本发明专利技术公开了一种耐火隔热聚氨酯微孔橡胶及其制备方法与应用，涉及防火隔热材料技术领域，所述耐火隔热聚氨酯微孔橡胶由A组分和B组分按重量比100:(45~55)制备而成；所述A组分包括以下重量百分比的组分：聚醚多元醇25~40%、聚酯多元醇5~10%、陶瓷化粉15~25%、磷酸镍铝15~25%、阻燃剂12~31%、发泡剂1.5~8.5%、泡沫稳定剂0.5~1.5%、催化剂0.05~0.2%；所述B组分为多亚甲基多苯基多异氰酸酯。本发明专利技术所采用的非膨胀型陶瓷化阻燃方案有利于聚氨酯微孔橡胶的阻燃等级和陶瓷化结构强度的提升和稳定。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及防火隔热材料，具体涉及一种耐火隔热聚氨酯微孔橡胶及其制备方法与应用。
技术介绍
1、锂离子电池以其高能量密度、无记忆效应和循环次数多等特点，逐渐成为新能源汽车的主要动力电池，其中磷酸铁锂电池和三元锂电池成为主流，但其自身稳定性较低，热失控的风险较大。
2、锂离子电池一旦触发热失控，电芯温度就会急剧上升，进而导致压力过大、外壳破裂、自燃起火甚至爆炸等事故，而且锂离子电池的自燃具有燃烧速度快和扑救困难等特点。高镍三元体系热失控的火焰温度能达到甚至超过1200℃，在此温度下可以很快将铝板熔化或者引燃电池包外表涂层，在热失控发生后如何防止热蔓延以及热蔓延后如何防止上千摄氏度的火焰烧穿上盖显得尤为重要。
3、热蔓延的防控方法主要分为主动防控和被动防控。主动防控主要是指通过主动降温的手段降低热蔓延的风险；被动防控主要是通过隔热材料阻隔热量向周围电芯扩散，从而抑制热蔓延的产生。目前电池包被动防控用到的防火隔热材料主要有阻燃泡棉、云母板、气凝胶、陶瓷化硅橡胶和防火涂料等。
4、目前市场上在用的主流隔热材料均存在一定缺陷，如阻燃泡棉（pu、pe、eva等）阻燃隔热性能较差、云母板自身结构较脆易开裂、气凝胶成本较高、陶瓷化硅橡胶密度较高且成瓷过程中易碎、防火涂料对施工工艺要求较高等等。此外，膨胀阻燃体系在阻燃过程中因体积膨胀增加了数倍甚至数十倍，导致结构松散，不利于保护暂未着火的模块；普通陶瓷化聚氨酯泡沫中在受热熔融粘接无机粉体和聚合物残渣后易发生滴落，不利于阻燃等级和陶瓷化强度的提升。
>5、此外，随着gb 38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》中对防火性能要求的进一步提高，需要一种非膨胀阻燃、隔热、耐高温的材料用于防火隔热领域。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种耐火隔热聚氨酯微孔橡胶及其制备方法和应用，通过在橡胶组分中添加磷酸镍铝能够从根源上避免了现有的阻燃聚氨酯材料存在的阻燃性能较差、燃烧过程中结构松散、易碎裂而无法持续阻燃隔热的问题，可以应用于新能源汽车动力电池、汽车内外饰、精密设备仪器等领域。
2、本专利技术所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
3、本专利技术的目的之一是提供一种耐火隔热聚氨酯微孔橡胶，由a组分和b组分按重量比100 : (45~55)制备而成；
4、所述a组分包括以下重量百分比的组分：
5、聚醚多元醇 25~40%
6、聚酯多元醇 5~10%
7、陶瓷化粉 8~18%
8、磷酸镍铝 15~25%
9、阻燃剂 12~31%
10、发泡剂 1.5~8.5%
11、泡沫稳定剂 0.5~1.5%
12、催化剂 0.05~0.2%；
13、所述b组分为多亚甲基多苯基多异氰酸酯。
14、本专利技术的目的之二是提供一种所述耐火隔热聚氨酯微孔橡胶的制备方法，将a组分与b组分按比例充分混合后倒入模具中，熟化，脱模，即可得到耐火隔热聚氨酯微孔橡胶。
15、本专利技术的目的之三是提供所述耐火隔热聚氨酯微孔橡胶在新能源汽车动力电池、汽车内外饰、精密设备仪器中的应用。
16、本专利技术的有益效果是：
17、(1) 本专利技术中，磷酸镍铝因其在受热后一方面磷酸根离子不断发生脱水缩合，最终形成以p-o-p键相连的三维网状结构，在受热时及燃烧过程中产生的残炭等固相物质具有良好的“粘接”性能，规避了使用低熔点玻璃粉时易出现的因低熔点玻璃粉受热熔滴而造成的阻燃性能下降及成瓷性能，有利于聚氨酯微孔橡胶阻燃等级和陶瓷化结构强度的提升和稳定。另一方面，由于镍离子可在阻燃过程中捕捉、催化分解因燃烧产生的自由基，起到气相阻燃的作用，进一步提高体系的阻燃效率，且其静电场强度小于铝离子，使得整个磷酸镍铝体系更加稳定，易于存储和使用。
18、(2) 本专利技术使用的非膨胀型陶瓷化阻燃方案从根源上避免了常规阻燃聚氨酯材料多为膨胀阻燃体系的局限性，即存在阻燃性能较差、燃烧过程中结构松散、易碎裂而无法持续阻燃隔热的问题。
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【技术保护点】
1.一种耐火隔热聚氨酯微孔橡胶，其特征在于：由A组分和B组分按重量比100 : (45~55)制备而成；
2.根据权利要求1所述的耐火隔热聚氨酯微孔橡胶，其特征在于：所述聚醚多元醇是由起始剂分别为山梨醇、甘油和丙二醇的三种聚醚多元醇组成；
3.根据权利要求2所述的耐火隔热聚氨酯微孔橡胶，其特征在于：所述聚醚多元醇是由重量比1 : (0.8~1.2) : (2.5~3.5)的山梨醇起始聚醚多元醇、甘油起始聚醚多元醇和丙二醇起始聚醚多元醇组成。
4.根据权利要求1所述的耐火隔热聚氨酯微孔橡胶，其特征在于：所述陶瓷化粉为云母、高岭土、长石粉、滑石粉、硅灰石粉、硅藻土、粘土类矿物填料、硅酸盐、碳酸盐、磷酸盐、金属氢氧化物中的一种或多种；
5.根据权利要求4所述的耐火隔热聚氨酯微孔橡胶，其特征在于：所述阻燃剂为磷系阻燃剂；
6.根据权利要求1所述的耐火隔热聚氨酯微孔橡胶，其特征在于：所述磷酸镍铝的初熔点为450~550℃，终熔点为1200~1400℃；
7.权利要求1~6任意一项所述的耐火隔热聚氨酯微孔橡胶的制备方法，其特征在于：将A组分与B组分按比例充分混合后倒入模具中，熟化，脱模，即可得到耐火隔热聚氨酯微孔橡胶。
8.根据权利要求7所述的耐火隔热聚氨酯微孔橡胶的制备方法，其特征在于：所述耐火隔热聚氨酯微孔橡胶的密度为0.10~0.35g/cm3。
9.根据权利要求7所述的耐火隔热聚氨酯微孔橡胶的制备方法，其特征在于：所述熟化的温度为25~65℃，时间为30~90min。
10.权利要求1~6任意一项所述的耐火隔热聚氨酯微孔橡胶或通过权利要求7~9任意一项所述的制备方法得到的耐火隔热聚氨酯微孔橡胶在新能源汽车动力电池、汽车内外饰、精密设备仪器中的应用。
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【技术特征摘要】
1.一种耐火隔热聚氨酯微孔橡胶，其特征在于：由a组分和b组分按重量比100 : (45~55)制备而成；
2.根据权利要求1所述的耐火隔热聚氨酯微孔橡胶，其特征在于：所述聚醚多元醇是由起始剂分别为山梨醇、甘油和丙二醇的三种聚醚多元醇组成；
3.根据权利要求2所述的耐火隔热聚氨酯微孔橡胶，其特征在于：所述聚醚多元醇是由重量比1 : (0.8~1.2) : (2.5~3.5)的山梨醇起始聚醚多元醇、甘油起始聚醚多元醇和丙二醇起始聚醚多元醇组成。
4.根据权利要求1所述的耐火隔热聚氨酯微孔橡胶，其特征在于：所述陶瓷化粉为云母、高岭土、长石粉、滑石粉、硅灰石粉、硅藻土、粘土类矿物填料、硅酸盐、碳酸盐、磷酸盐、金属氢氧化物中的一种或多种；
5.根据权利要求4所述的耐火隔热聚氨酯微孔橡胶，其特征在于：所述阻燃剂为磷系阻燃剂；
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈丁丁，蒋学鑫，
申请(专利权)人：蚌埠壹石通聚合物复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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