一种电池包用柔性发泡材料及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种电池包用柔性发泡材料及制备方法与应用，涉及柔性发泡材料技术领域。本发明专利技术的柔性发泡材料由丁腈橡胶、氯醋树脂、陶瓷前驱体聚合物、耐火粘土、磷酸酯、氢氧化镁、助熔剂、碳酸氢钠、过氧化二异丙苯、三烯丙基异氰酸酯、润滑剂、防老剂、颜料等原料构成。本发明专利技术的柔性发泡材料在常温下具有优异弹性和柔性，且具备均匀细密的微孔发泡结构，能够为材料提供良好的隔热性能和力学性能，在高温或遇火条件下可形成陶瓷化的具有多孔结构的烧结体，具备更高的防火级别，能够在新能源动力电池领域发挥重要作用。动力电池领域发挥重要作用。

【技术实现步骤摘要】
一种电池包用柔性发泡材料及制备方法


[0001]本专利技术涉及柔性发泡材料
，尤其涉及一种电池包用柔性发泡材料及制备方法与应用。

技术介绍

[0002]发展新能源汽车是我国推动绿色发展的一项重要战略举措。电池包作为新能源汽车的核心动力源，为整车驱动提供电能。电池包内和电芯单元间需要一种具有防火隔热以及缓震抗冲击性能的防护材料。
[0003]作为微孔柔性弹性体发泡材料，橡塑发泡材料在新能源电池领域可以提供绝佳的隔热、缓冲减震、阻燃、密封、支撑等功能，并且可在动力电池包的不同区域位置中使用。基于目前技术，橡塑发泡材料虽然可以达到难燃B1级，但相比不燃A级材料，现有产品仍存在防火级别低的缺点，导致其在新能源电池领域应用受限。另外，普通橡塑发泡材料的密度小于95 kg/m3，相比微发泡材料压缩和拉伸撕裂等物理力学性能欠佳。
[0004]因此，如何提高橡塑发泡材料的弹性和力学性能并使其在高温或遇火条件下具有优异的烧结特性和防火隔热性与加工性能，使其能够用于新能源电池领域以提高新能源电池包的防火性能和隔热安全性是目前亟须解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题，本专利技术提供了一种电池包用柔性发泡材料，该柔性发泡材料在常温下具有优异弹性和柔性，且具备均匀细密的微孔发泡结构，能够为材料提供良好的隔热性能和力学性能，在高温或遇火条件下可形成陶瓷化的具有多孔结构的烧结体，进而具备更高的防火级别。
[0006]本专利技术所述电池包用柔性发泡材料具体包括以下重量份的原料：丁腈橡胶10
‑
25份、氯醋树脂3
‑
10份、陶瓷前驱体聚合物3
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10份、耐火粘土15
‑
35份、磷酸酯5
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15份、氢氧化镁10
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35份、助熔剂1
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5、碳酸氢钠6
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15份、过氧化二异丙苯（DCP）0.3
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1.0份、三烯丙基异氰酸酯（TAIC）0.5
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1.5份、润滑剂0.5
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1.5份、防老剂0.5
‑
1份、颜料0.1
‑
1份。
[0007]进一步地，所述陶瓷前驱体聚合物为聚氮硅烷（PSZ）、聚硅氧烷（PSO）、聚碳硅烷（PCS）、烯丙基聚碳硅烷（AHPCS）或超支化聚碳硅烷（HPCS）。
[0008]进一步地，所述耐火粘土为高铝粘土。
[0009]进一步地，上述高铝粘土的Al2O3含量≥50wt%。
[0010]进一步地，所述磷酸酯为磷酸三异丙基苯酯（IPPP）或磷酸二苯基异癸酯（DPDP）。
[0011]进一步地，所述助熔剂为低熔点玻璃粉、氧化硼和硼酸锌中的一种或几种。
[0012]进一步地，所述低熔点玻璃粉的熔点为390
‑
780℃。
[0013]进一步地，所述碳酸氢钠为超细碳酸氢钠，所述超细碳酸氢钠粒度为3
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10 μm，分解温度为130℃
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190℃，发气量为100
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200 mL/g。
[0014]进一步地，所述润滑剂为硬脂酸锌和聚乙二醇中的一种或两种。
[0015]进一步地，所述润滑剂由硬脂酸锌和聚乙二醇按重量比为1
‑
2：1的比例构成。
[0016]进一步地，所述防老剂为防老剂4020和防老剂A中的一种或两种。
[0017]进一步地，所述颜料为耐温颜料。
[0018]优选的，所述颜料为色素炭黑、氧化铁黑中的一种或两种。
[0019]本专利技术还提供了所述电池包用柔性发泡材料的制备方法，具体包括以下步骤：S1、将磷酸酯、碳酸氢钠混合均匀，以便对碳酸氢钠进行预分散包覆处理得到混合物；S2、向混合物中加入陶瓷前驱体聚合物、助熔剂、DCP、TAIC、润滑剂、防老剂、颜料并混合均匀，得到预分散混合料；S3、将丁腈橡胶密炼；S4、将预分散混合料、氯醋树脂、耐火粘土和氢氧化镁与丁腈橡胶进行混炼；S5、将混炼完成的胶料开炼出条；S6、将胶条喂入带真空排气的挤出机，经挤出模具定型后进入发泡炉进行连续发泡生产，即得柔性发泡材料。
[0020]进一步地，S1中混合时间为5
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20 min，转速为100
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300 r/min。
[0021]进一步地，S2中混合时间为10
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40 min，混合转速为100
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450 r/min。
[0022]进一步地，S3中密炼时间为1
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2 min，密炼转速为15
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35 r/min。
[0023]进一步地，S4中混炼时间为8
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15 min，混炼温度为60℃
‑
100℃。
[0024]进一步地，S5中所述开炼时间为5
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10 min，所述开炼机温度为25℃
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40℃。
[0025]进一步地，S6中所述发泡炉各区温度分别为一区115
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120℃、二区115
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120℃、三区120
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130℃、四区125
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135℃、五区145
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160℃、六区165
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180℃，各区速度分别为一区0.5
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1.0 m/min、二区0.5
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1.0 m/min、三区1.2
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1.6 m/min、四区2.0
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3.0 m/min、五区3.5
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4.5 m/min、六区5.0
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6.0 m/min。
[0026]本专利技术提供所述电池包用柔性发泡材料的应用，具体方法为：作为隔绝材料隔绝新能源电池包内和电芯，提供绝佳的隔热、缓冲减震、阻燃、密封、支撑功能。
[0027]阻燃填充能够使本专利技术的发泡材料在高温或着火时能够吸热、覆盖、中断链反应或释放不燃气体，从而降低材料的可燃性和热释放量，提高阻燃性能；其次是在高温烧结时可形成耐高温相的主要结构。阻燃增塑能够使本专利技术的发泡材料在高温或着火时能够与塑料分子发生化学反应，形成难燃或不燃的化合物，从而降低塑料的可燃性和热释放量，提高阻燃性能；阻燃补强能够使本专利技术的发泡材料在高温或着火时能够增强材料的力学性能和结构稳定性，从而延缓材料的分解和熔滴，提高阻燃性能；阻燃助熔能够使本专利技术的发泡材料在高温或着火时能够迅速融化成液体，并与其他阻燃剂反应形成陶瓷化保护层，从而隔绝空气和热源，提高阻燃性能。
[0028]本专利技术利用阻燃填充、阻燃增塑、阻燃补强以及阻燃助熔多体系之间的协同增效作用，使发泡材料在遇到高温和着火情况下能够迅速形成耐火性能极好的、具有自支撑性的多孔保护层结构，从而阻止火焰和热量向内传播。高温条件下形成的烧结保护层即使在受本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池包用柔性发泡材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：丁腈橡胶10
‑
25份、氯醋树脂3
‑
10份、陶瓷前驱体聚合物3
‑
10份、耐火粘土15
‑
35份、磷酸酯5
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15份、氢氧化镁10
‑
35份、助熔剂1
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5份、碳酸氢钠6
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15份、过氧化二异丙苯0.3
‑
1.0份、三烯丙基异氰酸酯0.5
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1.5份、润滑剂0.5
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1.5份、防老剂0.5
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1份、颜料0.1
‑
1份。2.根据权利要求1所述的一种电池包用柔性发泡材料，其特征在于，所述陶瓷前驱体聚合物为聚氮硅烷、聚硅氧烷、聚碳硅烷、烯丙基聚碳硅烷或超支化聚碳硅烷。3.根据权利要求1所述的一种电池包用柔性发泡材料，其特征在于，所述耐火粘土为高铝粘土。4.根据权利要求1所述的一种电池包用柔性发泡材料，其特征在于，所述磷酸酯为磷酸三异丙基苯酯或磷酸二苯基异癸酯。5.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：高贺勇，郭超，高贺昌，吴华明，何兵，司马阳阳，张建松，
申请(专利权)人：华美节能科技江西有限公司，
类型：发明
国别省市：