CN116218303B - 一种陶瓷化气凝胶水性隔热阻火涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种陶瓷化气凝胶水性隔热阻火涂料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种陶瓷化气凝胶水性隔热阻火涂料及其制备方法和应用。涂料中添加的SiO2气凝胶，为涂膜提供优异的隔热保温性能；通过添加0.5～3wt％的助瓷剂，在不显著降低涂膜导热系数的前提下，降低SiO2气凝胶的表面熔化温度，涂膜遇火时，助瓷剂与SiO2气凝胶协同作用，在800℃左右，SiO2气凝胶从表层到内部逐步吸热进而传质扩散熔化，和助瓷剂一起作为无机粘结相与轻质填料形成多孔陶瓷结构，阻挡火焰击穿，同时仍保留隔热性能；常温环境中，助瓷剂的存在还可以提高涂膜的抗菌防霉性及遮盖力，市场前景可观。

Description

一种陶瓷化气凝胶水性隔热阻火涂料及其制备方法和应用
技术领域
本申请涉及化工涂料领域，具体而言，涉及一种陶瓷化气凝胶水性隔热阻火涂料及其制备方法和应用。
背景技术
热量传递主要有3种方式，即热传导、对流传热、辐射传热。气凝胶具有极高的孔隙率，固含量极低，因此固体热传导很小；气凝胶内部平均孔径为20-50nm，而空气分子的平均自由程约为70nm，空气在气凝胶孔洞内无法流动，从而抑制空气的对流辐射；气凝胶内部具有无数的孔洞，每个孔壁均可作为辐射的反射面和折射面，可以很大程度地阻隔辐射传热。因此气凝胶具有非常优异的隔热保温性能。
现有防火涂料主要有膨胀型防火涂料和非膨胀型防火涂料。膨胀型防火涂料遇火膨胀形成泡沫炭层，但泡沫炭层强度低，在火焰冲击下极易脱落，进而丧失隔热防火性能，因此使用场景受限；非膨胀型防火涂料多采用脆性无机胶粘剂，使用厚度厚，美观度差，抗裂性、抗震性、防水性、施工适宜性差，易空鼓开裂，质脆，易粉化脱落。
专利申请CN108997911A公开了一种气凝胶防火隔热涂料，涂料中添加纳米陶瓷粉体，涂层中的纳米陶瓷粉体受热后陶瓷化，在基材表面形成一层膨胀的陶瓷膜，阻止热量向金属表面传递，尽管该涂料对热量和火焰有一定的阻隔作用，但是膨胀的陶瓷层力学性能差，容易被火焰或气焰冲破，进而丧失阻火作用，根据该方案制备的涂层经过800℃丁烷焰燃烧5min后，使用0.8MPa的气流冲击出现大面积破碎脱落问题。发明人的在先申请CN114702867A公开了一种气凝胶保温装饰水性涂料，该涂料不具备防火、阻火以及高温陶瓷化特性。
发明内容
本发明提供了一种陶瓷化气凝胶水性隔热阻火涂料，所述陶瓷化气凝胶水性隔热阻火涂料按质量百分比含量计包括水性气凝胶分散体：34～47wt％、水性树脂：28～42wt％、轻质填料：10～18wt％、阻火剂：3～5wt％、助瓷剂：0.5～3wt％、增稠剂：0.1～0.5wt％、润湿剂：0.1～0.4wt％、分散剂：0.1～0.3wt％、消泡剂：0.1～0.6wt％、pH调节剂：0.05～0.3wt％、杀菌剂：0.05～0.3wt％和余量的水；
所述气凝胶分散体为SiO2气凝胶分散体；所述助瓷剂为石灰石和碳酸钠的混合物；
所述石灰石与碳酸钠的质量比为1：0.8～1.2；所述石灰石的粒径为10～50μm。
进一步的，所述水性气凝胶分散体包括气凝胶粉体分散体和/或气凝胶颗粒分散体；
所述气凝胶粉体分散体按质量百分比含量计包括气凝胶粉体：10％～20wt％、功能助剂：1～5％和余量的水；
所述气凝胶颗粒分散体按质量百分比含量计包括气凝胶颗粒45％～53wt％、功能助剂：1～5％和余量的水；所述气凝胶粉体的粒径为10～150μm，所述气凝胶颗粒的粒径0.5～2.5mm，所述气凝胶粉体或气凝胶颗粒与水的接触角大于90度，所述气凝胶粉体或气凝胶颗粒的比表面积大于600m2/g；
所述功能助剂为非离子性聚氧乙烯改性聚二甲基硅氧烷、聚醚改性聚有机硅氧烷、羟基聚醚改性聚有机硅氧烷中的一种或多种。
所述气凝胶粉体或颗粒为SiO2气凝胶或SiO2气凝胶与TiO2气凝胶、Al2O3气凝胶、ZrO2气凝胶中的一种或多种组成的复合物。
进一步的，所述的陶瓷化气凝胶水性隔热阻火涂料还包括如下(1)-(11)项中的一项或多项：
(1)所述水性树脂为水性丙烯酸树脂、水性聚脲树脂、水性聚氨酯树脂、水性环氧树脂、水性氟碳树脂、水性有机硅树脂中的一种或多种；
(2)所述轻质填料包括细骨料和/或粗骨料；所述细骨料为闭孔玻化微球；所述粗骨料为空心陶瓷微球和/或海泡石；
(3)所述阻火剂为聚磷酸铵、六苯氧基环三磷腈、六(4-(5,5-二甲基-1,3-二氧杂环己内磷酸酯基苯氧基))环三磷腈中的一种或多种；
(4)所述增稠剂为羟乙基纤维素醚、改性凹凸棒土、疏水改性碱溶胀丙烯酸乳液增稠剂、非离子型聚氨酯增稠剂中的一种或多种的混合；
(5)所述润湿剂为硫酸月桂酯、蓖麻油硫酸化物、烷基苯酚聚乙烯醚、聚氧乙烯烷基醚、聚硅氧烷聚醚共聚物、聚氧乙烯乙二醇烷基酯、丁烷乙二醇中的一种或多种的混合；
(6)所述分散剂为聚羧酸盐、烷基芳基磷酸盐、烷基苯磺酸盐中的一种或多种的混合；
(7)所述消泡剂为不饱和烷烃消泡剂、聚硅氧烷消泡剂、改性有机硅消泡剂、含疏水粒子的有机硅聚合物消泡剂、无硅非离子丙烯酸聚合物消泡剂中的一种或多种的混合；
(8)所述pH调节剂为有机胺或浓氨水；
(9)所述杀菌剂为1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、1,3,5-三(2-羟乙基)均三嗪、六氢-1,3,5-三乙基-三嗪中的一种或多种的混合；
(10)所述陶瓷化气凝胶水性隔热阻火涂料还包含水性颜料和/或抗裂纤维；
(11)所述陶瓷化气凝胶水性隔热阻火涂料还包含增硬剂，所述增硬剂包括低熔点玻璃粉、磷酸铝、磷酸二氢铝、磷酸铝铬中的一种或多种。
更进一步的，所述轻质填料的堆积密度为0.1～0.5g/cm3、抗压强度大于250MPa；
所述闭孔玻化微珠的D90小于70μm；
所述空心陶瓷微球、海泡石的粒径为0.15～3.0mm；
所述水性颜料为炭黑、铁系颜料、铬酸盐颜料、镉系颜料、偶氮颜料、酞菁颜料中的一种或多种，所述水性颜料占陶瓷化气凝胶水性隔热阻火涂料的质量百分比为0.5～2％；
所述抗裂纤维为抗碱玻璃纤维、低熔点玻璃纤维、中空玻璃纤维、硅酸铝纤维、玄武岩纤维、聚酰亚胺纤维、碳纤维中的一种或多种，所述抗裂纤维占陶瓷化气凝胶水性隔热阻火涂料的质量百分比为0.5～6％；
和/或，所述增硬剂占陶瓷化气凝胶水性隔热阻火涂料的质量百分比为1％～2.5％，所述低熔点玻璃粉的粒径为15-50μm。
本发明还提供一种前述的陶瓷化气凝胶水性隔热阻火涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)水性气凝胶分散体制备：
(1.1)水性气凝胶粉体分散体制备：将水与功能助剂按比例混合均匀按比例添加气凝胶粉体，1500-2000rpm高速真空搅拌，真空度为0.06～0.08MPa，1-2h后，获得气凝胶粉体分散体；
(1.2)水性气凝胶颗粒分散体制备：将水与功能助剂按比例混合均匀，按比例添加气凝胶颗粒，700-1500rpm条件下搅拌10-40min，获得气凝胶颗粒分散体；
(2)粉料分散体制备：将水、润湿剂、分散剂、半量消泡剂、pH调节剂、半量增稠剂按比例混合均匀；搅拌作用下，按比例添加阻火剂和助瓷剂，1500-2000rpm条件下高速分散30-60分钟，获得粉料分散体；
(3)陶瓷化气凝胶水性隔热阻火涂料制备：按比例将步骤(1)制备的水性气凝胶分散体、步骤(2)制备的粉料分散体、轻质填料、水性树脂、剩余消泡剂、剩余增稠剂、杀菌剂100-500rpm条件下搅拌均匀，获得所述陶瓷化气凝胶水性隔热阻火涂料。
进一步的，所述步骤(3)中按比例加入抗裂纤维，获得厚浆型陶瓷化气凝胶水性隔热阻火涂料。
所述步骤(3)中按比例加入水性颜料，获得陶瓷化气凝胶水性隔热阻火涂料。
本发明还提供一种前述的陶瓷化气凝胶水性隔热阻火涂料或制备方法在电池领域中的应用，所述应用为用于电池隔热片的制备。
具体的，将前述的陶瓷化气凝胶水性隔热阻火涂料或制备方法制备的涂料涂覆在气凝胶毡的两侧获得所述电池隔热片。所述气凝胶毡选自SiO2气凝胶玻璃纤维毡、SiO2气凝胶预氧丝纤维毡或SiO2气凝胶陶瓷纤维毡。
本发明的有益效果包括：本发明的陶瓷化气凝胶水性隔热阻火涂料以水为溶剂，净味无甲醛，绿色环保。涂料成膜后，质轻，密度小于0.35g/cm3；常温保温隔热性能好，导热系数小于0.045W/m·K；涂膜柔软，拉伸强度大于0.3MPa，压缩强度大于0.8MPa；涂膜与金属或混凝土基材附着力好，粘结强度大于0.6MPa；涂膜耐水性、耐碱性、低温稳定性符合国标GB/T9756-2018《合成树脂乳液内墙涂料》的要求。涂膜遇火后涂膜硬化，阻挡火焰击穿，遇火后的涂膜在0.8MPa的气流冲击下无破碎开裂问题，并且仍具有多孔结构，导热系数小于0.1W/m·K。因此，本发明的陶瓷化气凝胶水性隔热阻火涂料耐火极限高，保温性能优异，高温稳定性好，可应用于钢结构、木材、混凝土结构、隧道、电缆等领域，特别适用于动力电池领域。现有锂电池组之间已强制使用隔热阻火片，目的是提高锂电池组的安全性，保证某锂电池组在热失控时5min内不影响其他锂电池组，而现有锂电池组用隔热阻火片采用两面覆膜和硅胶框的气凝胶毡，制备工艺复杂，成本较高，本发明的陶瓷化气凝胶水性隔热阻火涂料可以代替气凝胶毡两侧的膜以及硅胶框，制备工艺简单、实用、性能优异、价格低廉，适合工业化生产。随着锂电池组结构更新，本发明的陶瓷化气凝胶水性隔热阻火涂料还可以完全替代隔热阻火片，直接涂覆在电池包及外壳上，市场前景巨大。
本发明的涂料中添加的SiO2气凝胶在常温下导热系数小于0.015W/m·K，为涂膜提供优异的隔热保温性能；通过添加0.5～3wt％的助瓷剂，可以在不显著降低涂膜导热系数的前提下，降低SiO2气凝胶的表面熔化温度，涂膜遇火时，助瓷剂与SiO2气凝胶发生协同化学反应硅氧四面体本可以通过四个氧桥互相成键形成巨分子，而一个Na O单位和一个Si-O-Si混合将得到两个Si-O-Na+，形成端基，即提前打断硅氧共价键。Na+掺杂越多链打破得就越多，二氧化硅的结构缺陷就越多，于是熔化温度降低)，在800℃左右，非晶态SiO2气凝胶在石灰石、碳酸钠的作用下，从表层到内部逐步吸热熔融，进而传质扩散熔化，和助瓷剂一起作为无机粘结相与轻质填料(作为填充相，因为轻质填料的熔点大于1000℃)形成多孔陶瓷结构，阻挡火焰击穿，同时仍保留隔热性能；常温环境中，助瓷剂的存在还可以提高涂膜的抗菌性(碳酸钠提高涂料的pH值，进而提高其抗菌防霉性)和遮盖力(石灰石可以提高涂膜的白度)，进一步提高涂膜的寿命。
附图说明
图1为本发明实施例1的涂层800℃丁烷焰烧结5min前后的宏观图；
图2为本发明实施例1的涂层800℃丁烷焰烧结前的SEM图；
图3为本发明实施例1的涂层在800℃丁烷焰烧结5min后的SEM图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行进一步说明和描述，但所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明和实施例中，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他发明和实施例，都属于本发明保护的范围。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1陶瓷化SiO2气凝胶水性隔热阻火涂料的制备
包括以下步骤：
(1)SiO2气凝胶粉体分散体的制备：将5％(质量百分比)的聚醚改性聚有机硅氧烷(功能助剂)与75％(质量百分比)的自来水混合，低速搅拌均匀，转速为300rpm，然后加入20％(质量百分比)的SiO2气凝胶粉体(气凝胶粉体的粒径为10～15μm)，高速真空搅拌，转速为2000rpm，真空度为0.06MPa，搅拌时间为1小时，获得SiO2气凝胶粉体分散体。
(2)陶瓷化SiO2气凝胶水性隔热阻火涂料的制备：
按质量百分比含量计，将23.8％的水、0.1％的含疏水粒子的有机硅聚合物消泡剂(本实施例中选择迪高825)、0.1％的聚氧乙烯烷基醚润湿剂(本实施例中选择巴斯夫Lutensol A9N)、0.1％的聚羧酸钠盐分散剂(本实施例中选择诺普科SN-5040)、0.05％的有机胺pH调节剂(本实施例中选择陶氏AMP95)、0.1％的羟乙基纤维素醚增稠剂(本实施例中选择科莱恩3W)混合，低速搅拌均匀，转速为300rpm；然后加入3％的六(4-(5,5-二甲基-1,3-二氧杂环己内磷酸酯基苯氧基))环三磷腈阻火剂和重量比0.5％的助瓷剂(石灰石和碳酸钠的质量比为1：1.2)，高速搅拌，转速为1500rpm，搅拌时间为1h，获得粉料分散体。
(3)依次加入28％的水性丙烯酸树脂(本实施例中选择巴斯夫502)、34％的步骤(1)的SiO2气凝胶粉体分散体、10％的空心玻璃微球(D90为60μm)、0.1％的不饱和烷烃消泡剂(本实施例中选择BYK-A500)、0.1％的疏水改性碱溶胀丙烯酸乳液增稠剂(本实施例中选择陶氏TT-935)、质量比0.05％的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮杀菌剂，低速混合均匀，转速为800rpm，搅拌时间为1h，获得陶瓷化SiO2气凝胶水性隔热阻火涂料。
本实施例制备的陶瓷化SiO2气凝胶水性隔热阻火涂料的性能指标如下表1所示。
表1实施例1陶瓷化SiO2气凝胶水性隔热阻火涂料的性能指标
实施例1制备的陶瓷化SiO2气凝胶水性隔热阻火涂料黏度适中可调，适用于刷涂、辊涂和空压机有气喷涂，固化时间短，实用性强。800℃丁烷焰烧结5min后，涂层变致密化和陶瓷化，导热系数为0.055W/m·K，密度为0.27g/cm3，在0.8MPa的气流冲击下无破碎开裂问题，烧结前后的宏观图片如图1所示，其中右侧为800℃丁烷焰烧结前的涂层照片，左侧为800℃丁烷焰烧结5min后的涂层照片，由图可知，烧结后涂层完整无裂纹，收缩率为7.7％。
图2为实施例1的涂层800℃丁烷焰烧结前的SEM图，从图2中可以看出，涂膜主要由介孔气凝胶与轻质填料空心玻璃微珠组成，具有轻质隔热保温特性。其中涂层表面的空心玻璃微球破碎是由于制样时压缩导致的，破碎的空心玻璃微球内部无乳液等其他材料残留，说明空心玻璃微球闭孔性及后期稳定性好。图3为实施例1的涂层在800℃丁烷焰烧结5min后的SEM图，从图3中可以看出，大部分SiO2气凝胶熔融并在轻质填料颈部形成桥接，整体呈微米多孔结构，涂膜仍具有隔热保温特性和较强的力学性能。
对比例1
对比例1的涂料的制备方法与实施例1的区别仅在于不添加助瓷剂。对比例1制备的涂层在800℃丁烷焰烧结5min后强度低，在0.8MPa的气流冲击下出现破碎开裂问题，不能持续阻挡火焰穿透涂层。
对比例2
对比例2的涂料的制备方法与实施例1的区别在于添加质量比5％的助瓷剂。对比例2制备的涂层导热系数升高至0.054W/m·K，大于0.045W/m·K。
实施例2厚涂型陶瓷化SiO2气凝胶水性隔热阻火涂料的制备
包括以下步骤：
(1)SiO2气凝胶颗粒分散体的制备：将1％(质量百分比)的聚醚改性聚有机硅氧烷与54％(质量百分比)的自来水混合，低速搅拌均匀，转速为300rpm，然后加入45％(质量百分比)的SiO2气凝胶颗粒，SiO2气凝胶颗粒的粒径为0.5mm，机械搅拌，转速为700rpm，10min后，获得SiO2气凝胶颗粒分散体。
(2)厚涂型陶瓷化SiO2气凝胶水性隔热阻火涂料制备：
按质量百分比含量计，将8.1％的水、0.3％的聚硅氧烷消泡剂(本实施例中选择诺普科NXZ)、0.4％的聚硅氧烷聚醚共聚物润湿剂(本实施例中选择迪高270)、0.3％的烷基芳基磷酸盐分散剂(本实施例中选择赢创3800)、0.3％的浓氨水pH调节剂(本实施例中选择上海国药试剂28％分析纯)，0.25％的改性凹凸棒土增稠剂(本实施例中选择巴斯夫Attagel50)混合，低速搅拌均匀，转速为300rpm；然后加入5％的六苯氧基环三磷腈阻火剂和重量比3％的助瓷剂(石灰石和碳酸钠的质量比为1：0.8)，高速搅拌，转速为2000rpm，搅拌时间为30min，获得粉料分散体。
(3)依次加入28％的水性丙烯酸树脂(本实施例中选择巴斯夫502)、35％的步骤(1)的SiO2气凝胶颗粒分散体、0.3％的不饱和烷烃消泡剂(本实施例中选择BYK-A500)、0.25％的非离子型聚氨酯增稠剂(本实施例中选择陶氏RM-8W)、0.3％的2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮杀菌剂，低速混合均匀，转速为800rpm，搅拌时间为1h；然后将上述材料转移至卧式搅拌器中，加入0.5％中空玻璃纤维、18％的空心陶瓷微球(粒径为0.15mm)，搅拌均匀，转速为300rpm，搅拌时间为1h，获得厚涂型陶瓷化SiO2气凝胶水性隔热阻火涂料。
实施例2制备的厚涂型陶瓷化SiO2气凝胶水性隔热阻火涂料为腻子状，施工方式为刮涂或腻子喷涂设备喷涂，施工方式与实施例1的陶瓷化SiO2气凝胶水性隔热阻火涂料互补，适应差异化的客户需求，实用性强。
实施例2制备的厚涂型陶瓷化SiO2气凝胶水性隔热阻火涂料的性能指标如下表2所示。
表2实施例制备的2厚涂型陶瓷化SiO2气凝胶水性隔热阻火涂料的性能指标
800℃丁烷焰烧结5min后，涂层变致密化和陶瓷化，导热系数为0.059W/m·K，密度为0.29g/cm3，在0.8MPa的气流冲击下无破碎开裂问题。
对比例3
对比例3的涂料的制备方法与实施例2的区别仅在于不添加成助瓷剂。对比例3制备的涂层在800℃丁烷焰烧结5min后强度低，在0.8MPa的气流冲击下出现破碎开裂问题，不能持续阻挡火焰穿透涂层。
实施例3
实施例3的涂料的制备方法与实施例1的区别仅在于：将实施例1中质量百分比10％的SiO2气凝胶粉体替换成TiO2气凝胶粉体，TiO2气凝胶粉体的粒径为10-15μm，获得的陶瓷化SiO2/TiO2气凝胶水性隔热阻火涂料的性能指标如下表3所示。
表3实施例3制备的陶瓷化SiO2/TiO2气凝胶水性隔热阻火涂料的性能指标
实施例4
实施例4的涂料的制备方法与实施例1的区别在于：将实施例1中质量百分比10％的SiO2气凝胶粉体替换成Al2O3气凝胶粉体，Al2O3气凝胶粉体的粒径为10-15μm；将水性丙烯酸树脂替换成水性聚氨酯树脂(选择安大华泰AH-1619)，获得的陶瓷化SiO2/Al2O3气凝胶水性隔热阻火涂料的性能指标如下表4所示。
表4实施例4制备的陶瓷化SiO2/Al2O3气凝胶水性隔热阻火涂料的性能指标
实施例5
实施例5的涂料的制备方法与实施例1的区别在于：将实施例1中步骤(2)中，添加质量百分比1％的低熔点玻璃粉(粒径为15～20μm)，水的量相应减少1％，获得的陶瓷化SiO2气凝胶水性隔热阻火涂料的性能指标如下表5所示。
表5实施例5陶瓷化SiO2气凝胶水性隔热阻火涂料的性能指标
与实施例1相比，涂层的导热系数略微增加；利用丁烷焰烧结5min后，涂层的硬度(抗压强度)明显增强，在1.2MPa的气流冲击下无破碎开裂问题。
实施例6
实施例6的涂料的制备方法与实施例1的区别在于：将实施例1中步骤(2)中，添加质量百分比2.5％的磷酸铝铬，水的量相应减少2.5％，获得的陶瓷化SiO2气凝胶水性隔热阻火涂料的性能指标如下表6所示。
表6实施例6陶瓷化SiO2气凝胶水性隔热阻火涂料的性能指标
与实施例1相比，涂层的导热系数略微增加，粘结强度也略微增加；利用丁烷焰烧结5min后，涂层的硬度(抗压强度)明显增强，当气流压力提高至1.1MPa时涂层无破碎开裂问题。
实施例7一种锂电池组用电池隔热片
在疏水SiO2气凝胶预氧丝毡上下表面依次涂覆一层实施例1的陶瓷化SiO2气凝胶水性隔热阻火涂层，获得三明治结构，涂层厚度为0.5mm，疏水SiO2气凝胶预氧丝毡的厚度为3mm(常温导热系数为0.023W/m·K)，干燥固化，获得锂电池组用电池隔热片，性能如下表7所示，由表7可知，利用本发明实施例1的陶瓷化SiO2气凝胶水性隔热阻火涂层可以替代气凝胶毡两侧的膜以及硅胶框。
表7锂电池组用电池隔热片的性能指标
性能需求 企业要求 产品指标
表面状态 光滑、无掉粉 光滑、无掉粉
隔热性能1000℃/5min背温 ＜200℃ 135℃
抵抗火焰穿透1000℃/10min 无火焰穿透 无火焰穿透
常温导热系数 ＜0.035W/m·K 0.025W/m·K
500℃导热系数 ＜0.1W/m·K 0.086W/m·K
阻燃性能UL94 V0级 V0级
DC 1000V绝缘电阻 ≥500MΩ 3700MΩ
DC 3000V耐压漏电流 ≤1mA 0.024mA

Claims (10)

1.一种陶瓷化气凝胶水性隔热阻火涂料，其特征在于，所述陶瓷化气凝胶水性隔热阻火涂料按质量百分比含量计包括水性气凝胶分散体：34~47 wt%、水性树脂：28~42 wt%、轻质填料：10~18 wt%、阻火剂：3~5 wt%、助瓷剂：0.5~3 wt%、增稠剂：0.1~0.5 wt%、润湿剂：0.1~0.4 wt%、分散剂：0.1~0.3 wt%、消泡剂：0.1~0.6 wt%、pH调节剂：0.05~0.3 wt%、杀菌剂：0.05~0.3 wt%和余量的水；
所述水性气凝胶分散体为SiO2气凝胶分散体；所述助瓷剂为石灰石和碳酸钠的混合物；
所述石灰石与碳酸钠的质量比为1：0.8~1.2；
所述石灰石的粒径为10~50μm。
2.根据权利要求1所述的陶瓷化气凝胶水性隔热阻火涂料，其特征在于，所述水性气凝胶分散体包括气凝胶粉体分散体和/或气凝胶颗粒分散体；
所述气凝胶粉体分散体按质量百分比含量计包括气凝胶粉体：10%~20 wt %、功能助剂：1~5%和余量的水；
所述气凝胶颗粒分散体按质量百分比含量计包括气凝胶颗粒45%~53 wt %、功能助剂：1~5%和余量的水；所述气凝胶粉体的粒径为10~150μm，所述气凝胶颗粒的粒径0.5~2.5mm；
所述气凝胶粉体分散体和所述气凝胶颗粒分散体中功能助剂为非离子性聚氧乙烯改性聚二甲基硅氧烷、聚醚改性聚有机硅氧烷、羟基聚醚改性聚有机硅氧烷中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的陶瓷化气凝胶水性隔热阻火涂料，其特征在于，所述气凝胶粉体或颗粒为SiO2气凝胶或SiO2气凝胶与TiO2气凝胶、Al2O3气凝胶、ZrO2气凝胶中的一种或多种组成的复合物。
4.根据权利要求1所述的陶瓷化气凝胶水性隔热阻火涂料，其特征在于，包括如下（1）-（11）项中的一项或多项：
（1）所述水性树脂为水性丙烯酸树脂、水性聚脲树脂、水性聚氨酯树脂、水性环氧树脂、水性氟碳树脂、水性有机硅树脂中的一种或多种；
（2）所述轻质填料包括细骨料和/或粗骨料；所述细骨料为闭孔玻化微球；所述粗骨料为空心陶瓷微球和/或海泡石；
（3）所述阻火剂为聚磷酸铵、六苯氧基环三磷腈、六(4-(5,5-二甲基-1,3-二氧杂环己内磷酸酯基苯氧基))环三磷腈中的一种或多种；
（4）所述增稠剂为羟乙基纤维素醚、改性凹凸棒土、疏水改性碱溶胀丙烯酸乳液增稠剂、非离子型聚氨酯增稠剂中的一种或多种的混合；
（5）所述润湿剂为硫酸月桂酯、蓖麻油硫酸化物、烷基苯酚聚乙烯醚、聚氧乙烯烷基醚、聚硅氧烷聚醚共聚物、聚氧乙烯乙二醇烷基酯、丁烷乙二醇中的一种或多种的混合；
（6）所述分散剂为聚羧酸盐、烷基芳基磷酸盐、烷基苯磺酸盐中的一种或多种的混合；
（7）所述消泡剂为不饱和烷烃消泡剂、聚硅氧烷消泡剂、改性有机硅消泡剂、含疏水粒子的有机硅聚合物消泡剂、无硅非离子丙烯酸聚合物消泡剂中的一种或多种的混合；
（8）所述pH调节剂为有机胺或浓氨水；
（9）所述杀菌剂为1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、1,3,5-三(2-羟乙基)均三嗪、六氢-1,3,5-三乙基-三嗪中的一种或多种的混合；
（10）所述陶瓷化气凝胶水性隔热阻火涂料还包含水性颜料和/或抗裂纤维；
（11）所述陶瓷化气凝胶水性隔热阻火涂料还包含增硬剂，所述增硬剂包括低熔点玻璃粉、磷酸铝、磷酸二氢铝、磷酸铝铬中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的陶瓷化气凝胶水性隔热阻火涂料，其特征在于，所述轻质填料的堆积密度为0.1~0.5g/cm3、抗压强度大于250MPa；
所述闭孔玻化微球的D90小于70μm；
所述空心陶瓷微球、海泡石的粒径为0.15~3.0mm；
所述水性颜料为炭黑、铁系颜料、铬酸盐颜料、镉系颜料、偶氮颜料、酞菁颜料中的一种或多种，所述水性颜料占陶瓷化气凝胶水性隔热阻火涂料的质量百分比为0.5~2%；
所述抗裂纤维为抗碱玻璃纤维、低熔点玻璃纤维、中空玻璃纤维、硅酸铝纤维、玄武岩纤维、聚酰亚胺纤维、碳纤维中的一种或多种，所述抗裂纤维占陶瓷化气凝胶水性隔热阻火涂料的质量百分比为0.5~6%；
和/或，所述增硬剂占陶瓷化气凝胶水性隔热阻火涂料的质量百分比为1%~2.5%，所述低熔点玻璃粉的粒径为15-50μm。
6.权利要求1-5任一项所述的陶瓷化气凝胶水性隔热阻火涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）水性气凝胶分散体制备：
（1.1）水性气凝胶粉体分散体制备：将水与功能助剂按比例混合均匀按比例添加气凝胶粉体， 1500-2000rpm高速真空搅拌，真空度为0.06~0.08MPa，1-2h后，获得水性气凝胶粉体分散体；
（1.2）水性气凝胶颗粒分散体制备：将水与功能助剂按比例混合均匀，按比例添加气凝胶颗粒， 700-1500 rpm条件下搅拌10-40min，获得水性气凝胶颗粒分散体；
（2）粉料分散体制备：将水、润湿剂、分散剂、半量消泡剂、pH调节剂、半量增稠剂按比例混合均匀；搅拌作用下，按比例添加阻火剂和助瓷剂，1500-2000rpm条件下高速分散30-60分钟，获得粉料分散体；
（3）陶瓷化气凝胶水性隔热阻火涂料制备：按比例将步骤（1）制备的水性气凝胶分散体、步骤（2）制备的粉料分散体、轻质填料、水性树脂、剩余消泡剂、剩余增稠剂、杀菌剂100-500rpm条件下搅拌均匀，获得所述陶瓷化气凝胶水性隔热阻火涂料。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中按比例加入抗裂纤维，获得厚浆型陶瓷化气凝胶水性隔热阻火涂料。
8.根据权利要求6所述一种陶瓷化气凝胶水性隔热阻火涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中按比例加入水性颜料，获得陶瓷化气凝胶水性隔热阻火涂料。
9.权利要求1-5任一项所述的陶瓷化气凝胶水性隔热阻火涂料在电池领域中的应用，其特征在于，所述应用为用于电池隔热片的制备。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，将权利要求1-5任一项所述的陶瓷化气凝胶水性隔热阻火涂料涂覆在气凝胶毡的两侧，获得所述电池隔热片。
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