一种新能源汽车用内增短纤维的云母复合材料及制备工艺制造技术

本申请涉及云母绝缘材料领域，具体公开了一种新能源汽车用内增短纤维的云母复合材料及制备工艺。云母复合材料包括18

【技术实现步骤摘要】
一种新能源汽车用内增短纤维的云母复合材料及制备工艺


[0001]本申请涉及云母复合材料的领域，更具体地说，它涉及一种新能源汽车用内增短纤维的云母复合材料及制备工艺。

技术介绍

[0002]绝缘材料是电工器材中使带电体与其他部分隔离的材料，是电工产品能够长期安全运行的重要保证，也是直接影响电工产品技术指标先进程度的关键材料。云母是一种特殊片状硅酸盐矿物，它的晶体结构是由两层硅氧四面体夹着一层铝氧八面体组成的层片状结构，该结构决定了其在垂直于解理面具有极高的电绝缘性，同时，还具有较好的可剥分性、化学稳定性、还原性以及在高温状态下能保持上述优良物理化学性能的特点，是电气绝缘材料不可或缺的“工业味精”。
[0003]目前，绝缘材料可用于新能源汽车的电池保护，制作电池保护绝缘材料时，在制备绝缘云母板时，首先用云母粉制备云母浆料，使云母浆料放倒入放置有滤纸的漏斗中，经过真空抽滤和干燥后形成云母纸。接着将有机硅树脂涂覆于云母纸的表面，使云母纸叠合到一定的厚度后，将叠合后的云母板压制、高温烘干，从而制成云母板。
[0004]针对上述中的相关技术，申请人认为在云母纸制作的过程中，难以使云母纸粘贴处各点的电气强度保持一致，会使绝缘云母板的电气强度降低，容易发生电击穿，无法对电池形成有效保护。

技术实现思路

[0005]为解决相关技术问题中存在的云母板电气强度低的问题，本申请提供了一种新能源汽车用内增短纤维的云母复合材料及制备工艺。
[0006]第一方面，本申请提供的一种新能源汽车用内增短纤维的云母复合材料，采用如下的技术方案：一种新能源汽车用内增短纤维的云母复合材料，包括以下重量份的原料制备而成：18
‑
26份改性云母粉、6
‑
12份胶粘剂、2
‑
8份改性陶瓷粉、3
‑
5份改性芳纶纤维，所述改性云母粉的表面形成有凹凸，所述改性陶瓷粉和所述改性芳纶纤维的表面均形成有凹陷。
[0007]通过采用上述技术方案，在云母表面形成凹凸表征结构，保证云母具有较大的比表面积和粗糙的表面基体，云母易于和改性芳纶纤维和改性陶瓷粉形成机械啮合，提高了云母与改性陶瓷粉和改性芳纶纤维的相容性；同时，加入的改性芳纶纤维，提高了云母复合材料的弯曲强度，加入的改性陶瓷粉，提高了云母复合材料的耐高温性能和电气强度，因此，本申请具有云母与补强材料的相容性好、机械强度高、电气强度高的效果。
[0008]优选的，所述改性芳纶纤维包括以下重量份原料制备而成：6
‑
10份芳纶纤维、1
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2份氢氧化钠、0.3
‑
0.8份的聚氧化乙烯、0.2
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0.4份的十二烷基苯磺酸钠；其中芳纶纤维的长度为3
‑
10mm；所述改性芳纶纤维由以下方法制备而成：将芳纶纤维置入氢氧化钠溶液中，加入十二烷基苯磺酸钠和聚氧化乙烯，搅拌均匀，反应20
‑
30min后取出，烘干。
[0009]通过采用上述技术方案，由于芳纶纤维表面结晶度高，云母表面致密、光滑、惰性较强、芳纶纤维与云母材料的界面结合性能较差，导致复合材料的强度较低，通过氢氧化钠对芳纶纤维表面进行蚀刻，形成表面凹陷结构，增大芳纶纤维的比表面积，使芳纶纤维的表面粗糙化，提高芳纶纤维与云母材料的相容性，降低芳纶纤维在裂纹的作用下芳纶纤维与基体之间的界面脱离的可能性。
[0010]优选的，所述改性云母粉包括以下重量份原料制备而成：1
‑
3份三羟甲基氨基甲烷盐酸盐、0.2
‑
0.6份氢氧化钠、0.5
‑
2份盐酸多巴胺、22
‑
25份云母粉；所述云母粉包括粒径为250
‑
550um的粗粒级云母和粒径为74
‑
150um的细粒级云母，其中，粗粒径云母和细粒级云母的重量比为1:3。
[0011]通过采用上述技术方案，使用三羟甲基氨基甲烷盐酸盐、氢氧化钠、盐酸多巴胺配置多巴胺的碱性溶液，多巴胺在碱性溶液中通过自聚合不断沉积在云母表面，从而在云母表面形成凹凸不平的结构，增大云母表面的比表面积；同时，通过以粗粒级云母为骨架结构，细粒级云母进行填充，实现云母复合材料密度最大化，进而实现合理的粒度级配，通过细粒级云母的填充，有效的降低了胶粘剂的含量，使云母复合材料获得更高的机械强度和电气强度。
[0012]优选的，制备所述改性云母粉，包括以下步骤：b1、去离子水冲洗云母粉，烘干，将云母粉研磨成粗粒级云母和细粒级云母；b2、用氢氧化钠和三羟甲基氨基甲烷盐酸盐配置PH为8.5的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐缓冲溶液，加入盐酸多巴胺，配置为多巴胺溶液，将粗粒级云母和细粒级云母加入多巴胺溶液内，搅拌6
‑
7h，取出改性云母，烘干。
[0013]通过采用上述技术方案，由于多巴胺是在碱性溶液中通过自聚合不断的沉积在云母表面，在云母表面形成凸起的形貌，因此，首先调节PH为8.5的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐缓冲溶液，在加入盐酸多巴胺，易于使多巴胺在云母表面自聚合，沉积于云母的表面，从而改善了云母的表征结构，进而经过多巴胺溶液改性后的云母粉与芳纶纤维的相容性好，实现了提高整体力学性能的目的。
[0014]优选的，所述改性陶瓷粉包括以下重量份原料制备而成：2
‑
4份叔丁醇、1
‑
2份丙烯酰胺、2
‑
4份亚甲基双丙烯酰胺、0.5
‑
1份过硫酸铵、0.2
‑
0.8份四甲基乙二胺、7
‑
16份陶瓷粉。
[0015]通过采用上述技术方案，丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺在过硫酸铵和四甲基乙二胺的作用下会发生聚合反应，从而固化成型，在固化的过程中，叔丁醇会挥发，从而在陶瓷材料内引入空气相，赋予陶瓷材料以凹陷结构，使得到的凹陷结构陶瓷材料比致密陶瓷材料具有更加低的密度，更高的比表面积，更低的热导率，形成的凹陷空腔结构，提高了改性陶瓷粉的隔热性能，同时改性云母、改性芳纶纤维均可与改性陶瓷粉的凹陷处结合，减少胶粘剂的用量。
[0016]优选的，所述制备改性陶瓷粉，包括以下步骤：c1、将叔丁醇加热为液体后与丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺混合均匀，制备混合液A；c2、将陶瓷粉加入混合液A中混合均匀；c3、将过硫酸铵和四甲基乙二胺加入步骤c2的混合液内，再次搅拌均匀，搅拌均匀
后倒入模具内；c4、将模具加热至50
‑
60℃，加热13
‑
15h，脱模取出，加热至450
‑
550℃，加热2
‑
3h，取出后加热至700
‑
800℃，保温2
‑
5min，冷却后取出；c5、将步骤c4中的改性陶瓷块粉碎至150
‑
200目。
[0017]通过采用上述技术方案，50
‑
60℃时，加热13
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新能源汽车用内增短纤维的云母复合材料，其特征在于，包括以下重量份的原料制备而成：18
‑
26份改性云母粉、6
‑
12份胶粘剂、2
‑
8份改性陶瓷粉、3
‑
5份改性芳纶纤维，所述改性云母粉的表面形成有凹凸，所述改性陶瓷粉和所述改性芳纶纤维的表面均形成有凹陷。2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车用内增短纤维的云母复合材料，其特征在于：所述改性芳纶纤维包括以下重量份原料制备而成：6
‑
10份芳纶纤维、1
‑
2份氢氧化钠、0.3
‑
0.8份的聚氧化乙烯、0.2
‑
0.4份的十二烷基苯磺酸钠；其中芳纶纤维的长度为3
‑
10mm；所述改性芳纶纤维由以下方法制备而成：将芳纶纤维置入氢氧化钠溶液中，加入十二烷基苯磺酸钠和聚氧化乙烯，搅拌均匀，反应20
‑
30min后取出，烘干。3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车用内增短纤维的云母复合材料，其特征在于：所述改性云母粉包括以下重量份原料制备而成：1
‑
3份三羟甲基氨基甲烷盐酸盐、0.2
‑
0.6份氢氧化钠、0.5
‑
2份盐酸多巴胺、22
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25份云母粉；所述云母粉包括粒径为250
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550um的粗粒级云母和粒径为74
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150um的细粒级云母，其中，粗粒径云母和细粒级云母的重量比为1:3。4.根据权利要求3所述的一种新能源汽车用内增短纤维的云母复合材料，其特征在于：制备所述改性云母粉，包括以下步骤：b1、去离子水冲洗云母粉，烘干，将云母粉研磨成粗粒级云母和细粒级云母；b2、用氢氧化钠和三羟甲基氨基甲烷盐酸盐配置PH为8.5的三羟甲基氨基甲烷盐酸盐缓冲溶液，加入盐酸多巴胺，配置为多巴胺溶液，将粗粒级云母和细粒级云母加入多巴胺溶液内，搅拌6
‑
7h，取出改性云母，烘干。5.根据权利要求1所述的一种新能源汽车用内增短纤维的云母复合材料，其特征在于：所述改性陶瓷粉包括以下重量份原料制备而成：2
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4份叔丁醇、1
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2份丙烯酰胺、2
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4份亚甲基双丙烯酰胺、0.5
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1份过硫酸铵、0.2
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0.8份四甲基乙二胺、7
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16份陶瓷粉。6.根据权利要求5所述的一种新能源汽车用内增短纤维的云母复合材料，其特征在于：所述制备改性陶瓷粉，包括以下步骤：c1、将叔丁醇加热为液体后与丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺混合均匀，制备混合液A；c2、将陶瓷粉加入混合液A中混合均匀；c3、将过硫酸铵和四甲基乙二胺加入步骤c2的混合液内，再次搅拌均匀，搅拌均匀后倒入模具内；c4、将模具加热至50
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【专利技术属性】
技术研发人员：黄静，周培学，孙虎，
申请(专利权)人：浙江荣泰电工器材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：