、向所述填料混合浆料中加入剩余1/3用量的消泡剂、绝缘色浆、流平剂和增稠剂，搅拌5-8 min，转速300-500 r/min，得到涂料粗品；

8、将所述涂料粗品静置5-10 min，过滤除去杂质，得到防掉粉阻燃绝缘涂料。

9、其中，按重量份计，所述去离子水的用量为15-30份，所述ph调节剂的用量为0.1-0.5份，所述稀释剂的用量为5-12份，所述润湿分散剂的用量为0.5-1.5份，所述消泡剂的总用量为0.2-0.8份，所述成膜乳液的用量为15-30份，所述阻燃填料的用量为10-25份，所述绝缘色浆的用量为1-3份，所述流平剂的用量为0.3-1.2份，所述增稠剂的用量为0.3-1.0份。

10、其中，所述ph调节剂选自amp-95、三乙醇胺、氨水中的一种或多种；所述稀释剂选自异丙醇、二丙二醇甲醚、乙二醇丁醚中的一种或多种。

11、其中，所述成膜乳液由硅丙乳液和聚氨酯乳液复配组成。

12、其中，所述阻燃填料选自氰尿酸三聚氰胺、滑石粉、白炭黑、聚磷酸铵、三氧化二锑、氧化镁中的一种或多种。

13、其中，所述润湿分散剂为巴斯夫散可利pa25x、赢创tego wet 270或毕克byk-190中的一种或多种；所述流平剂为byk-333、道康宁dc-57或tego 4100中的一种或多种；所述消泡剂为赢创tego foamex 8051、毕克byk-024或空气化学surfynol 104e中的一种或多种；所述绝缘色浆为卡博特ins100绝缘色浆、赢创ep400绝缘色浆或蒂森1139号绝缘色浆中的一种或多种；所述增稠剂为三星b30k、毕克byk-420或罗门哈斯tt-935中的一种或多种。

14、一种防掉粉阻燃绝缘涂料，采用所述的防掉粉阻燃绝缘涂料的制备工艺制备而成。

15、根据所述的防掉粉阻燃绝缘涂料的制备工艺所制备的防掉粉阻燃绝缘涂料在气凝胶复合材料封装中的应用，将所述防掉粉阻燃绝缘涂料采用喷涂、浸涂或辊涂的方式涂覆于气凝胶复合材料表面，涂膜厚度为0.2±0.03 mm，干燥后完成封装。

16、其中，所述干燥方式为100-150 ℃下烘干10-20 min，或60-80 ℃下烘干30-40min。

17、其中，封装后的气凝胶复合材料用于新能源电池或储能设备。

18、本发明的一种防掉粉阻燃绝缘涂料、制备工艺及应用，以去离子水为分散介质，以硅丙乳液与聚氨酯乳液复配作为成膜乳液，以有机填料和无机填料复合作为阻燃填料，并配以润湿分散剂、消泡剂、流平剂、绝缘色浆、增稠剂和ph调节剂等助剂，通过ph调节剂将体系ph值精准控制于7.5-8.5以保证乳液稳定，采用润湿分散剂破除填料团聚并配合消泡剂分段添加以消除搅拌过程产生的气泡，再依次加入成膜乳液和阻燃填料进行高速分散，最后补加剩余消泡剂及绝缘色浆、流平剂、增稠剂进行低速调稀，经静置和过滤得到成品涂料；该涂料采用喷涂、浸涂或辊涂方式涂覆于气凝胶复合材料表面，经烘干后形成完整连续涂膜。本发明通过硅丙-聚氨酯复配乳液形成致密柔韧的连续膜层，结合有机-无机复合填料嵌入气凝胶微孔缝隙形成物理锚固结构，二者协同实现“外包裹+内填充”的双重防掉粉机制，所得涂膜在预氧丝气凝胶和针刺毡等柔性基材上弯曲不开裂，掉粉率低至0.21%-0.29%，较单一乳液或单一填料体系降低90%以上；同时涂膜兼具优异的绝缘性能（＞4000 mω/dc1000v）、耐压性能（＜0.007 ma/dc4400v）和v0级阻燃等级，且原料均为环保无毒材料，无有毒有害挥发物，制备工艺简单温和，有效解决了现有气凝胶复合材料掉粉严重、封装涂料综合性能不足及部分产品含毒害物质的问题，满足了新能源电池及储能领域对气凝胶复合材料封装的安全使用要求。

1.一种防掉粉阻燃绝缘涂料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的防掉粉阻燃绝缘涂料的制备工艺，其特征在于，按重量份计，所述去离子水的用量为15-30份，所述ph调节剂的用量为0.1-0.5份，所述稀释剂的用量为5-12份，所述润湿分散剂的用量为0.5-1.5份，所述消泡剂的总用量为0.2-0.8份，所述成膜乳液的用量为15-30份，所述阻燃填料的用量为10-25份，所述绝缘色浆的用量为1-3份，所述流平剂的用量为0.3-1.2份，所述增稠剂的用量为0.3-1.0份。

3.如权利要求1所述的防掉粉阻燃绝缘涂料的制备工艺，其特征在于，所述ph调节剂选自amp-95、三乙醇胺、氨水中的一种或多种；所述稀释剂选自异丙醇、二丙二醇甲醚、乙二醇丁醚中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的防掉粉阻燃绝缘涂料的制备工艺，其特征在于，所述成膜乳液由硅丙乳液和聚氨酯乳液复配组成。

5.如权利要求1所述的防掉粉阻燃绝缘涂料的制备工艺，其特征在于，所述阻燃填料选自氰尿酸三聚氰胺、滑石粉、白炭黑、聚磷酸铵、三氧化二锑、氧化镁中的一种或多种。

6.如权利要求1所述的防掉粉阻燃绝缘涂料的制备工艺，其特征在于，所述润湿分散剂为巴斯夫散可利pa25x、赢创tego wet 270或毕克byk-190中的一种或多种；所述流平剂为byk-333、道康宁dc-57或tego 4100中的一种或多种；所述消泡剂为赢创tego foamex8051、毕克byk-024或空气化学surfynol 104e中的一种或多种；所述绝缘色浆为卡博特ins100绝缘色浆、赢创ep400绝缘色浆或蒂森1139号绝缘色浆中的一种或多种；所述增稠剂为三星b30k、毕克byk-420或罗门哈斯tt-935中的一种或多种。

7.一种防掉粉阻燃绝缘涂料，采用如权利要求1所述的防掉粉阻燃绝缘涂料的制备工艺制备而成。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的防掉粉阻燃绝缘涂料的制备工艺所制备的防掉粉阻燃绝缘涂料在气凝胶复合材料封装中的应用，其特征在于，将所述防掉粉阻燃绝缘涂料采用喷涂、浸涂或辊涂的方式涂覆于气凝胶复合材料表面，涂膜厚度为0.2±0.03 mm，干燥后完成封装。

9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，所述干燥方式为100-150 ℃下烘干10-20min，或60-80 ℃下烘干30-40 min。

10.如权利要求8所述的应用，其特征在于，封装后的气凝胶复合材料用于新能源电池或储能设备。