一种热响应陶瓷化耐火防爆垫及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种热响应陶瓷化耐火防爆垫及其制备方法，具体为首先将无机纳米纤维、助熔剂超声分散形成均匀的分散液，然后向分散液中加入冷冻粘结剂，经过冷冻干燥获得无机纳米纤维气凝胶；最后依次经过无机纳米纤维气凝胶预浸渍、浸渍有机硅胶、溶剂置换、干燥固化得到热响应陶瓷化耐火防爆垫；该防爆垫能够在低温下利用PDMS弹性体物理和化学交联包裹无机材料三维网络，提供了一定的弹性支撑，从而具有高韧性、优异的抗冲击性，在高温下表面的PDMS会发生裂解生成致密的陶瓷层，能够将内部材料与外部高温火焰和氧气隔绝，从而实现阻燃、耐火的效果，在电池防护、电缆防火、隔热、抗冲击等领域具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电池防护材料制备的，具体涉及一种热响应陶瓷化耐火防爆垫及其制备方法。

技术介绍

1、随着社会经济的发展以及“双碳”目标的提出，以电池系统为主要动力的新能源汽车、大型储能设备、电子设备以及医疗设备的数量越来越多，这对电池系统要求更高的能量密度，随之而来的是电池系统发生燃烧和爆炸的几率逐渐增加，电池系统的燃烧和爆炸会导致整个设备的燃烧和爆炸，损害人类的生命财产安全，严重时会导致人的死亡。2020年发布的三项电动汽车强制性国家标准中《电动汽车用动力蓄电池安全要求》要求电池单体发生热失控之后，电池系统在5分钟内不起火不爆炸，因此，提高电池系统的安全性是非常重要的。

2、目前，在电池阻燃防护方面最常见的材料是无机材料气凝胶，其虽然具有高强度、高阻燃性、高温稳定性等优点，但韧性很差，很难抵抗电池爆炸时所产生的冲击力，而聚合物气凝胶虽然具有高韧性，高弹性，但是其热稳定性很差，通常在400～500℃就会分解，阻燃性能差。近年来，人们发现陶瓷化硅橡胶在常温下保持硅橡胶的基本特性，如抗冲击性、减震性、优异的韧性和回弹性，在高温时转化为无机陶瓷材料，具本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种热响应陶瓷化耐火防爆垫的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

2.根据权利要求1所述的一种热响应陶瓷化耐火防爆垫的制备方法，其特征在于，步骤1中无机纳米纤维为SiO2、TiO2、Si3N4、SiC等纳米纤维；助熔剂为三氧化二硼B2O3、硼酸锌Zn3B2O6、硼酸H3BO3、五氧化二钒V2O5、二氧化硅SiO2中的任意一种；助熔剂与无机纳米纤维的质量比为1:10～1:15，无机纳米纤维与去离子水的质量比为1:10～1:20，超声时间为15～30min，超声功率为200～300W，频率为140～160Hz。

3.根据权利要求1所述的一种热响应陶瓷化耐火...

【技术特征摘要】

1.一种热响应陶瓷化耐火防爆垫的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

2.根据权利要求1所述的一种热响应陶瓷化耐火防爆垫的制备方法，其特征在于，步骤1中无机纳米纤维为sio2、tio2、si3n4、sic等纳米纤维；助熔剂为三氧化二硼b2o3、硼酸锌zn3b2o6、硼酸h3bo3、五氧化二钒v2o5、二氧化硅sio2中的任意一种；助熔剂与无机纳米纤维的质量比为1:10～1:15，无机纳米纤维与去离子水的质量比为1:10～1:20，超声时间为15～30min，超声功率为200～300w，频率为140～160hz。

3.根据权利要求1所述的一种热响应陶瓷化耐火防爆垫的制备方法，其特征在于，步骤2中冷冻粘结剂为聚乙烯醇pva、聚乙烯吡咯烷酮pvp中的任意一种，冷冻粘结剂的质量分数在7wt.％～15wt.％之间，冷冻粘结剂与分散液的质量比为1:20～1:30，水浴温度为50～80℃，搅拌时间为30～60min，冰箱冷藏室温度为0～10℃，冷藏时间为1～3h，冷冻干燥机的冷冻温度为-50～-40℃，冷冻时间为24～48h。

4.根据权利要求1所述的一种热响应陶瓷化耐火防爆垫的制备方法，其特征在于，步骤3中硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的任意一种，有机溶剂为乙二醇、无水乙醇、正丁醇、乙腈、四氢呋喃、二甲基甲酰胺中...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤玉斐，钟欢，唐晨，蒋君毅，叶佳怡，种鹏蛟，汪浩，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：