防热扩散树脂复合材料及其制备方法及电池模组技术

本发明专利技术公开了一种防热扩散树脂复合材料，其包括A双马来酰亚胺、B二苯胺、C环氧树脂和添加剂，其中，添加剂含有空心玻璃微球和/或有机蒙脱土。相对于现有技术，本发明专利技术防热扩散树脂复合材料以A双马来酰亚胺、B二苯胺、C环氧树脂为基本原料，通过添加绝缘和热稳定性好的空心玻璃微球和有机蒙脱土，得到对热流可起屏蔽作用的树脂复合材料，树脂复合材料在受热时热解自发泡成一种质轻、多孔、导热系数小的泡沫炭复合材料，具有强度高、密度小、热防护性能优异等优点，采用树脂复合材料制备的隔热层用于电池模组中可延缓热失控的蔓延。此外，本发明专利技术还公开了一种防热扩散树脂复合材料的制备方法及电池模组。

Thermal diffusive resin composites and their preparation methods and battery modules

The invention discloses a thermal diffusive resin composite material, which comprises A bismaleimide, B diphenylamine, C epoxy resin and additives, wherein the additives contain hollow glass microspheres and/or organic montmorillonite. Compared with the existing technology, the thermal diffusive resin composite material of the invention takes A bismaleimide, B diphenylamine and C epoxy resin as basic materials, and by adding hollow glass microspheres with good insulation and thermal stability and organic montmorillonite, the resin composite material can shield heat flow. The resin composite material spontaneously foams into a light, porous and thermal conductivity system when heated. The small number of foamed carbon composites have the advantages of high strength, small density and excellent thermal protection properties. The insulation layer prepared by resin composite material can delay the thermal runaway spread in the battery module. In addition, the invention also discloses a preparation method of a thermal diffusive resin composite material and a battery module.

【技术实现步骤摘要】
防热扩散树脂复合材料及其制备方法及电池模组
本专利技术属于复合材料领域，更具体地说，本专利技术涉及一种防热扩散树脂复合材料及其制备方法及电池模组。
技术介绍
传统的耐火材料具有优异的高温力学性能，但其隔热性能欠佳，而一般的隔热材料具有优异的隔热性能，但其缺乏高温力学性能。因此，兼具优良的隔热性能和高温强度的耐火隔热复合材料成为新的研究热点。目前，现有技术采用具有良好的粘结性、力学性、稳定性的环氧树脂和具有良好的耐热性、电绝缘性和高强度的双马来酰亚胺进行复合，并添加适量的二苯胺和稀释剂制备具有耐热性能优良的树脂复合材料。但是，现有技术制备的树脂复合材料在高温下会发生熔融或分解，其热解产物不仅强度低，而且热防护效果差。因此，现有技术制备的树脂复合材料不能作为热防护材料使用。此外，相关技术揭示了一种热固性树脂复合材料，包括双马来酰亚胺、芳香胺化合物、联苯型环氧树脂和添加剂，添加剂包括氢氧化铝、二氧化硅、高岭土、水滑石中的至少一种。上述复合材料的耐热温度相对于现有的树脂复合材料有一定程度的提高，但是其高温力学性能不好，作为热防护材料使用效果较差。有鉴于此，确有必要提供一种兼具优良的隔热性能和高温力学性能的防热扩散树脂复合材料及其制备方法及电池模组。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：克服现有技术的缺陷，提供一种兼具优良的隔热性能和高温力学性能的防热扩散树脂复合材料及其制备方法及电池模组。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种防热扩散树脂复合材料，其包括A双马来酰亚胺、B二苯胺、C环氧树脂和添加剂，其中，所述添加剂含有空心玻璃微球和/或有机蒙脱土。空心玻璃微球是一种中空密闭的正球形、粉沫状的超轻质填充材料，具有重量轻、体积大、导热系数低，以及优异的分散性、流动性、稳定性等优点，空心玻璃微球可填充于绝大部分热固性和热塑性树脂中，不仅降低了树脂的密度、粘度和摩擦系数，而且提高了树脂的机械性能和耐磨性能。本专利技术通过添加空心玻璃微球，使得树脂复合材料在高温自发泡时，空心玻璃微球可分散于树脂复合材料的孔隙和孔壁中，不仅增强了树脂复合材料的高温力学性能，而且防止了热量对树脂复合材料的破坏。有机蒙脱土的层间距大，可有效分散于有机树脂中，不仅降低了树脂的粘度，而且提高了树脂的耐热性能。本专利技术通过将有机蒙脱土分散于环氧树脂中制备树脂复合材料，提高了树脂复合材料的隔热性能。这是因为有机蒙脱土作为树脂复合材料发泡的成核剂，使得树脂复合材料的孔泡更均匀，不仅加强了树脂复合材料对热扩散的阻隔效果，而且增强了树脂复合材料的高温力学性能。作为本专利技术防热扩散树脂复合材料的一种改进，所述添加剂含有空心玻璃微球，空心玻璃微球的含量为A、B、C质量总和的6％～12％。作为本专利技术防热扩散树脂复合材料的一种改进，所述添加剂含有空心玻璃微球，空心玻璃微球的真实密度为0.12g/cm3～0.60g/cm3，优选0.20g/cm3～0.40g/cm3；平均粒径为35μm～105μm，优选40μm～70μm；壁厚为5μm～20μm，优选7μm～15μm。作为本专利技术防热扩散树脂复合材料的一种改进，所述添加剂含有空心玻璃微球，空心玻璃微球选自型号为K20、K22、K25、K46、K60、S15、S22、S32或S35的空心玻璃微球。作为本专利技术防热扩散树脂复合材料的一种改进，所述添加剂含有空心玻璃微球，空心玻璃微球为经偶联剂预处理的空心玻璃微球。作为本专利技术防热扩散树脂复合材料的一种改进，所述偶联剂选自硅烷偶联剂、铬络合物偶联剂或钛酸酯偶联剂，优选硅烷偶联剂。作为本专利技术防热扩散树脂复合材料的一种改进，所述硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷中的一种。作为本专利技术防热扩散树脂复合材料的一种改进，所述添加剂含有有机蒙脱土，有机蒙脱土的含量为A、B、C质量总和的0.5％～3％。作为本专利技术防热扩散树脂复合材料的一种改进，所述添加剂含有有机蒙脱土，有机蒙脱土为季铵盐类有机蒙脱土，所述有机蒙脱土的层间距大于1.5nm。作为本专利技术防热扩散树脂复合材料的一种改进，所述添加剂含有有机蒙脱土，有机蒙脱土的比重为1.5g/cm3～2.0g/cm3，含湿量≤3.5％，干粉细度(-200目)≥97％，堆积密度≤0.38g/cm3，灼烧失量(900℃)为39.0％～42.5％。作为本专利技术防热扩散树脂复合材料的一种改进，所述A双马来酰亚胺、B二苯胺、C环氧树脂的质量比为1～2:1:1～6，优选2:1:2～4。作为本专利技术防热扩散树脂复合材料的一种改进，所述A双马来酰亚胺选自二苯甲烷双马来酰亚胺、间苯撑双马来酰亚胺、苯基双马来酰亚胺中的至少一种。作为本专利技术防热扩散树脂复合材料的一种改进，所述B二苯胺选自二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯砜、二氨基二苯醚中的至少一种。作为本专利技术防热扩散树脂复合材料的一种改进，所述C环氧树脂选自环氧树脂E-51、环氧树脂E-44、环氧树脂E-35中的至少一种。作为本专利技术防热扩散树脂复合材料的一种改进，所述防热扩散树脂复合材料还含有稀释剂，稀释剂用于降低树脂复合材料的粘度，其中，稀释剂的含量为A、B、C质量总和的0.1％～2％，优选0.1％～0.5％。作为本专利技术防热扩散树脂复合材料的一种改进，所述稀释剂选自丁基缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚中的至少一种。本专利技术制备的防热扩散树脂复合材料通过添加空心玻璃微球或/和有机蒙脱土，制备具有热解自发泡特性的树脂复合材料。这种树脂复合材料呈高度交联的三维网状结构，具有优异的力学性能。当温度逐渐升高时，树脂复合材料可以不断吸收热量，在玻璃转化温度后分子链开始运动并表现出一定的高弹性质，抵抗热量所产生热应力对树脂复合材料的破坏，保持了树脂复合材料结构的完整性；当温度继续升高时，树脂复合材料中耐热性较差的分子链发生裂解导致其交联密度降低，此时被束缚在三维网状结构单元内的气体裂解产物(CO2、H2O、NO2)起到发泡剂的作用，进而形成许多泡孔和孔隙，这些泡孔和孔隙迅速阻隔热流，防止热量的进一步扩散；温度继续升高时，泡孔会继续增加，等到树脂发泡完全后，形成了具有泡沫炭结构的防热扩散树脂复合材料。为了实现上述专利技术目的，本专利技术还提供了一种防热扩散树脂复合材料的制备方法，其包括以下步骤：1)制备预聚树脂：将A双马来酰亚胺、B二苯胺、C环氧树脂和添加剂装入聚合反应容器并在保护气氛中进行聚合反应获得预聚树脂；2)浇注成型：将预聚树脂倒入预热的模具中，抽真空脱气泡后成型；3)固化：对成型的树脂进行固化得到防热扩散树脂复合材料。作为本专利技术防热扩散树脂复合材料的制备方法的一种改进，所述A双马来酰亚胺、B二苯胺、C环氧树脂的质量比为1～2:1:1～6，优选2:1:2～4。作为本专利技术防热扩散树脂复合材料的制备方法的一种改进，所述步骤1)中添加剂含有空心玻璃微球和/或有机蒙脱土。作为本专利技术防热扩散树脂复合材料的制备方法的一种改进，所述添加剂含有空心玻璃微球，空心玻璃微球经预处理后加入聚合反应容器中，预处理方式为：将空心玻璃微球置于由偶联剂和有机溶剂按质量比1:6组成的混合液中搅拌1h～2h后，放入温度为100℃～120℃的真空干燥箱烘干至有机溶剂完全蒸发，其中，空心玻璃微球与混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防热扩散树脂复合材料，包括A双马来酰亚胺、B二苯胺和C环氧树脂，其特征在于，所述防热扩散树脂复合材料还含有添加剂，添加剂含有空心玻璃微球和/或有机蒙脱土。

【技术特征摘要】
1.一种防热扩散树脂复合材料，包括A双马来酰亚胺、B二苯胺和C环氧树脂，其特征在于，所述防热扩散树脂复合材料还含有添加剂，添加剂含有空心玻璃微球和/或有机蒙脱土。2.根据权利要求1所述的防热扩散树脂复合材料，其特征在于，所述添加剂含有空心玻璃微球，空心玻璃微球的含量为A、B、C质量总和的6％～12％。3.根据权利要求1所述的防热扩散树脂复合材料，其特征在于，所述添加剂含有空心玻璃微球，空心玻璃微球为经偶联剂预处理的空心玻璃微球。4.根据权利要求1所述的防热扩散树脂复合材料，其特征在于，所述添加剂含有空心玻璃微球，空心玻璃微球的真实密度为0.12g/cm3～0.60g/cm3，平均粒径为35μm～105μm，壁厚为5μm～20μm。5.根据权利要求1所述的防热扩散树脂复合材料，其特征在于，所述添加剂含有有机蒙脱土，有机蒙脱土的含量为A、B、C质量总和的0.5％～3％。6.根据权利要求1所述的防热扩散树脂复合材料，其特征在于，所述添加剂含有有机蒙脱土，有机蒙脱土为季铵盐类有机蒙脱土，所述有机蒙脱土的层间距大于1.5nm。7.根据权利要求1所述的防热扩散树脂复合材料，其特征在于，所述A双马来酰亚胺、B二苯胺、C环氧树脂的质量比为1～2:1:1～6，优选2:1:2～4。8.根据权利要求1所述的防热扩散树脂复合材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：马林，陈智明，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35