【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水性阻燃涂料领域，具体地，本专利技术涉及一种水性高效阻燃涂料及其制备方法，以及该水性高效阻燃涂料在气凝胶毡垫上的应用。
技术介绍
1、在双碳政策的驱动下，新能源汽车行业受到了越来越多的关注，而与新能源汽车行业悉悉相关的锂电池安全问题也时刻牵动着整个行业的发展。从新能源汽车安全事故的调查分析发现，起火事故的主要原因是热失控，而引发热失控的主要失效模式有热滥用、电短路或者机械破坏。为了进一步规范并提高锂离子电池的使用安全，国家发布gb 38031-2020《电动汽车用蓄电池安全要求》，要求单体电池发生热失控后，电池系统在5分钟内不起火不爆炸，因此，如何避免单体电池热失控引起的系统热失控就变得尤为重要。
2、气凝胶是世界上最轻的固体，其具有特殊的纳米级孔结构，极低的热导率0.013w/m·k，同时还具有a级阻燃、绝缘、绿色环保等优点，被广泛应用于保温隔热领域。气凝胶通常不能直接使用，现有技术中多将其与有机、无机材料复合制备成气凝胶毡、垫、板、涂料、胶水等形式进行使用。经研究发现，气凝胶毡垫作为热管理材料可以应用于锂离子电池电芯间进行隔热。但对于纤维基气凝胶毡来说，在运输和使用过程中，气凝胶粉很容易从毡垫中逸散出来，污染环境、影响产品性能。为了避免此问题，现有技术中通常采用玻纤布、铝箔布、封装膜(pet、pi)等对毡垫进行封装。但是此种方式工作效率低、人工成本高、不利于大规模生产，且在高强度震动等情况下仍然会有部分气凝胶粉从毡垫中逸散。除此之外，现有技术在用于封装气凝胶毡垫的涂层涂料上也存在着多种问题，如厚度&
3、鉴于以上原因，亟需开发一种固含量高、阻燃性能好、能够较好地应用于气凝胶毡垫涂装的水性涂料，以解决现有水性阻燃涂料领域中面临的问题。
技术实现思路
1、基于以上事实，本专利技术的目的在于提供一种水性高效阻燃涂料，其固含量高、阻燃性能好，可以通过配方调整制备得到具有不同机械性能的产品。其在多种基材预氧丝、玻璃纤维、陶瓷纤维上的附着力良好，能够较好地应用于气凝胶毡垫涂装，能够有效解决气凝胶毡垫容易掉粉的问题，对于厚度>0.5mm的基材涂装后整体可以达到ul94 v-0的要求。本专利技术还涉及上述水性高效阻燃涂料的制备方法和应用。
2、本专利技术的第一方面提供了一种水性高效阻燃涂料，按重量份计，其组分包含：
3、
4、以上各组分的重量总计为100份。
5、水性乳液a
6、在本专利技术的一些实施例中，所述水性乳液a选自丙烯酸树脂、聚酯树脂、氨基树脂、醇酸树脂、环氧树脂、氨基树脂中的一种或几种。作为基体树脂，水性乳液a应具有一定的反应官能团，从而与基材之间产生一定的化学键，提高附着力。所述反应官能团包括但不限于羟基、羧基、环氧基、酯基、酸酐、醛基、酮基、硝基、醚键等含氧官能团，同时，含有含氧官能团的水性乳液a能够在磷酸盐类阻燃剂发挥阻燃作用时提供一定的氧原子，以帮助磷系阻燃剂生成磷氧自由基，更好地发挥阻燃效果。优选地，所述含氧官能团为羟基、羧基中的一种或其组合。
7、水性乳液b
8、在本专利技术的一些实施例中，所述水性乳液b选自环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、有机硅树脂、有机硅改性环氧树脂、有机硅改性聚氨酯、有机硅改性丙烯酸酯中的一种或几种。作为基体树脂，水性乳液b应选自具有一定芳香族基团的具有较高稳定性和成碳率的乳液。
9、阻燃剂
10、在本专利技术的一些实施例中，所述阻燃剂为磷酸盐类及其改性化合物，其无卤环保，具有一定的水解稳定性，化学稳定性和阻燃效率高，不会破坏乳液的稳定性。
11、在本专利技术的一些优选实施例中，所述阻燃剂为多聚磷酸盐；更为优选地，所述阻燃剂选自多聚磷酸铵、改性多聚磷酸铵中的一种或几种。
12、具体地说，所述阻燃剂选自磷酸锌、磷酸铝、焦磷酸铵、磷酸氢二铵、多聚磷酸铵、以及采用硅烷偶联剂、三聚氰胺、密胺树脂、环氧树脂改性的多聚磷酸铵中的一种或几种。
13、助阻燃助剂
14、在本专利技术的一些实施例中，所述助阻燃助剂为可以与磷酸盐类及其改性化合物发挥协同效应的阻燃剂，包括但不限于含氮类化合物、无机类化合物等。
15、具体地说，所述助阻燃助剂选自三聚氰胺、密胺树脂、三聚氰胺磷酸酯、三聚氰胺氰尿酸盐、二氧化硅、膨润土、高岭土、蛭石、海泡石、二氧化钛、珍珠岩、硅灰石、云母粉、长石粉、碳化硅、碳酸钙中的一种或几种。
16、分散剂
17、在本专利技术的一些实施例中，所述分散剂为具有一定锚定基团，可以与体系中的阻燃剂及助阻燃助剂发生一定相互作用从而达到润湿分散及防沉效果，且适合水性体系使用的低分子量和高分子量的阳离子型、阴离子型及双亲型化合物。
18、具体地说，所述分散剂选自聚羧酸钠盐、聚丙烯酸钠盐、聚丙烯酸铵盐、高分子量嵌段共聚物中的一种或几种。
19、成膜助剂
20、在本专利技术的一些实施例中，所述成膜助剂为指能够改善涂料成膜性能的助剂。
21、具体地说，所述成膜助剂选自乙二醇单丙醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、三乙二醇单甲醚、三乙二醇单乙醚、三乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单丙醚、丙二醇单丁醚、丙二醇特丁醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单丙醚、二丙二醇单丁醚、三丙二醇单丁醚、丙二醇甲醚乙酸酯、二丙二醇甲醚乙酸酯、二丙二醇二甲醚、乙二醇苯醚、丙二醇苯醚、二丙酮醇、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸脂中的一种或几种。
22、消泡剂
23、在本专利技术的一些实施例中，所述消泡剂选自聚醚型、矿物油配合型、有机硅化合物、碳氢化合物、表面活性剂、乳液型等类型消泡剂中的一种或几种。
24、交联剂
25、在本专利技术的一些实施例中，所述交联剂选自异氰酸酯类、胺类、酸酐类固化剂中的一种或几种。
26、具体地说，所述交联剂选自甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、脂肪族二铵和多胺、芳香族多胺、顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐中的一种或几种。
27、流变助剂
28、在本专利技术的一些实施例中，所述流变助剂选自有机膨润土、改性聚脲化合物、蓖麻油衍生物、气相二氧化硅、聚烯烃微粒、聚酰胺蜡等中的一种或几种。
29、黑色颜料
30、在本专利技术的一些实施例中，所述黑色颜料为具有一定耐高温特性的无机颜料。
31、具体地说，所述黑色颜料选自铁锰黑、氧化铁黑、石墨中的一种或几种。
32、本专利技术的第二方面提供了一种制备本专利技术第一方面所述水性高效阻燃涂料的方法，主要包括如下步骤：...
【技术保护点】
1.一种水性高效阻燃涂料，按重量份计，其组分包含：
2.根据权利要求1所述的水性高效阻燃涂料，其特征在于，所述水性乳液A选自丙烯酸树脂、聚酯树脂、氨基树脂、醇酸树脂、环氧树脂、氨基树脂中的一种或几种；优选地，所述水性乳液A选自含有含氧官能团的丙烯酸树脂、聚酯树脂、氨基树脂、醇酸树脂、环氧树脂、氨基树脂中的一种或几种，所述含氧官能团包括但不限于羟基、羧基、环氧基、酯基、酸酐、醛基、酮基、硝基、醚键，优选为羟基、羧基中的一种或其组合。
3.根据权利要求1所述的水性高效阻燃涂料，其特征在于，所述水性乳液B选自环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、有机硅树脂、有机硅改性环氧树脂、有机硅改性聚氨酯、有机硅改性丙烯酸酯中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的水性高效阻燃涂料，其特征在于，所述阻燃剂为磷酸盐类及其改性化合物，包括但不限于磷酸锌、磷酸铝、焦磷酸铵、磷酸氢二铵、多聚磷酸铵、以及采用硅烷偶联剂、三聚氰胺、密胺树脂、环氧树脂改性的多聚磷酸铵中的一种或几种；优选地，所述阻燃剂为多聚磷酸盐；更为优选地，所述阻燃剂选自多聚磷酸铵、改性多聚磷酸铵中的一种或几种
5.根据权利要求1所述的水性高效阻燃涂料，其特征在于，所述分散剂选自聚羧酸钠盐、聚丙烯酸钠盐、聚丙烯酸铵盐、高分子量嵌段共聚物中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的水性高效阻燃涂料，其特征在于，所述助阻燃助剂选自三聚氰胺、密胺树脂、三聚氰胺磷酸酯、三聚氰胺氰尿酸盐、二氧化硅、膨润土、高岭土、蛭石、海泡石、二氧化钛、珍珠岩、硅灰石、云母粉、长石粉、碳化硅、碳酸钙中的一种或几种；所述成膜助剂选自乙二醇单丙醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、三乙二醇单甲醚、三乙二醇单乙醚、三乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单丙醚、丙二醇单丁醚、丙二醇特丁醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单丙醚、二丙二醇单丁醚、三丙二醇单丁醚、丙二醇甲醚乙酸酯、二丙二醇甲醚乙酸酯、二丙二醇二甲醚、乙二醇苯醚、丙二醇苯醚、二丙酮醇、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸脂中的一种或几种；所述流变助剂选自有机膨润土、改性聚脲化合物、蓖麻油衍生物、气相二氧化硅、聚烯烃微粒、聚酰胺蜡等中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的水性高效阻燃涂料，其特征在于，所述消泡剂选自聚醚型、矿物油配合型、有机硅化合物、碳氢化合物、表面活性剂、乳液型等类型消泡剂中的一种或几种；所述交联剂选自甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、脂肪族二铵和多胺、芳香族多胺、顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐中的一种或几种；所述黑色颜料选自铁锰黑、氧化铁黑、石墨中的一种或几种。
8.一种根据权利要求1-7任意一项所述的水性高效阻燃涂料的制备方法，包括如下步骤：
9.一种气凝胶毡垫，其特征在于，表面涂布有权利要求1-7任意一项所述的水性高效阻燃涂料。
10.一种根据权利要求9所述的气凝胶毡垫的表面涂布方法，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种水性高效阻燃涂料，按重量份计，其组分包含：
2.根据权利要求1所述的水性高效阻燃涂料，其特征在于，所述水性乳液a选自丙烯酸树脂、聚酯树脂、氨基树脂、醇酸树脂、环氧树脂、氨基树脂中的一种或几种；优选地，所述水性乳液a选自含有含氧官能团的丙烯酸树脂、聚酯树脂、氨基树脂、醇酸树脂、环氧树脂、氨基树脂中的一种或几种，所述含氧官能团包括但不限于羟基、羧基、环氧基、酯基、酸酐、醛基、酮基、硝基、醚键，优选为羟基、羧基中的一种或其组合。
3.根据权利要求1所述的水性高效阻燃涂料，其特征在于，所述水性乳液b选自环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、有机硅树脂、有机硅改性环氧树脂、有机硅改性聚氨酯、有机硅改性丙烯酸酯中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的水性高效阻燃涂料，其特征在于，所述阻燃剂为磷酸盐类及其改性化合物，包括但不限于磷酸锌、磷酸铝、焦磷酸铵、磷酸氢二铵、多聚磷酸铵、以及采用硅烷偶联剂、三聚氰胺、密胺树脂、环氧树脂改性的多聚磷酸铵中的一种或几种；优选地，所述阻燃剂为多聚磷酸盐；更为优选地，所述阻燃剂选自多聚磷酸铵、改性多聚磷酸铵中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的水性高效阻燃涂料，其特征在于，所述分散剂选自聚羧酸钠盐、聚丙烯酸钠盐、聚丙烯酸铵盐、高分子量嵌段共聚物中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的水性高效阻燃涂料，其特征在于，所述助阻燃助剂选自三聚氰胺、密胺树脂、三聚氰胺磷酸酯、三聚氰胺氰尿酸盐、二氧化硅、膨润土、高岭土、蛭...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕仲菲，尹广军，
申请(专利权)人：立邦涂料中国有限公司，
类型：发明
国别省市：
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