一种热电池用耐高温绝热纸及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种热电池用耐高温绝热纸及其制备方法，属于特种纸及其制造技术领域，其以矿物纤维为原料，按重量份数比，所述原料有以下组分组成：40～75份的石棉纤维，25～60份的硅酸铝纤维，所述原料经打浆处理后，加入绝干纤维总重量的1～15％的胶粘剂，再加入绝干纤维总重量5～10％的钛白粉，搅拌均匀后，采用湿法造纸工艺制造，经圆网成型器成型、脱水、压榨、烘干、分切等步骤制备而成，制得的绝热纸具有厚度薄、强度高、灼烧减率低、隔热性能好等特点，将该绝热纸与强度相对低的纤维增强气凝胶材料配合使用到热电池中，可满足大功率、长寿命热电池的使用要求。寿命热电池的使用要求。

【技术实现步骤摘要】
一种热电池用耐高温绝热纸及其制备方法


[0001]本专利技术属于特种纸及其制造
，具体涉及一种热电池用耐高温绝热纸及其制备方法。

技术介绍

[0002]热电池全称为热激活储备电池，属于不可逆的一次性化学电源，具有比能量大、比功率高、激活速度快、储存寿命长、结构紧凑、无需维护等优点，因此是现代武器(导弹、核武器、火炮等)十分理想的电源。热电池的工作原理是通过使用电池本身的加热系统把不导电的固态盐类电解质加热熔融成离子型导体，正负极之间形成离子流通电池从而开始工作放电。要使热电池正常工作，必须维持在一定的温度范围内。通常在电池堆体的周围使用一定的绝热材料，控制热量损失，减缓温度下降，使热电池在较长时间内维持一定温度，延长热电池的工作寿命。
[0003]绝热材料是用于热电池中的关键性保温材料，绝热材料的性能优劣直接影响热电池的放电性能和工作寿命。它在电池内部与电池中的固体活性物质直接接触，因此，要求该绝热材料具有良好的耐高温性能(热电池的工作温度通常在400～600℃之间)，并且该绝热材料不与电池中的活性物质起化学反应，其次，要求该绝热材料具有较好的强度，满足热电池装配的要求，由于热电池空间有限，要求用于热电池的绝热材料的厚度应较薄。
[0004]随着科学技术的不断发展，不同应用领域对热电池的要求也在不断地提高(如大功率、小体积、长寿命等)，因此对热电池的绝热材料也提出了更高的要求。气凝胶类绝热材料具有比表面积大、孔隙率高、纳米孔结构分布均匀、导热系数低等优点，但气凝胶类绝热材料强度低，目前还无法单独使用；以无机纤维增强气凝胶复合材料，其强度虽比纯气凝胶材料有较大提高，但仍无法满足热电池的强度使用要求，必须与其他强度较高的无机纤维纸配合使用，才能满足热电池的使用要求。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种具有厚度薄、强度高、灼烧减率低、隔热性能好等特点的热电池用耐高温绝热纸及其制备方法，更好地将无机纤维增强气凝胶复合材料组合使用到热电池中，满足大功率、长寿命热电池的使用要求。
[0006]所述的一种热电池用耐高温绝热纸，其特征在于，其以矿物纤维为原料，按重量份数比，所述原料由以下组分组成：40～75份的石棉纤维，25～60份的硅酸铝纤维，所述原料经打浆处理后，加入绝干纤维总重量1～15％的胶粘剂，再加入绝干纤维总重量5～10％的钛白粉，搅拌均匀后，采用圆网造纸机湿法造纸工艺制造。
[0007]所述的一种热电池用耐高温绝热纸，所述石棉纤维经打浆后，打浆度为30～95
°
SR，纤维湿重为2～20g。
[0008]所述的一种热电池用耐高温绝热纸，其特征在于绝热纸的厚度为0.45～0.55mm，紧度≥0.7g/cm3，纵向抗张强度≥2.5kN/m，横向抗张强度≥1.0kN/m，灼烧减率(600℃，
15min)≤8.0％，导热系数≤0.050w/m
·
k。
[0009]所述的一种热电池用耐高温绝热纸，其特征在于胶粘剂为铝溶胶或硅溶胶。
[0010]所述的一种热电池用耐高温绝热纸，其特征在于钛白粉为锐钛型钛白粉或金红石型钛白粉。
[0011]所述的一种热电池用耐高温绝热纸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0012]1)取重量份数为40～75份的石棉纤维放入已贮有适量水的打浆机中，纤维在水中的质量百分比浓度为2～5％，先下轻刀疏解20min，再下刀打浆至规定的打浆度和纤维湿重时停止打浆；
[0013]2)取重量份数为25～60份的硅酸铝纤维放入已贮有适量水的打浆机中，纤维在水中的质量百分比浓度为2～5％，轻刀打浆3～5min，待纤维在水中分散均匀后停止打浆；
[0014]3)将步骤1)、步骤2)的浆料放入配浆池中，加适量水配至浆料质量百分比浓度为0.4～0.6％，加入绝干纤维总重量1～15％的胶粘剂，再加入绝干纤维总重量5～10％的钛白粉，搅拌均匀后形成混合浆料；
[0015]4)将步骤3)的混合浆料泵送至圆网成型器中，经脱水、成型、压榨、烘干、分切制成热电池用耐高温绝热纸。
[0016]进一步地，本专利技术还限定了胶粘剂为铝溶胶或硅溶胶。
[0017]进一步地，本专利技术还限定了钛白粉为锐钛型钛白粉或金红石型钛白粉。
[0018]通过采用上述技术，相比于现有技术，本专利技术具有如下有益效果：
[0019]1)本专利技术采用石棉纤维、硅酸铝纤维为原料，石棉纤维具有纤维长、在水中易润胀、打浆后易分丝帚化、浆料脱水成型后纤维交织性能好等特点，按限定打浆度和纤维湿重进行打浆处理，抄造至的纸张干强度较高，在生产中可减少胶粘剂的使用量，降低生产成本，在500℃温度条件下可较长时间正常使用)，隔热性能和绝缘性能稳定；且本专利技术采用的硅酸铝纤维具有导热系数低、耐高温、热稳定性好等特点，其耐温可达到1000℃以上，因此，通过采用限定投料比的石棉纤维和硅酸铝纤维为原料制成的绝热纸耐温性能高，导热系数低，具有良好的隔热性能；
[0020]2)本专利技术采用无机胶粘剂铝溶胶或硅溶胶为胶粘剂进行增强，具有吸附性能好、热稳定性好、化学性质稳定等特点，在提高绝热纸抗张强度的同时增加其耐温性能，还具有水溶性，能更好地在浆水体系中分散均匀；
[0021]3)本专利技术采用钛白粉作为填料，是一种白色无机填料，具有良好的耐热性和化学稳定性，加入钛白粉降低了绝热纸的孔径，对绝热纸的耐温性和化学稳定性有一定程度的提高；
[0022]4)本专利技术通过采用无机矿物纤维为原料，采用无机胶粘剂进行增强，添加无机填料，制成100％无机成分的绝热纸，提高了其抗张强度和耐高温性能，降低了其在高温下的灼烧减率，能更好地满足热电池对绝热材料耐温性的要求，得到的绝热纸的厚度为0.45～0.55mm，紧度≥0.7g/cm3，纵向抗张强度≥2.5kN/m，横向抗张强度≥1.0kN/m，灼烧减率(600℃，15min)≤8.0％，导热系数≤0.050w/m
·
k。
具体实施方式
[0023]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。
[0024]实施例1
[0025]1)取70kg的石棉纤维放入已贮有3430kg水的打浆机中，纤维在水中的质量百分比浓度为2％，先下轻刀疏解20min，再下刀打浆至浆料打浆度为30
°
SR，纤维湿重为20g，然后起刀将浆料放入配浆池中；
[0026]2)取30kg的硅酸铝纤维放入已贮有720kg水的打浆机中，纤维在水中的质量百分比浓度为4％，轻刀打浆3～5min，待纤维在水中分散均匀后停止打浆，将浆料放入配浆池中；
[0027]3)在配浆池中加20750kg水配至成浆料质量浓度为0.4％，在配浆池中加入10kg铝溶胶，再加入6kg锐钛型钛白粉，搅拌均匀后形成混合浆料；
[0028]4)将混合浆料泵送至圆网成型器中，经脱水、成型、压榨、烘干、分切制成热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热电池用耐高温绝热纸，其特征在于以石棉纤维和硅酸铝纤维两种矿物纤维为主要原料，按重量份数比，原料具体包括如下组分：40～75份石棉纤维，25～60份硅酸铝纤维，绝干纤维总重量1～15％的胶粘剂及绝干纤维总重量5～10％的钛白粉，其中矿物原料经打浆处理后再加入胶粘剂和钛白粉。2.根据权利要求1所述的一种热电池用耐高温绝热纸，其特征在于绝热纸的厚度为0.45～0.55mm，紧度≥0.7g/cm3，纵向抗张强度≥2.5kN/m，横向抗张强度≥1.0kN/m，灼烧减率(600℃，15min)≤8.0％，导热系数≤0.050w/m
·
k。3.根据权利要求1所述的一种热电池用耐高温绝热纸，其特征在于石棉纤维经打浆后，打浆度为30～95
°
SR，纤维湿重为2～20g。4.根据权利要求1所述的一种热电池用耐高温绝热纸，其特征在于胶粘剂为铝溶胶或硅溶胶。5.根据权利要求1所述的一种热电池用耐高温绝热纸，其特征在于钛白粉为锐钛型钛白粉或金红石型钛白粉。6.一种如权利要求1
...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡晓东，孙其忠，唐宝华，李海洋，李红祝，吴伯超，周裴灿，林献，
申请(专利权)人：龙游鹏辰新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：