本技术涉及化工涂料，更具体地说，它涉及一种气凝胶阻燃隔热保温涂料及其制备方法。
背景技术：
1、隔热保温涂料能有效抑制并屏蔽红外线的辐射热和热量的传导，是通过低导热系数和高热阻来实现，在建筑保温如内墙、外墙、房顶、地下室以及化工设备如储存罐、反应釜、输送管道的隔热、节能等方面具有广泛应用。
2、而随着火灾事件的频发，在隔热保温涂料的基础上开发阻燃性能日益受到重视，通过阻燃性能的提高，能够减缓火焰蔓延传播速度，并在一定时间内能阻止燃烧，从而为灭火提供时间。隔热保温涂料会在混合基质中使用功能性填料来获得隔热保温性能的发挥，然后会在此基础上引入阻燃剂，来进一步获得阻燃性能的发挥，如专利公开号为cn116254030a的发明专利申请文件公开了一种高分子聚合乳液膨胀防火涂料及其制备工艺，该高分子聚合乳液膨胀防火涂料，防火涂料由以原料组成：高分子乳液成膜物、膨胀型阻燃剂、非膨胀型无机隔热填料、强化纤维、去离子水、偶联剂、增稠、稳定剂、纳米稀土氧化物。
3、针对上述中的相关技术，发明人认为，涂料阻燃剂的作用机理是在高温下发生反应，在材料表面形成一层阻止燃烧的保护层，阻止氧气进入材料内部，从而防止燃烧的发生；而隔热保温填料往往与阻燃剂难以形成均匀分布且相容性较佳的混合体系，就导致阻燃剂应用所形成保护层的闭合性表现不佳，难以达到预期的阻燃效果。
4、因此，目前亟需提出一种方案以解决上述技术问题。
技术实现思路
1、为了解决现有隔热保温涂料阻燃性能不佳的问题，本技术提供一种气凝胶阻燃隔热保温涂料及其制备方法。
2、第一方面，本技术提供一种气凝胶阻燃隔热保温涂料，采用如下的技术方案：
3、一种气凝胶阻燃隔热保温涂料，由包含以下重量份的原料制成：
4、去离子水25-40份；
5、纤维素0.1-1.0份；
6、建筑助剂4-10份；
7、硅酸盐类阻燃剂15-30份；
8、乳液20-35份；
9、气凝胶0.5-3.0份；
10、空心玻璃微珠12-25份。
11、通过采用上述技术方案，气凝胶作为一种轻质纳米多孔非晶固体材料，其在涂料中能够发挥出色的隔热性能，通过减少固体热传导、抑制空气对流传热和有效阻隔辐射导热；空心玻璃微珠为为密闭空心球体微粒，其内部含有稀薄的气体，具有较低的导热系数，因此能够提供出色的隔热保温效果；采用气凝胶和空心玻璃微珠进行搭配，使得气凝胶阻燃隔热保温涂料在应用后，形成的涂层能够实现良好的隔热保温效果。硅酸盐类阻燃剂的主要成分是无机硅酸盐，其在应用后能够有效地阻止热量从火焰传导到被保护材料上，同时也能阻止氧气扩散到燃烧区域，从而减少或延缓燃烧过程，实现其阻燃作用。在本技术气凝胶阻燃隔热保温涂料中，使用硅酸盐类阻燃剂、气凝胶和空心玻璃微珠进行搭配，利用气凝胶的纳米级孔隙结构所带来的吸附和传导作用，使硅酸盐类阻燃剂高温下发生反应时，反应产物得以通过气凝胶的孔隙结构得以均匀迅速铺开，而空心玻璃微珠则在此过程中起到轴承作用，使反应产物更具流动性和分散性，如此便能够使硅酸盐类阻燃剂所形成保护层表现出较佳的闭合性，进而带来较强的阻燃效果，保证最终得到的气凝胶阻燃隔热保温涂料能够兼顾优异的隔热保温性能和阻燃性能，整体应用品质优异。
12、优选的，所述气凝胶阻燃隔热保温涂料的原料中还加入有重量份为3-7份的功能助剂，所述功能助剂由改性乳化石蜡和改性聚酰亚胺中空纤维组成，且改性乳化石蜡和改性聚酰亚胺中空纤维的重量份之比为1:(1.6-2.4)；
13、其中，所述改性乳化石蜡通过如下步骤制备获得：
14、取石蜡原料和石墨烯粉按重量比为(20-30):1进行混合，加热熔融混合均匀后，加入乳化剂和甘油，搅拌过程中加入水，混合均匀后降温，得到改性乳化石蜡；
15、所述改性聚酰亚胺中空纤维通过如下步骤制备获得：
16、取聚酰亚胺中空纤维原料置于反应溶液中搅拌反应，反应溶液由β-环糊精、1,2,3,4-丁烷四羧酸、次亚磷酸钠和水按重量比为(0.15-0.18):(0.08-0.10):(0.03-0.04):1混合而得，反应后取出烘干，得到改性聚酰亚胺中空纤维。
17、通过采用上述技术方案，在改性乳化石蜡的制备中，石墨烯的使用能够降低石蜡结晶度，使得到的改性乳化石蜡表现出优异的流动性；而将改性乳化石蜡应用于涂料中时，其能够利用自身的分子润滑作用，在硅酸盐类阻燃剂高温下发生反应时，通过石墨烯的成炭作用，利用炭层对硅酸盐类阻燃剂形成的保护层进行加强，并对保护层的闭合带来较佳的补足作用，以保证更加优异阻燃效果的发挥。
18、在改性聚酰亚胺中空纤维的制备中，通过β-环糊精、1,2,3,4-丁烷四羧酸和次亚磷酸钠的联用，使得到的改性聚酰亚胺中空纤维表现出优异的亲水性和分散性，能够在涂料中充分分散；而将改性聚酰亚胺中空纤维应用于涂料中时，能够加强对硅酸盐类阻燃剂高温下反应产物的传导和分散铺开，进而带来阻燃性能的提升。
19、同时，将改性乳化石蜡和改性聚酰亚胺中空纤维组成功能助剂配合使用时，处理能够带来上述作用外，在高温下所行程的炭层结构依托在改性聚酰亚胺中空纤维表面，对硅酸盐类阻燃剂形成的保护层除了具有加强和补足效果外，还能够充当骨架支撑作用，以维护闭合保护层结构的稳定性和完整性，进而在阻燃效果的表现发挥上能够带来显著提升作用，使得气凝胶阻燃隔热保温涂料的应用品质得以显著提高。
20、优选的，所述改性乳化石蜡和改性聚酰亚胺中空纤维的重量份之比为1:2。
21、通过采用上述技术方案，上述重量比的改性乳化石蜡和改性聚酰亚胺中空纤维在进行应用时，相互间发挥的配合效果较为优异，对气凝胶阻燃隔热保温涂料的阻燃性能提升也较佳。
22、优选的，所述硅酸盐类阻燃剂在使用前进行预处理，预处理步骤如下：
23、将硅酸盐类阻燃剂置于质量分数为4-6％的硬脂酸钠溶液中，并使硅酸盐类阻燃剂和硬脂酸钠溶液的固液比为1g:(3-5ml)，在75-85℃下处理70-80min后取出，干燥后得到预处理硅酸盐类阻燃剂。
24、通过采用上述技术方案，硅酸盐类阻燃剂在经上述改性后，使硬脂酸钠通过与硅酸盐表面的非架桥羟基反应或吸附在其表面，能够减少硅酸盐类阻燃剂的团聚现象，并具有较高的分散稳定性；同时，预处理硅酸盐类阻燃剂也能够与气凝胶、空心玻璃微珠形成均匀分布且相容性较佳的混合体系，进而能够在后续应用过程中发挥出更加优异的阻燃性能，给气凝胶阻燃隔热保温涂料的阻燃性能带来较大提升作用。
25、优选的，所述气凝胶为二氧化硅气凝胶，粒径为20-50nm；所述空心玻璃微珠的粒径为30-100μm。
26、通过采用上述技术方案，上述规格的二氧化硅气凝胶和空心玻璃微珠在应用时，除了能够发挥出优异稳定的隔热保温作用外，还能够更易配合高温下发生反应的硅酸盐类阻燃剂发挥相应作用，进而带来较为优异稳定阻燃性能发挥，有利于得到应用品质优异的气凝胶阻燃隔热保温涂料。
27、优选的，所述建筑助剂为成膜助剂、润湿剂、分散剂、消泡剂、防腐剂、杀菌剂、防冻剂和增稠剂中的一种或几种的组合物。
28、通过采用上述技术方案，上述种类的建筑助剂均适用气凝胶阻燃隔热保温涂料的混合体系，并能够充分发挥自身作用，同时也可以根据实际应用场景的需求进行选择和组合，能够提高气凝胶阻燃隔热保温涂料应用的多样性。
29、优选的，所述乳液为丙烯酸酯乳液、vae乳液、丁苯乳液、聚乙烯乙酸乳液、苯乙烯改性丙烯酸酯乳液、水性氟碳树脂乳液和水性聚氨酯乳液中的一种或几种的组合物。
30、通过采用上述技术方案，根据应用环境和场景的不同，可以选用上述组分中的一种或几种的组合物作为乳液使用，且其均能适用硅酸盐类阻燃剂、气凝胶和空心玻璃微珠搭配所发挥优异作用所需，进而得到应用品质优异稳定的气凝胶阻燃隔热保温涂料。
31、第二方面，本技术提供一种气凝胶阻燃隔热保温涂料的制备方法，采用如下的技术方案：
32、一种气凝胶阻燃隔热保温涂料的制备方法，包括以下步骤：
33、(1)按配比准备包含去离子水、纤维素、建筑助剂、硅酸盐类阻燃剂、乳液、气凝胶和空心玻璃微珠的原料；
34、(2)将步骤(1)中的纤维素加入去离子水中搅拌混合，再加入建筑助剂和硅酸盐类阻燃剂进行搅拌混合，接着加入乳液进行搅拌混合，最后加入气凝胶和空心玻璃微珠，混合均匀，得到气凝胶阻燃隔热保温涂料。
35、通过采用上述技术方案，上述方法操作简单，各原料分步骤进行混合使用，有利于在操作过程中进行品质控制，不仅适用于大规模工业化生产，还有利于得到品质优异稳定的气凝胶阻燃隔热保温涂料。
36、综上所述，本技术具有以下有益效果：
37、1、本技术使用硅酸盐类阻燃剂、气凝胶和空心玻璃微珠进行搭配，通过使硅酸盐类阻燃剂在高温下的反应产物得以被均匀迅速铺开，进而使硅酸盐类阻燃剂所形成保护层表现出较佳的闭合性，如此便能够更易接近预期的阻燃效果，最终得到优异隔热保温性能和阻燃性能兼顾的气凝胶阻燃隔热保温涂料；
38、2、本技术使用由改性乳化石蜡和改性聚酰亚胺中空纤维组成的功能助剂，不仅能够对硅酸盐类阻燃剂形成的保护层除了具有加强和补足效果，还能够充当骨架支撑作用，以维护闭合保护层结构的稳定性和完整性，进而使气凝胶阻燃隔热保温涂料的阻燃性能得以显著提升；3、本技术通过对硅酸盐类阻燃剂在使用前进行预处理，既能够减少硅酸盐类阻燃剂的团聚现象，提高硅酸盐类阻燃剂的分散稳定性，还能够使预处理硅酸盐类阻燃剂也能够与气凝胶、空心玻璃微珠形成均匀分布且相容性较佳的混合体系，进而使得气凝胶阻燃隔热保温涂料在应用后能够发挥出更佳的阻燃性能。
1.一种气凝胶阻燃隔热保温涂料，其特征在于，由包含以下重量份的原料制成：
2.根据权利要求1所述的气凝胶阻燃隔热保温涂料，其特征在于：所述气凝胶阻燃隔热保温涂料的原料中还加入有重量份为3-7份的功能助剂，所述功能助剂由改性乳化石蜡和改性聚酰亚胺中空纤维组成，且改性乳化石蜡和改性聚酰亚胺中空纤维的重量份之比为1:（1.6-2.4）；
3.根据权利要求2所述的气凝胶阻燃隔热保温涂料，其特征在于：所述改性乳化石蜡和改性聚酰亚胺中空纤维的重量份之比为1:2。
4.根据权利要求1所述的气凝胶阻燃隔热保温涂料，其特征在于：所述硅酸盐类阻燃剂在使用前进行预处理，预处理步骤如下：
5.根据权利要求1所述的气凝胶阻燃隔热保温涂料，其特征在于：所述气凝胶为二氧化硅气凝胶，粒径为20-50nm；所述空心玻璃微珠的粒径为30-100μm。
6.根据权利要求1所述的气凝胶阻燃隔热保温涂料，其特征在于：所述建筑助剂为成膜助剂、润湿剂、分散剂、消泡剂、防腐剂、杀菌剂、防冻剂和增稠剂中的一种或几种的组合物。
7.根据权利要求1所述的气凝胶阻燃隔热保温涂料，其特征在于：所述乳液为丙烯酸酯乳液、vae乳液、丁苯乳液、聚乙烯乙酸乳液、苯乙烯改性丙烯酸酯乳液、水性氟碳树脂乳液和水性聚氨酯乳液中的一种或几种的组合物。
8.权利要求1所述的气凝胶阻燃隔热保温涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
