一种用于电池包的双层叠合阻燃材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于电池包的双层叠合阻燃材料，包括阻燃功能层和预浸料层；所述阻燃功能层是由如下按重量份计的原料制成：双(4

【技术实现步骤摘要】
一种用于电池包的双层叠合阻燃材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及阻燃材料
，尤其涉及一种用于电池包的双层叠合阻燃材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着经济的发展及全球工业化进行的推进，能源问题和环境问题日益突出，成为制约社会进步的主要因素，给地球环境及人们的身体健康造成了严重威胁，人们开始关注清洁新能源装置。新能源汽车电池包作为常见的新能源装置，在新能源汽车中起到至关重要的作用，其供电性能、稳定性和安全性是决定新能源汽车进一步发展和推广的重要因素。
[0003]热固性预浸料模压成型 (Propreg Compression Molding，PCM) 指是采用编织的连续玻璃纤维布，在纤维布上均匀喷涂树脂基体，使两者充分浸润并在一定温度下获取预制件，再将预制件置入预热后的模具进行合模加压获得制件。PCM制品具有力学性能好、密度小、比强度高的优点，在新能源汽车电池包上盖上有非常高的应用前景。然而，普通PCM制品阻燃防火性能不足。现有的阻燃PCM制品在火烧试验时，虽然离火自熄，但是火烧过程中仍然有明火产生，材料本身抵御火焰冲击能力差，在火烧过程中材料塌陷，没有抵挡高温火焰的冲击的能力。
[0004]为了解决上述问题，中国专利文献CN114605837A涉及一种用于电池包的一体成型防火PCM复合材料及其制备方法。该专利技术通过将在防火硅胶中添加羟基硅油和环氧树脂PCM预浸料一体成型，得到的防火PCM复合材料能够抵御高达1300
±
200℃的高温火焰冲击，同时形成隔热层，背面的PCM在整个火烧过程中不产生明火，从使复合材料具有优异的防火、隔热能力；该专利技术整体制备方法简单，原料及工艺成本低，适用于大规模工业生产。然而，其机械力学性能、耐热老化性能和性能稳定性有待进一步提高。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种阻燃防火性能好，机械力学性能和性能稳定性好，使用寿命长的用于电池包的双层叠合阻燃材料及其制备方法。
[0006]为达到以上目的，本专利技术提供一种用于电池包的双层叠合阻燃材料，自上而下依次包括阻燃功能层和预浸料层；所述阻燃功能层是由如下按重量份计的原料制成：双(4
‑
羧基苯基)苯基氧化膦/双端醇羟基硅油缩聚物15
‑
25份、有机硅橡胶80
‑
100份、偶联剂3
‑
5份、硫化剂2
‑
5份、玻璃纤维8
‑
15份、五氧化二磷1
‑
3份、多聚磷酸0.5
‑
0.8份、成瓷填料20
‑
30份；所述预浸料层包括如下按质量份计的组分：树脂基体30
‑
40份、纤维增强材料50
‑
60份；其中树脂基体包括如下质量百分比含量的组分：环氧基超支化聚硼硅氧烷10
‑
20%、双氰胺3
‑
6%、环氧氟橡胶EFR
‑
9051 2
‑
4%、2,4
‑
二氨基
‑6‑
苯基
‑
1,3,5
‑
三嗪3
‑
5%、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸1
‑
3%、环氧乙烯基酯树脂CH
‑
901 10
‑
15%、硅烷偶联剂KH560 1
‑
3%，余量为F
‑
44酚醛环氧树脂。
[0007]优选的，所述双(4
‑
羧基苯基)苯基氧化膦/双端醇羟基硅油缩聚物的制备方法，包
括如下步骤：将双(4
‑
羧基苯基)苯基氧化膦、双端醇羟基硅油、催化剂、溶剂加入到高压反应釜中，用惰性气体置换釜内空气，然后在温度190
‑
200℃、绝压压力20KPa
‑
60KPa的条件下进行酯化反应3
‑
5小时，结束酯化，调压到常压；接着于真空度30
‑
50Pa下，控制温度在235
‑
260℃之间，搅拌反应15
‑
20h，反应结束后冷却至室温，调至常压，出料并在水中沉出，接着用乙醇洗涤沉出的产品4
‑
8次，后旋蒸除去乙醇，得到双(4
‑
羧基苯基)苯基氧化膦/双端醇羟基硅油缩聚物。
[0008]优选的，所述双(4
‑
羧基苯基)苯基氧化膦、双端醇羟基硅油、催化剂、溶剂的摩尔比为1:1:(0.4
‑
0.6):(8
‑
12)。
[0009]所述催化剂选自醋酸钴、醋酸锑、乙二醇锑、乙二醇钛中的一种或几种；所述溶剂为N
‑
甲基吡咯烷酮；所述惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气中的任意一种；所述双端醇羟基硅油为双端醇羟基硅油IOTA2110，数均分子量为2000。
[0010]优选的，所述有机硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶按质量比1:(2
‑
3)混合形成的混合物；所述甲基乙烯基硅橡胶为甲基乙烯基硅橡胶110
‑
2；所述甲基苯基乙烯基硅橡胶为甲基苯基乙烯基硅橡胶IOTA120。
[0011]优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570中的至少一种；所述硫化剂为过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化3,5,5三甲基己酸叔丁酯、过氧化醋酸叔戊酯、1,1
‑
二叔丁基过氧化
‑
3,3,5
‑
三甲基环己烷中的至少一种。
[0012]优选的，所述玻璃纤维为无碱短切玻璃纤维，单丝直径为3
‑
5微米，长度1
‑
3毫米；所述成瓷填料为云母粉、滑石粉、硅灰石粉中的至少一种；所述成瓷填料的粒度为800
‑
1600目。
[0013]优选的，所述环氧基超支化聚硼硅氧烷的来源无特殊要求，在本专利技术的一个实施例中，所述环氧基超支化聚硼硅氧烷为按CN107868252B中实施例1的方法制成。
[0014]优选的，所述纤维增强材料为EC110C型玻璃纤维布，其为四枚缎纹、厚度0.11mm、面重110g/m2。
[0015]本专利技术的另一个目的，在于提供一种所述用于电池包的双层叠合阻燃材料的制备方法，包括如下步骤：步骤S1、 将阻燃功能层中除硫化剂以外的其它原料按重量份混合，得到不含硫化剂的阻燃功能混炼胶；步骤S2、混炼胶在室温下进行开炼并加入硫化剂；步骤S3、将树脂基体各组分按比例混合均匀后，得到混合物料，然后加入到N,N
‑
二甲基甲酰胺中，搅拌均匀后，将基体树脂和纤维增强材料采用溶液浸胶法经连续浸渍、烘干和收卷工序得到预浸料；步骤S4、将经过步骤S2制成的胶料与预浸料贴合，最后放入模具中热压成型得到用于电池包的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电池包的双层叠合阻燃材料，其特征在于，自上而下依次包括阻燃功能层和预浸料层；所述阻燃功能层是由如下按重量份计的原料制成：双(4
‑
羧基苯基)苯基氧化膦/双端醇羟基硅油缩聚物15
‑
25份、有机硅橡胶80
‑
100份、偶联剂3
‑
5份、硫化剂2
‑
5份、玻璃纤维8
‑
15份、五氧化二磷1
‑
3份、多聚磷酸0.5
‑
0.8份、成瓷填料20
‑
30份；所述预浸料层包括如下按质量份计的组分：树脂基体30
‑
40份、纤维增强材料50
‑
60份；其中树脂基体包括如下质量百分比含量的组分：环氧基超支化聚硼硅氧烷10
‑
20%、双氰胺3
‑
6%、环氧氟橡胶EFR
‑
9051 2
‑
4%、2,4
‑
二氨基
‑6‑
苯基
‑
1,3,5
‑
三嗪3
‑
5%、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸1
‑
3%、环氧乙烯基酯树脂CH
‑
901 10
‑
15%、硅烷偶联剂KH560 1
‑
3%，余量为F
‑
44酚醛环氧树脂。2.根据权利要求1所述的用于电池包的双层叠合阻燃材料，其特征在于，所述阻燃材料的在90
°
方向上的剥离强度≥55N/25mm，阻燃性UL
‑
94阻燃等级为V
‑
0级；用1500℃氧乙炔火焰持续灼烧，以阻燃功能层为迎火面，材料整体被烧穿的时间≥62min。3.根据权利要求1所述的用于电池包的双层叠合阻燃材料，其特征在于，所述双(4
‑
羧基苯基)苯基氧化膦/双端醇羟基硅油缩聚物的制备方法，包括如下步骤：将双(4
‑
羧基苯基)苯基氧化膦、双端醇羟基硅油、催化剂、溶剂加入到高压反应釜中，用惰性气体置换釜内空气，然后在温度190
‑
200℃、绝压压力20KPa
‑
60KPa的条件下进行酯化反应3
‑
5小时，结束酯化，调压到常压；接着于真空度30
‑
50Pa下，控制温度在235
‑
260℃之间，搅拌反应15
‑
20h，反应结束后冷却至室温，调至常压，出料并在水中沉出，接着用乙醇洗涤沉出的产品4
‑
8次，后旋蒸除去乙醇，得到双(4
‑
羧基...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁凯，余宏伟，樊燕，刘建壮，
申请(专利权)人：浙江葆润应用材料有限公司，
类型：发明
国别省市：