【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及防火产品，尤其涉及一种阻燃隔热发泡陶瓷前体及其制备方法和应用。
技术介绍
1、化学电池在受到外部冲击或其他原因发生短路后，温度急剧升高，会在短时间内释放出大量热量，导致热失控，往往会引发火灾，对人民群众的生命安全和财产安全造成严重威胁，电工设备或电子设备也同样存在因短路诱发火灾的问题。因此，化学电源、电工设备和电子设备往往需要采用合适的阻燃隔热材料来实现热隔离。现有常见的阻燃隔热材料如不燃塑料/橡胶、气凝胶、发泡硅胶等，往往是被动的隔热阻燃，遇到高温情况时隔热效果并不理想，同时塑料、橡胶、硅胶等材料容易被烧坏或烧穿，造成热短路，存在更大的危险。且在以锂电池为代表的化学电池单个电芯容量越来越大的背景下，现有材料已经很难满足阻燃隔热要求。
2、发泡陶瓷由于具有轻质高强、保温隔热、防水防潮、隔音降噪等优良性能，在绿色建材方面被广泛应用。现有的发泡陶瓷，通常是用高岭土、陶瓷砖抛光渣、工业尾矿等硅酸盐矿物为原料，加入一定量的发泡剂，经过混料、喷雾干燥、压制成型、烧结、切割等工艺制备出的多孔陶瓷，主要作为墙体保温材料使用。现有发泡陶瓷的气泡是在陶瓷材料的烧成温度下，利用高温发泡剂材料如碳化硅粉末等，在发泡陶瓷基体中发生氧化反应形成co、co2气体；同时，陶瓷基体在高温下形成具有高粘度的硅酸盐熔体玻璃，将发泡剂产生的气体封闭在熔体内部，造成材料整体膨胀从而获得发泡陶瓷；这种通过高温发泡-烧结形成的发泡陶瓷，具有较好的耐热性和不燃性，但其已经是刚性的陶瓷，主要作为建筑材料使用，如隔断等；而不能作为电池、电子、电工设备的
3、中国专利cn106673588b《一种硫氧镁水泥轻质发泡砖及其制备方法》公开了一种硫氧镁水泥轻质发泡砖，包括：氧化镁、硫酸镁溶液、填充料、第一外加剂、第二外加剂、增强剂、阻燃剂、发泡剂、有机硅憎水剂，其中，第一外加剂为无机酸或无机盐，第二外加剂为有机酸或有机盐，具有良好的保温与阻燃效果，但其为固体材料，不能用于电池、电子、电工设备的阻燃隔热材料起到防火灭火作用，且其阻燃隔热效果仍需进一步提高。
4、因此，开发一种可用于电池、电子、电工设备的阻燃隔热发泡陶瓷前体及其制备方法具有重大意义。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于解决现有技术中发泡陶瓷不能直接作为阻燃隔热材料使用，且其阻燃隔热效果仍需进一步提高的问题提供一种阻燃隔热发泡陶瓷前体，具有优异的阻燃隔热效果，适用于多种化学电源、电工设备、电子设备。
2、本专利技术的另一目的在于提供上述阻燃隔热发泡陶瓷前体的制备方法。
3、本专利技术的另一目的在于提供上述阻燃隔热发泡陶瓷前体的应用。
4、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：
5、一种阻燃隔热发泡陶瓷前体，包括以下质量份组分：硅酸盐20-30份，含硼化合物10-20份，有机酸1-15份，含磷化合物1-20份，发泡剂10-40份，水20-100份。
6、进一步的，所述硅酸盐为钠水玻璃、钾水玻璃、锂水玻璃、偏硅酸钠、偏硅酸钾中的一种或多种。
7、进一步的，所述含硼化合物为硼酸钠、硼酸钾、硼酸镁、硼酸钙、硼酸、氧化硼的一种或多种。
8、进一步的，所述有机酸为甲酸、乙酸、丙酸、乙二酸、丙二酸、丁二酸的一种或多种。
9、进一步的，所述含磷化合物为磷酸、次磷酸、亚磷酸、磷酸钠、偏磷酸钠、次磷酸钠、亚磷酸钠的一种或多种。
10、进一步的，所述发泡剂为氢氧化镁、碱式碳酸镁、氢氧化铝、勃姆石、碳酸钙、碳酸镁、草酸钙、白云石的一种或多种。
11、一种上述任一项所述的阻燃隔热发泡陶瓷前体的制备方法，包括以下步骤：
12、s1.根据质量份称取各组分；
13、s2.将硅酸盐与适量的水混合至硅酸盐充分溶解，搅拌均匀后配置为浆料a；将含硼化合物与适量的水混合至含硼化合物充分溶解，搅拌均匀后配置为浆料b；将浆料a和浆料b混合，搅拌均匀后得到浆料c；
14、s3.将含磷化合物与适量的水混合至含磷化合物充分溶解配置为浆料d，保持搅拌的状态下将浆料d加入到s2所得的浆料c中，加热，得到浆料e；
15、s4.将有机酸与余量的水混合均匀配置为溶液f，在加热保持搅拌的状态下加入到s3所得的浆料e中，得到浆料g；
16、s5.保持搅拌的状态下，将发泡剂粉末加入到s4所得的浆料g中，搅拌均匀后得到最终成品。
17、进一步的，s3所述加热温度为50-100℃。
18、进一步的，s2、s3中所述搅拌速度为30-600rpm、s4、s5中所述的搅拌速度为100-1200rpm。
19、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点及有益效果：
20、(1)本专利技术的阻燃隔热发泡陶瓷前体，通过含有发泡剂的特定组分配比制得，能够主动性防火，在经受加热、高温或者明火的情况下受热分解，释放出水分和二氧化碳大量吸收热源的热量，能在物理隔热的作用之外起到主动降温灭火的作用。
21、(2)本专利技术的阻燃隔热发泡陶瓷前体组分中的硅酸盐、含硼化合物、含磷化合物和有机酸等，在加热到150℃以上时会发生明显的交联反应，形成粘稠的胶态，同时体积迅速增大；在硅酸盐、含硼化合物、含磷化合物和有机酸自身逐渐脱水的过程中，还会与发泡剂分解产生的含有al-o、ca-o、mg-o键的活性氧化物发生反应，形成具有耐高温性质的陶瓷混合物，温度越高，膨胀越明显，并逐渐脱水形成一个内部含有大量气孔的陶瓷化结构，即原位形成发泡陶瓷阻燃层。该发泡陶瓷阻燃层耐火度高，高温隔热效果好，可以经受高温而不会被烧坏，具有优异的阻燃隔热性能。
22、(3)本专利技术的阻燃隔热发泡陶瓷前体是液态，可以采取通过滚涂、喷涂、淋膜等多种方式涂覆在需要保护的部件上，厚度和形状都可以柔性调控，方便施工，可有效应用于化学电源、电工设备、电子设备领域。
23、(4)本专利技术的阻燃隔热发泡陶瓷前体发泡温度低，发泡体积大，一方面可以有效的隔离火源，在密闭空间内，前体陶瓷的体积增大就会使其膨胀挤压火源的空间，能更好的阻断火灾蔓延；另一方面，随着阻燃隔热发泡陶瓷前体发泡体积和厚度增大，将增加热量传输距离，提高了隔热效果。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种阻燃隔热发泡陶瓷前体，其特征在于，包括以下质量份组分：硅酸盐20-30份，含硼化合物10-20份，有机酸1-15份，含磷化合物1-20份，发泡剂10-40份，水20-100份。
2.如权利要求1所述的阻燃隔热发泡陶瓷前体，其特征在于：所述硅酸盐为钠水玻璃、钾水玻璃、锂水玻璃、偏硅酸钠、偏硅酸钾中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的阻燃隔热发泡陶瓷前体，其特征在于：所述含硼化合物为硼酸钠、硼酸钾、硼酸镁、硼酸钙、硼酸、氧化硼的一种或多种。
4.如权利要求1所述的阻燃隔热发泡陶瓷前体，其特征在于：所述有机酸为甲酸、乙酸、丙酸、乙二酸、丙二酸、丁二酸的一种或多种。
5.如权利要求1所述的阻燃隔热发泡陶瓷前体，其特征在于：所述含磷化合物为磷酸、次磷酸、亚磷酸、磷酸钠、偏磷酸钠、次磷酸钠、亚磷酸钠的一种或多种。
6.如权利要求1所述的阻燃隔热发泡陶瓷前体，其特征在于：所述发泡剂为氢氧化镁、碱式碳酸镁、氢氧化铝、勃姆石、碳酸钙、碳酸镁、草酸钙、白云石的一种或多种。
7.一种根据权利要求1-6任一项所述的阻燃隔热
8.如权利要求7所述的阻燃隔热发泡陶瓷前体的制备方法，其特征在于：S3所述加热温度为50-100℃。
9.如权利要求7所述的阻燃隔热发泡陶瓷前体的制备方法，其特征在于：S2、S3中所述搅拌速度为30-600rpm、S4、S5中所述的搅拌速度为100-1200rpm。
...【技术特征摘要】
1.一种阻燃隔热发泡陶瓷前体，其特征在于，包括以下质量份组分：硅酸盐20-30份，含硼化合物10-20份，有机酸1-15份，含磷化合物1-20份，发泡剂10-40份，水20-100份。
2.如权利要求1所述的阻燃隔热发泡陶瓷前体，其特征在于：所述硅酸盐为钠水玻璃、钾水玻璃、锂水玻璃、偏硅酸钠、偏硅酸钾中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的阻燃隔热发泡陶瓷前体，其特征在于：所述含硼化合物为硼酸钠、硼酸钾、硼酸镁、硼酸钙、硼酸、氧化硼的一种或多种。
4.如权利要求1所述的阻燃隔热发泡陶瓷前体，其特征在于：所述有机酸为甲酸、乙酸、丙酸、乙二酸、丙二酸、丁二酸的一种或多种。
5.如权利要求1所述的阻燃隔热发泡陶瓷前体，...
【专利技术属性】
技术研发人员：张力，褚佳岩，
申请(专利权)人：佛山市榕顺新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。