一种动力电池模组失效防护涂料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及涂料技术领域，更具体的，涉及一种动力电池模组失效防护涂料及其制备方法，以重量份计，原料至少包括：基料30～50份、填料10～15份、阻燃剂3～5份、耐磨补强剂3～5份、固化剂1～2份、分散剂1～2份、转化液5～10份、成膜液6～8份、缓蚀剂3～4份、纳米添加剂3～5份；所述基料为聚甲基苯基有机硅树脂与改性双酚A型环氧树脂质量比1.3:1的混合物；所述改性双酚A型环氧树脂由多面体低聚倍半硅氧烷和双酚A型环氧树脂重量比0.48:1制成；所述阻燃剂为三氧化二锑和双(六氯环戊二烯)环辛烷质量比1：0.92的混合物。降低了基料的易燃性，提高了防护涂料的阻燃性和耐腐蚀性能，同时降低了烟雾生成量。雾生成量。

【技术实现步骤摘要】
一种动力电池模组失效防护涂料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及涂料
，尤其涉及IPCC09D133/00领域，更具体的，涉及一种动力电池模组失效防护涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]推动经济的绿色可持续发展是当今全世界国家共同的目标，发展绿色经济实现这一目标，需进行多个领域的低碳转型。在高碳排放量领域中，除了工业和电力领域外，交通行业也是其中一大占比，世界多国已在向绿色、环保、低碳的交通出行方式方向发展，在此发展背景下，以新能源电动车代替传传统依赖石油的内燃机汽车已经成为降低碳排放以及推动绿色出行的重要方式。
[0003]近些年来，全世界多个汽车生产厂商进行研发新能源电动汽车的布局，在经济与科技不断发展的今天，中国已经是全世界新能源电动车的重要市场，新能源领域与新能源电动车行业发展迅速。与传统的燃油汽车相比，电动车使用电池和驱动电机系统代替了燃油发动机，正是由于电动车的高压驱动系统，其电动汽车的发生电池火灾的风险高于传统汽车。例如，电动汽车的电池充电、电池包和电路老化等均易引起电池起火。当前新能源电动汽车的电池安全问题是当前研究的重点。
[0004]当前电动汽车的电芯与电池模组防火材料多以失效防护毡为主，如玻璃纤维防火布、玄武岩纤维防火布、纳米氧化硅纤维毡等。失效防护毡具有优越的防火性能，可耐1100℃以上的高温，且具有优异的保温性能，另外，在电动汽车的电芯、电池包以及车体上使用防火的失效防护涂料也是预防火灾风险的一大重要手段。CN115260817A公开了一种用于新能源汽车电池包的防火涂料及防火涂层，通过加入由硼酸锌和铝酸钴组成的阻燃剂制备而成；使得制备得到的用于新能源汽车电池包的防火涂料具有优异的防火性能，虽涂料分散程度升高，可能会导致涂料固化后的拉伸强度不够韧性较差。CN115141525A公开了一种防火涂料层及其在软包电池铝塑膜中的应用，将防火涂层与铝塑膜直接复合在一起，制备有阻燃性能的铝塑膜，让成品电池直接具备防火能力，可阻隔热量传播及防止外界氧气的进入，延缓电池热失控的发生，但是铝塑膜采用水洗出油和“铬酐”钝化处理，污染大，且铝塑膜的质量要求很高，国内多为进口，从而导致成本升高。目前现有的动力电池模组失效防护涂料的阻燃效果不一，无法保证在发生电池火灾时有效进行防护，另外，涂料使用的耐腐蚀和抗冲击性能较差，屏蔽作用较差，无法为动力电池提供优异的保护作用。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术第一方面提供了一种动力电池模组失效防护涂料，以重量份计，原料至少包括：基料30～50份、填料10～15份、阻燃剂3～5份、耐磨补强剂3～5份、固化剂1～2份、分散剂1～2份、转化液5～10份、成膜液6～8份、缓蚀剂3～4份、纳米添加剂3～5份。
[0006]作为一种优选的实施方式，所述原料还包括增稠剂和消泡剂。
[0007]作为一种优选的实施方式，所述基料为硅树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、氟聚合物中的至少一种。
[0008]作为一种优选的实施方式，所述基料为硅树脂与环氧树脂的混合物，所述硅树脂与环氧树脂的质量比为(1.20～1.35)：1。
[0009]作为一种优选的实施方式，所述硅树脂为聚甲基苯基有机硅树脂，所述环氧树脂为改性双酚A型环氧树脂，所述聚甲基苯基有机硅树脂与改性双酚A型环氧树脂的质量比为1.3：1。聚甲基苯基有机硅树脂的活性端基与改性双酚A型环氧树脂的环氧基反应，生成接枝或嵌段共聚物，提高二者相容性的同时在固化结构中引入稳定和柔性的大空间位阻的Si—O键，提高树脂固化物的交联密度，从而提高环氧树脂的断裂韧性和热弹性。
[0010]作为一种优选的实施方式，所述改性双酚A型环氧树脂的制备原料为多面体低聚倍半硅氧烷和双酚A型环氧树脂。
[0011]作为一种优选的实施方式，所述多面体低聚倍半硅氧烷与双酚A型环氧树脂的质量比为(0.45～0.5):1。
[0012]作为一种优选的实施方式，所述多面体低聚倍半硅氧烷与双酚A型环氧树脂的质量比为0.48:1。单独使用双酚A型环氧树脂时可挥发大量有机化合物VOC，VOC极其易燃，为了降低双酚A型环氧树脂的易燃性，将纳米粒子多面体低聚倍半硅氧烷通过化学键合进入环氧树脂分子体系中，实现有序定向，即可增强对燃烧的屏蔽作用，提高环氧树脂基体的耐原子氧性能，从而降低双酚A型环氧树脂的腐蚀和易燃风险。
[0013]作为一种优选的实施方式，所述填料为云母、滑石、瓷土、气相法二氧化硅、钛白份、铬铁黑、二氧化锰、锑白、云母氧化铁红中的至少一种。
[0014]作为一种优选的实施方式，所述填料为云母、滑石、气相法二氧化硅、钛白粉、云母氧化铁和氧化锌的混合物。
[0015]作为一种优选的实施方式，所述阻燃剂为十溴联苯醚、三氧化二锑、双(六氯环戊二烯)环辛烷、多结晶水的氢氧化铝及复合阻燃剂中的至少一种。
[0016]作为一种优选的实施方式，所述阻燃剂为三氧化二锑和双(六氯环戊二烯)环辛烷的混合物。
[0017]作为一种优选的实施方式，所述三氧化二锑和双(六氯环戊二烯)环辛烷的质量比为1：(0.9～1)。
[0018]作为一种优选的实施方式，所述三氧化二锑和双(六氯环戊二烯)环辛烷的质量比为1：0.92。双(六氯环戊二烯)环辛烷与三氧化二锑结合时产生卤化锑和卤氧化锑可以消除火焰中链反应活性物质，降低游离基浓度，干扰燃烧链反应，达到阻燃效果，进而提高防护涂料的阻燃性能。
[0019]作为一种优选的实施方式，所述固化剂为芳香二胺、正硅酸乙酯、甲基四氢苯酐中的至少一种。
[0020]作为一种优选的实施方式，所述固化剂为正硅酸乙酯。
[0021]作为一种优选的实施方式，所述正硅酸乙酯为碳量子点
‑
正硅酸乙酯混合液，所述碳量子点与正硅酸乙酯的质量比为1：(1.5～2)。
[0022]作为一种优选的实施方式，所述碳量子点与正硅酸乙酯的质量比为1：1.65。二者混合时，正硅酸乙酯通过水解
‑
聚合反应产生三维网状凝胶物，加入碳量子点可以通过分子
链间相互作用产生粘结自硬效果，从而提高防护涂料的耐高温和粘结性能。
[0023]作为一种优选的实施方式，所述纳米添加剂为纳米多孔材料。
[0024]作为一种优选的实施方式，所述纳米添加剂为纳米氢氧化铝和纳米氧化锌的混合物，所述纳米氢氧化铝和纳米氧化锌的质量比为1:(1.2～1.5)。
[0025]为了进一步提高动力电池模组失效防护涂料的阻燃性能和降低烟雾生成量，作为一种优选的实施方式，所述纳米氢氧化铝和纳米氧化锌的质量比为1:1.3。纳米氢氧化铝含有的结晶水可吸收潜热脱水降低聚合物降解速度，生成活性氧化铝促进脱氢反应，催化炭沉淀和氧化，保护炭层，降低阻燃烟雾生成，加入纳米氧化锌后进一步增加细小纳米粒子的分散程度，避免局部分解产生大量烟雾，同时分散的纳米粒子在火焰中均匀分散、气化、产生游离基充分作用而终止反应链，提高防护涂料的阻燃性能。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动力电池模组失效防护涂料，其特征在于，以重量份计，原料至少包括：基料30～50份、填料10～15份、阻燃剂3～5份、耐磨补强剂3～5份、固化剂1～2份、分散剂1～2份、转化液5～10份、成膜液6～8份、缓蚀剂3～4份、纳米添加剂3～5份。2.如权利要求1所述的动力电池模组失效防护涂料，其特征在于，所述动力电池模组失效防护涂料的原料还包括增稠剂和消泡剂。3.如权利要求1所述的动力电池模组失效防护涂料，其特征在于，所述基料为硅树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、氟聚合物中的至少一种。4.如权利要求3所述的动力电池模组失效防护涂料，其特征在于，所述基料为硅树脂与环氧树脂的混合物，硅树脂与环氧树脂的重量比为(1.20～1.35)：1。5.如权利要求1所述的动力电池模组失效防护涂料，其特征在于，所述填料为云母、滑石、瓷土、气相法二氧化硅、钛白份、铬铁黑、二氧化锰、锑白、云母氧化铁红中的至少一种。6.如权利要求1所述的动力电池模组失效防护涂料，其特征在于，所述阻燃剂为十溴联苯醚、三氧化二锑、双(六氯环戊二烯)环辛烷、多结晶水的氢氧化铝及复合阻燃剂中的至少一种。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：林阳，向玲，姜学广，
申请(专利权)人：常州威斯双联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：