一种防火结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种防火结构。具体地，所述防火结构以热膨胀材料层作为隔热层，当受热时，该隔热层发生膨胀可显著增强所述防火结构的隔热性能。当应用于动力电池时，所述防火结构可有效延长对动力电池外部设备的保护时间，从而显著改善动力电池使用的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种防火结构
本技术涉及材料领域，具体地涉及一种防火结构。
技术介绍
最近几年，电动汽车在国家的大力扶持下得到了快速发展。2018年，中国制造并销售了一百多万辆电动汽车。这些电动汽车在使用过程中也出现了一些问题，尤其是安全问题亟需得到解决。因为电池内部既有氧化剂和还原剂，电池起火时很难将其扑灭。根据GB258-2017要求，车长大于等于6m的纯电动客车、插电式混合动力客车，应能检测动力电池工作状态并在发现异常情形时报警，且报警后5分钟内电池箱外不能起火爆炸。据息，该项规定即将加入到乘用车的安全标准，为了防止电池内部的火焰喷出并对车体造成破坏，而盛放电池的箱体大多采取铝或者SMC材料，这些材料的熔点都在700℃以内。因此，需要有一种防火材料对电池箱体(尤其是箱盖位置)进行保护以防止其被电池产生的火焰烧穿。电池箱体内部使用的防火材料除了应具有优异的防火性能外，还应满足其它的一些要求，例如应具有高的电绝缘性、高的耐击穿强度、重量低、好的抗老化性能、低的导热系数及便于产线组装等。现有防火材料(或防火结构)多存在导热系数高、密度高等特点，使得电池燃烧所产生的热量可容易地传到保护材料上，不利于电池的安全使用。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种防火结构，其不仅具有优异的防火性能，还可实现高效的隔热性能。本技术的第一方面，提供了一种防火结构，包含：热膨胀材料层，作为隔热层；和耐火材料层，作为耐火层；所述热膨胀材料层和所述耐火材料层复合形成所述防火结构。在另一优选例中，所述热膨胀材料层包含：基体材料和掺杂于所述基体材料中的膨胀阻燃剂；所述基体材料选自下组：泡棉材料、玻璃纤维、塑膜材料、或其组合。在另一优选例中，所述泡棉材料或所述塑膜材料选自下组材料：PP、PE、PS、EVA、PA、PU、或其组合。在另一优选例中，所述热膨胀材料层在100℃以下的厚度为0.1－8mm。在另一优选例中，所述热膨胀材料层在膨胀前的厚度为t0，在膨胀后的厚度为t1，t1/t0选自下组：1-20、1.5-15、2-10。在另一优选例中，所述耐火材料层为选自下组的耐火材料：云母布、玻纤布、玻璃纤维、碳纤维、陶瓷纤维、陶瓷纤维布、或其组合。在另一优选例中，所述耐火材料层的厚度为0.01-3mm。在另一优选例中，所述防火结构具有如下结构：包含一层热膨胀材料层和一层耐火材料层，所述热膨胀材料层和所述耐火材料层复合形成所述防火结构。在另一优选例中，所述防火结构具有如下结构：包含一层热膨胀材料层和两层耐火材料层，所述热膨胀材料层位于所述两层耐火材料层中间。在另一优选例中，所述两层耐火材料层的面积均大于等于所述热膨胀材料层的面积，且所述两层耐火材料层的四周固定结合，以将所述热膨胀材料层封装于所述两层耐火材料层之间。在另一优选例中，所述复合通过选自下组的方式实现：1)粘合，通过在所述热膨胀材料层和所述耐火材料层(或防火材料层)之间设置一粘合层实现粘合；2)缝合，通过缝合加工所述热膨胀材料层和所述耐火材料层的层叠层实现缝合；和3)直接贴合，将所述热膨胀材料层直接在所述耐火材料层表面进行加工实现贴合(或者相反)。在另一优选例中，所述防火结构用于动力电池。在另一优选例中，所述热膨胀材料层在100℃以下的厚度为0.2－5mm，较佳地0.5-3mm。在另一优选例中，所述耐火材料层的厚度为0.05－2mm，较佳地0.1-1mm。在另一优选例中，所述粘合层为选自下组的材料：丙烯酸树脂、热熔胶、硅胶、或其组合。在另一优选例中，所述粘合层的厚度为0.05-1mm，较佳地0.08-0.5mm，更佳地0.1-0.3mm。在另一优选例中，所述防火结构还依序包含：位于所述热膨胀材料层外侧的粘合层和任选的离型层。在另一优选例中，所述防火结构还依序包含：位于一层耐火材料层外侧的粘合层和任选的离型层。应理解，在本技术范围内中，本技术的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。附图说明图1是本技术设计一的示意图。图2是本技术设计二的示意图。图3是本技术设计三的示意图。图4是本技术中防火性能测试装置示意图。图5是本技术中防火性能测试结果。图6是本技术防火测试后聚酰胺两侧的形貌图。图1-3中，1为热膨胀材料层，2为粘合层，3为耐火材料层。具体实施方式本专利技术人经过长期而深入的研究，通过采用热膨胀材料层作为隔热层，复合耐火材料层作为耐火层，制备得到一种防火隔热性能非常优异的防火结构。当应用于动力电池时，可极大地提高动力电池使用的安全性。在此基础上，专利技术人完成了本技术。术语在本技术中，各英文简称具有如下含义：PP＝聚丙烯，PE＝聚乙烯，PS＝聚苯乙烯，EVA＝乙烯-醋酸乙烯共聚物、PA＝聚酰胺，PU＝聚氨酯。如本文所用，所述膨胀阻燃剂是一种以氮、磷为主要组成的复合阻燃剂，它不含卤素，也不采用氧化锑作为协效剂，该类阻燃剂在受热时发泡膨胀，故称为膨胀型阻燃剂，它是一类高效低毒的环保型阻燃剂。其具有三个基本要素。即酸源、炭源和气源。酸源又称脱水剂或炭化促进剂，一般是无机酸或燃烧中能原位生成酸的化合物，如磷酸、硼酸、硫酸和磷酸酯等；炭源也叫成炭剂，它是形成泡沫炭化层的基础，主要是一些含碳量高的多羟基化合物，如淀粉、蔗糖、糊精、季戊四醇、乙二醇、酚醛树脂等；气源也叫发泡源，是含氮化合物，如尿素、三聚氰胺、聚酰胺等。三组分中，酸源最为主要，比例最大，且阻燃元素含于酸源中，所以酸源是真正意义上的阻燃剂，碳源和发泡剂则是协效剂。应理解，现有技术中常用的膨胀阻燃剂均可用于本技术中。热膨胀材料本技术所用热膨胀材料在受热后(如温度达到190℃后)其体积会迅速发生膨胀，其材质随之变得疏松，从而使得其导热系数降低，结合厚度的增加可使得其在高温下具有优异的隔热性能。优选地，适用于本技术的膨胀阻燃剂具有选自下组的组成：组成一：三聚氰胺、磷酸酯，两者重量比为1-3：3-1；组成二：聚磷酸铵、三聚氰胺，两者重量比为1-3：3-1；组成三：硅树脂弹性体、碳酸钙，两者重量比为1-3：3-1。优选地，所述热膨胀材料中添加有0.5－30wt％(较佳地1－5wt％)的膨胀阻燃剂。优选地，对于所述热膨胀材料，t0是指未应用时所述热膨胀材料层的厚度，t1是指经热量作用膨胀或完全膨胀后所述热膨胀材料层的厚度。本技术中，术语“热膨胀材料”和“阻燃发泡材料”可互换使用。耐火材料本技术所用耐火材料为绝缘、耐高温且易于加工、复合与粘结的材料，包括(但并不限于)以下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防火结构，其特征在于，包含：/n热膨胀材料层，作为隔热层；和/n耐火材料层，作为耐火层；/n所述热膨胀材料层和所述耐火材料层复合形成所述防火结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种防火结构，其特征在于，包含：
热膨胀材料层，作为隔热层；和
耐火材料层，作为耐火层；
所述热膨胀材料层和所述耐火材料层复合形成所述防火结构。


2.如权利要求1所述的防火结构，其特征在于，所述热膨胀材料层包含：基体材料和掺杂于所述基体材料中的膨胀阻燃剂。


3.如权利要求1所述的防火结构，其特征在于，所述热膨胀材料层在100℃以下的厚度为0.1－8mm。


4.如权利要求1所述的防火结构，其特征在于，所述热膨胀材料层在膨胀前的厚度为t0，在膨胀后的厚度为t1，t1/t0选自下组：1-20、1.5-15、2-10。


5.如权利要求1所述的防火结构，其特征在于，所述耐火材料层为选自下组的耐火材料：云母布、玻纤布、玻璃纤维、碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁远雷，杨浩峰，曹敏，凌晨，
申请(专利权)人：德莎欧洲股份公司，
类型：新型
国别省市：德国;DE