一种新型隔热防护材料及其生产工艺的制作方法

1.本发明属于新能源汽车电池领域，具体涉及一种新型隔热防护材料及其生产工艺。


背景技术：

2.随着绿色经济的发展，新能源汽车越来越普及，而电池作为新能源汽车的重要组成部分，电池的安全性是厂家和车主都十分关注的一个问题，近年来时不时出现因电池热失控而引发的一系列安全事故日益增多。现有降低电池热失控的方案是在电池中安装隔热防护材料，这种传统的隔热防护材料是采用气凝胶来实现的，但气凝胶的缺陷在于隔热性能一般，占比厚度空间大、重量相对较重，在高温环境下失效，耐火焰冲击的能力低，加工成本高，实用功能性还是有所不足。


技术实现要素：

3.针对现有技术所存在上述缺陷，本发明提供了一种新型隔热防护材料及其生产工艺，具体技术方案如下：
4.一种新型隔热防护材料，包括第一隔热防护层、基材层、第二隔热防护层和离型纸层，第一隔热防护层下方粘贴基材层，基材层下方粘贴第二隔热防护层，第二隔热防护层下方粘贴离型纸层。
5.作为本发明一种新型隔热防护材料的一种优选方案，第一隔热防护层和第二隔热防护层的制造成分相同，第一隔热防护层由以下质量百分比的原材料制成：40％～50％的粘结剂、20％～30％的发泡剂、 25％～35％的阻燃剂、0.5％～1.5％的交联剂。
6.作为本发明一种新型隔热防护材料的一种优选方案，所述粘结剂由亚克力树脂、松香树脂、改性氯丁橡胶树脂组成。
7.作为本发明一种新型隔热防护材料的一种优选方案，亚克力树脂占隔热防护材料的质量百分比为27％～32％，松香树脂占隔热防护材料的质量百分比为9％～12％，改性氯丁橡胶树脂占隔热防护材料的质量百分比为4％～6％。
8.作为本发明一种新型隔热防护材料的一种优选方案，所述发泡剂由丙烯酸共聚物、正己烷、异戊烷组成。
9.作为本发明一种新型隔热防护材料的一种优选方案，丙烯酸共聚物占隔热防护材料的质量百分比为14％～17％，正己烷占隔热防护材料的质量百分比为4％～8％，异戊烷占隔热防护材料的质量百分比为 2％～5％。
10.作为本发明一种新型隔热防护材料的一种优选方案，所述阻燃剂为磷氮化合物，所述交联剂为聚异氰酸酯。
11.作为本发明一种新型隔热防护材料的一种优选方案，所述基材层为云母基材或玻璃纤维基材。
12.一种新型隔热防护材料生产工艺，其特征在于，按照以下步骤进行：
①
配料，按照
质量百分比将27％～32％的亚克力树脂、9％～12％的松香树脂、4％～6％的改性氯丁橡胶树脂、14％～17％的丙烯酸共聚物、4％～ 8％的正己烷、2％～5％的异戊烷、25％～35％的阻燃剂、0.5％～1.5％的交联剂初步混合在一起；
13.②
混料，将上述混合料搅拌使其充分混合反应；
14.③
一次涂布，将混合料涂布于离型纸层形成第二隔热防护层；
15.④
一次烘烤成型，将一次涂布后的材料送入烘干箱，第二隔热防护层快速固化，然后粘合基材层一面形成膜材；
16.⑤
二次涂布，将混合料涂布于基材层另一面形成第一隔热防护层；
17.⑥
二次烘烤成型，将二次涂布后的材料送入烘干箱，第一隔热防护层快速固化与粘合基材层形成膜材；
18.⑦
收卷，通过卷筒将膜材收卷方便使用。
19.具体的，步骤
②
中混合料以800～1500转/分钟转速来搅拌混合，步骤
③
中涂布厚度30um～800um、宽度0.6m～1.5m，步骤
④
中烘干温度为80～130摄氏度。
20.有益效果：
21.(1)第一隔热防护层、基材层、第二隔热防护层形成的层状结构设计合理，可根据客户需求及可供解决技术难点，基材层可用玻璃纤维或云母，满足不同需求。
22.(2)第一隔热防护层、第二隔热防护层具有高膨胀、阻燃、耐火焰冲击性能，当新型隔热防护材料在使用时遇到高温，即热失控反应过程中处于高温环境下，隔热防护材料将自动发生膨胀，厚度可增加10-30 倍，通过增加厚度和本身结构的特点，有效的隔离温度传导，在发生热失控之前能够有效的延迟时间，保证电池间或电池组之间相互隔离，延长热蔓延时间或阻隔发生热蔓延，大大提高安全性；
23.(3)第一隔热防护层、第二隔热防护层具有粘贴力强特性，高粘性，能够与金属、塑胶等各种其他材料很好的黏贴一体，安装方便；
24.(4)第一隔热防护层、第二隔热防护层具有极佳的柔韧性，可填充不平整及不规则空间，使用灵活。
附图说明
[0025][0026]
图1是本发明隔热防护材料受热后膨胀的结构演变示意图；
[0027]
图2是本发明隔热防护材料产品性能指标参数表；
[0028]
图3是本发明隔热防护材料进行试验验证的图片。
具体实施方式
[0029]
下面结合附图，对本发明的具体实施方式做进一步说明：
[0030]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0031]
如图1～3所述，一种新型隔热防护材料，包括第一隔热防护层1、基材层2、第二隔
热防护层3和离型纸层4，第一隔热防护层1下方粘贴基材层2，基材层2下方粘贴第二隔热防护层3，第二隔热防护层3下方粘贴离型纸层4，(收卷状态下第一隔热防护层1会粘着离型纸层4)。
[0032]
具体的，第一隔热防护层1和第二隔热防护层3的制造成分相同，第一隔热防护层1由以下质量百分比的原材料制成：40％～50％的粘结剂、20％～30％的发泡剂、25％～35％的阻燃剂、0.5％～1.5％的交联剂，即第二隔热防护层3也由上述原材料制成。
[0033]
隔热防护层实施例1：隔热防护层由以下质量百分比的原材料制成：45％的粘结剂、25％的发泡剂、29％的阻燃剂、1％的交联剂。隔热防护层实施例2：隔热防护层由以下质量百分比的原材料制成：43％的粘结剂、30％的发泡剂、26.9％的阻燃剂、0.7％的交联剂。隔热防护层实施例3：隔热防护层由以下质量百分比的原材料制成：48％的粘结剂、22.5％的发泡剂、28.3％的阻燃剂、1.2％的交联剂。
[0034]
具体的，粘结剂由亚克力树脂、松香树脂、改性氯丁橡胶树脂组成，采用3种树脂的目的是主要是粘结作用，胶水主体分布能够通过这些树脂把下面不同的发泡粉体粘结起来。
[0035]
具体的，亚克力树脂占隔热防护层的质量百分比为27％～32％，松香树脂占隔热防护层的质量百分比为9％～12％，改性氯丁橡胶树脂占隔热防护层的质量百分比为4％～6％。例如，亚克力树脂占隔热防护层的质量百分比为28％，松香树脂占隔热防护层的质量百分比为 10％，改性氯丁橡胶树脂占隔热防护层的质量百分比为5％。例如，亚克力树脂占隔热防护层的质量百分比为30％，松香树脂占隔热防护层的质量百分比为11％，改性氯丁橡胶树脂占隔热防护层的质量百分比为5.5％。例如，亚克力树脂占隔热防护层的质量百分比为31％，松香树脂占隔热防护层的质量百分比为12％，改性氯丁橡胶树脂占隔热防护层的质量百分比为5％。即第一隔热防护层、第二隔热防护层，由以下质量百分比的原材料制成：27％～32％的亚克力树脂、9％～12％的松香树脂、4％～6％的改性氯丁橡胶树脂、20％～30％的发泡剂、25％～35％的阻燃剂、0.5％～1.5％的交联剂。
[0036]
具体的，发泡剂由丙烯酸共聚物、正己烷、异戊烷组成，它们三者之间存在协调作用，以丙烯酸共聚物为基体，正己烷、异戊烷为核心，当受热时发泡产生气孔使隔热防护层整体膨胀，体积变大，厚度可增加10-30倍，通过增加厚度和本身结构的特点，有效的隔离温度传导。
[0037]
具体的，丙烯酸共聚物占隔热防护层的质量百分比为14％～17％，正己烷占隔热防护层的质量百分比为4％～8％，异戊烷占隔热防护层的质量百分比为2％～5％。例如，丙烯酸共聚物占隔热防护层的质量百分比为15％，正己烷占隔热防护层的质量百分比为5％，异戊烷占隔热防护层的质量百分比为3％。例如，丙烯酸共聚物占隔热防护层的质量百分比为16％，正己烷占隔热防护层的质量百分比为7％，异戊烷占隔热防护层的质量百分比为4％。例如，丙烯酸共聚物占隔热防护层的质量百分比为15.5％，正己烷占隔热防护层的质量百分比为 6.5％，异戊烷占隔热防护层的质量百分比为5％。即第一隔热防护层、第二隔热防护层，由以下质量百分比的原材料制成：40％～50％的粘结剂、14％～17％的丙烯酸共聚物、4％～8％的正己烷、2％～5％的异戊烷、25％～35％的阻燃剂、0.5％～1.5％的交联剂。
[0038]
具体的，阻燃剂为磷氮化合物，起到阻燃作用，交联剂为聚异氰酸酯，起固化作用，
另外，基材层为云母基材厚度为0.2mm，云母具有良好的绝缘性能，较高的耐高压性能，不易击穿。基材层为玻璃纤维基材厚度为0.3mm，较低的导热系数和极佳的隔热性能，避免超出保护限值的热量扩散。
[0039]
一种新型隔热防护材料生产工艺，按照以下步骤进行：
[0040]
①
配料，按照质量百分比将27％～32％的亚克力树脂、9％～12％的松香树脂、4％～6％的改性氯丁橡胶树脂、14％～17％的丙烯酸共聚物、4％～ 8％的正己烷、2％～5％的异戊烷、25％～35％的阻燃剂、0.5％～1.5％的交联剂初步混合在一起；
[0041]
②
混料，将上述混合料搅拌使其充分混合反应；
[0042]
③
一次涂布，将混合料涂布于离型纸层形成第二隔热防护层；
[0043]
④
一次烘烤成型，将一次涂布后的材料送入烘干箱，第二隔热防护层快速固化，然后粘合基材层一面形成膜材；
[0044]
⑤
二次涂布，将混合料涂布于基材层另一面形成第一隔热防护层；
[0045]
⑥
二次烘烤成型，将二次涂布后的材料送入烘干箱，第一隔热防护层快速固化与粘合基材层形成膜材；
[0046]
⑦
收卷，通过卷筒将膜材收卷方便使用。
[0047]
具体的，步骤
②
中混合料以800～1500转/分钟转速来搅拌混合，步骤
③
中涂布厚度30um～800um、宽度0.6m～1.5m，步骤
④
中烘干温度为80～130摄氏度。
[0048]
图2是取样厚度为0.25mm、宽幅为1240mm的隔热防护材料分别以云母和玻璃纤维所做检测的产品性能指标表。
[0049]
图3对本多用途隔热防护材料进行实际试验验验证的图片，验证方法：1.使用规格为80x80x0.6mm的铝板(3003)，选取其中一块铝板黏贴温控材料(即隔热防护材料)，另外一块铝板不黏贴；2.使用丙烷火焰(峰值温度～1100℃)对试验样品进行加热；3.记录整个加热过程，并使用红外摄像机(flir t530)读取背面温度读数。得出结论：1.没有隔热防护材料的铝板在15秒内熔化。2.黏贴有隔热防护材料的铝板在火烧实验结束后无变化，涂层在3秒内膨胀并护。3. 隔热防护材料使铝板的峰值温度比无温控材料的铝板降低30％。
[0050]
综上所述，本隔热防护温控材料的优点在于：
[0051]
1、相对于气凝胶，材料比重较轻，占用空间结构小；可为单位体积增加电池密度成为可能；
[0052]
2、适合各种模切工艺，易加工，产能高，无需额外辅助工序；
[0053]
3、可在现有热处理解决方案基础上进行升级，实现多元化贴合，实现防护的多重保护机制；
[0054]
4、自动控制，无需电子传感器，节省成本；
[0055]
5、耐高温、耐冲击、隔热性、柔软性、轻量化、绝缘性等。
[0056]
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。