一种液态硅胶阻燃防水泡棉的制作方法

1.本发明涉及功能材料技术领域，更具体地说，是涉及一种液态硅胶阻燃防水泡棉。


背景技术：

2.液态硅胶又名液体硅胶，是相对固体高温硫化硅橡胶来说的，其为液体胶，具有优异的抗撕裂程度、回弹性、抗变黄性、热稳定性、耐热抗老化性等。发泡硅胶也叫做加成型硅胶，为白色硫化后成为柔软的弹性材料，是一种环保型材料，无毒无味，安全卫生，其具有优良的化学稳定性，耐水、耐气候老化、无毒无味、线收缩率低。现有技术存在利用液态硅胶制成发泡硅胶，即液态硅胶泡棉，相对于固态硅胶泡棉，液态硅胶泡棉均匀度高，形成的泡孔更为细致与均匀，体现为物理性质，液态硅胶泡棉的回弹性、密封性、伸长率等均较固态硅胶泡棉更佳。
3.在液态硅胶泡棉的推广应用中，其中一种最为广泛的应用为制作动力电池包。液态硅胶泡棉具有耐高低温、防水阻燃、高性能密封等性能，能够起到抗震、阻燃、隔热等作用，能够在复杂的环境中发挥自身性能。
4.液态硅胶泡棉的制备包括设备制造的物理法及进行高分子工艺改性的化学法加工制成，这样制成的液态硅胶泡棉会因制备过程的温度控制、用料控制等造成成品的性质差异，现有技术的液态硅胶泡棉回弹性较差，阻燃性无法达到v0级别，无法适应进一步的复杂的工作环境。


技术实现要素：

5.为了克服现有液态硅胶泡棉回弹性与阻燃性不足的缺陷，本发明提供一种液态硅胶阻燃防水泡棉，通过高分子化学法的调和工艺改善液态硅胶泡棉的回弹性与隔热性，从而达到更高的阻燃效果，能够方便简洁地令制成的新能源电池包密封性更好、阻燃性更强，使用过程更为安全。
6.本发明技术方案如下所述：一种液态硅胶阻燃防水泡棉，制备a胶与b胶，将所述a胶与所述b胶形成混合胶注入压延机中，所述压延机的另一端设置pet膜穿过隧道炉达到牵引机构，所述混合胶经所述压延机压覆在所述pet膜表面，成品经烤箱加热后成型。
7.所述a胶由乙烯基硅油基础胶、铝粉、硅油及铂金水混合搅拌形成，所述b胶由乙烯基硅橡胶、含氢硅油、延时剂及硅胶色粉混合搅拌形成。
8.所述乙烯基硅油基础胶由二甲乙烯基硅油、硅烷、蒸馏水及四甲乙烯基硅油混合、搅拌、捏合形成。
9.所述二甲乙烯基硅油由硅胶粘稠剂与硅胶乙烯助剂反应形成。
10.硅烷即硅与氢的化合物，是一系列化合物的总称，包括甲硅烷、乙硅烷和一些更高级的硅氢化合物。
11.上述的一种液态硅胶阻燃防水泡棉，构成所述a胶的组分重量比关系为：
乙烯基硅油基础胶：铝粉：浓度70%的硅油：铂含量1%的铂金水=100：160：4：1。
12.上述的一种液态硅胶阻燃防水泡棉，构成所述b胶的组分重量比关系为：乙烯基107硅橡胶：含氢硅油：延时剂：硅胶色粉=3：4：0.1：0.05。
13.上述的一种液态硅胶阻燃防水泡棉，所述乙烯基硅油基础胶的制备过程包括步骤a1.在捏合机中加入所述二甲乙烯基硅油、所述硅烷、所述蒸馏水及所述四甲乙烯基硅油，不断搅拌30分钟；步骤a2.加入气相法二氧化硅后继续搅拌4小时；步骤a3.提升温度至120摄氏度，继续不断搅拌4小时；步骤a4.提升温度至150摄氏度，同时抽取捏合机内空气直至真空。
14.上述的一种液态硅胶阻燃防水泡棉，构成所述乙烯基硅油基础胶的组分重量比关系为：二甲乙烯基硅油：硅烷：蒸馏水：四甲乙烯基硅油=250：20：5：1。
15.上述的一种液态硅胶阻燃防水泡棉，所述乙烯基硅油基础胶的制备过程包括：步骤b1.在反应釜中加入二甲基硅氧烷混合环体，令反应釜内油料的温度尽量稳定在40摄氏度，反应温度浮动后通过温控器自动调整，令反应釜保持在40摄氏度；步骤b2.开启真空氮气冷水塔，对步骤b1内的物质进行脱低处理；步骤b3.关闭所述真空氮气冷水塔，设置反应釜内温度范围为130摄氏度，反应温度浮动后通过温控器自动调整，令反应釜保持在130摄氏度；步骤b4，在搅拌过程中加所述硅胶粘稠剂，提升反应釜内温度值80摄氏度，再加入所述硅胶乙烯助剂，聚合反应3小时；步骤b5.继续提升反应釜温度，升温范围为130-180摄氏度，搅拌2.5小时；步骤b6.抽取反应釜中空气至真空，抽取空气的维持真空时间为4小时。
16.上述的一种液态硅胶阻燃防水泡棉，构成所述硅胶粘稠剂的组分重量比关系为：二甲基硅氧烷混合环体：四甲基氢氧化氨=3000：75。
17.上述的一种液态硅胶阻燃防水泡棉，所述硅胶粘稠剂的制备过程包括：步骤c1.在反应釜内加入所述硅胶粘稠剂的原料，反应釜内抽取真空，加热温度为50-60摄氏度，持续1小时；步骤c2.升温至80摄氏度，反应温度浮动后通过温控器自动调整，令反应釜保持在80摄氏度，持续时间2-2.5小时。；步骤c3.向反应釜内通入氮气，维持反应釜内温度为80摄氏度，持续时间0.5小时。
18.上述的一种液态硅胶阻燃防水泡棉，构成所述硅胶乙烯助剂的组分包括二甲基硅氧烷混合环体、双封头及离子交换树脂，将所述二甲基硅氧烷混合环体、所述双封头及所述离子交换树脂加入反应釜中，加热搅拌形成所述硅胶乙烯助剂。
19.进一步的，构成所述硅胶乙烯助剂的组分重量比关系为：二甲基硅氧烷混合环体：双封头：离子交换树脂=25：6000：1280。
20.上述的一种液态硅胶阻燃防水泡棉，所述铂金水的制备过程包括：步骤d1.在反应釜中加入所述铂金水的原料混合，加热反应釜至80摄氏度，上下浮动温度为
±
5摄氏度；步骤d2.取出反应釜内物质，设置多层过滤纸，将步骤d1中的混合物经过滤纸过滤
后冷却；步骤d3.将步骤d2过滤后物质转移至三口烧瓶中，加热脱低，加热温度为40摄氏度，直至三口烧瓶内物质重量降低到所需重量后停止加热。
21.上述的一种液态硅胶阻燃防水泡棉，构成所述铂金水的原料包括：碳酸氢钠：铂金：双封头：异丙醇=20：340：133：68。
22.根据上述方案的本发明，其有益效果在于，本发明提供了本发明提供一种液态硅胶阻燃防水泡棉，其阻燃性在94v-0级别以上，密度200-900kg/m3，使用温度在-55-250摄氏度之间，产品质量稳定，可发挥物质含量低。
23.1.本发明加入大量铝粉，作为加入重量最高的单一组分，铝可用于高温环境下的热隔离，主要是隔断高温热辐射，且铝自身的熔点较高，耐热性较高，在制备过程中加入纳米铝粉，通过液态硅胶的混合与搅拌，在成型过程中，配合液态硅胶泡孔均匀的特点，使得铝粉掺杂的程度更为均匀，以达到更优异的隔热效果，提高成品阻燃能力。
24.2.本发明为a胶与b胶混合制备，即羟基基团与含氢化物、乙烯基与氢化物的反应是在a胶与b胶混合后进行，是在压延机中进行的即时反应，反应后即刻通过压延机压覆在pet膜表面并快速定型，整体过程快速，能够充分利用氢气制成形成的泡孔，令泡孔结构稳定、坚挺，有利于提高液态硅胶泡棉的回弹性。
25.3.本发明同时使用二甲乙烯基硅油与四甲乙烯基硅油两种乙烯基硅油，二者进行互补，通过四甲乙烯基硅油对二甲乙烯基硅油进行补强，辅助控制二甲乙烯基硅油的成型结构，提高混合硅油整体的耐老化性，令二甲乙烯基硅油的改性更加优良，提高产品稳定性，降低挥发物质含量，除此之外，通过调整四甲乙烯基硅油的用量，或者说二甲乙烯基硅油与四甲乙烯基硅油二者的比例，能够适应客户不同粘性规格与挥发要求，制成各种不同性质的成品。
26.4.本发明加入离子交换树脂，使得形成的混合胶包含一定量的离子液体，离子液体交联后成孔结构丰富，具有较高的微孔比表面积，加入离子交换树脂有利于提高成孔率，从而增加成品回弹性能，同时离子液体具有高粘度的物理特点，通常在其常用反应气体分离的技术领域是个困扰，但在本发明中能够很好地适配液态硅胶的粘性需求，有利于产生气体时的包裹，保留气体的存在，令泡孔成型更为坚挺，同时高粘度也有利于液态硅胶的粘度控制与增强。
27.5.本发明在制备搅拌液态硅胶的过程中，为调控液态硅胶的粘度，采用升温——稳定搅拌——再升温，还有保温抽真空，还有保温通气等制作工艺，通过温控将液态硅胶的粘度上升至最大，再升温后破坏粘度结构，将液态硅胶的粘度降低至需求值，此外，还通过控制与空气、氮气等气体的接触、溶解，令液态硅胶的粘度、化学改性达到需求值，对于不同环境下发生不同性质的化学物质而言，制作工艺的影响非常大，故而能够令产品达到所需的性质。
具体实施方式
28.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
29.一种液态硅胶阻燃防水泡棉，制备a胶与b胶形成混合胶后注入压延机中，将pet膜穿过隧道炉后达到牵引机，经压延机压合，使得混合胶在pet膜上形成层状体，经烤箱加热后成型。
30.其中，a胶与b胶的混合质量比为1:1。烤箱温度范围为150-200摄氏度。
31.在a胶与b胶混合之前，分别将a胶与b胶放置在压料机中，在压料机的压力作用下经过过滤网，实现过滤，除杂。
32.a胶的原料为：100kg基础胶，160kg铝粉，浓度70%的硅油，铂含量1%的铂金水。
33.在行星搅拌机中混合上述所有的a胶原料，不断搅拌2个小时，形成a胶。
34.b胶的原料为：乙烯基107硅橡胶、含氢硅油、延时剂及硅胶色粉，质量比分别为乙烯基107硅橡胶：含氢硅油：延时剂：硅胶色粉=3：4：0.1：0.05。
35.根据比例在行星搅拌机中混合上述所有的b胶原料，不断搅拌0.5小时，形成b胶。
36.基础胶的原料为：250kg二甲乙烯基硅油，20kg硅烷，5kg蒸馏水，1kg四甲乙烯基硅油。
37.基础胶的制备过程包括：步骤a1.在捏合机中加入上述基础胶的原料，不断搅拌30分钟。
38.步骤a2.加入气相法二氧化硅后继续搅拌4小时。
39.步骤a3.提升温度至120摄氏度，继续不断搅拌4小时。
40.步骤a4.提升温度至150摄氏度，同时抽取捏合机内空气直至真空。
41.最终形成的基础胶成品出料至行星搅拌机，以制备a胶。
42.其中，二甲乙烯基硅油的制备原料包括硅胶粘稠剂与硅胶乙烯助剂，其中，硅胶粘稠剂7.38kg，硅胶乙烯助剂2.1kg，制备过程包括：步骤b1.在反应釜中加入300kg二甲基硅氧烷混合环体，令反应釜内油料的温度尽量稳定在40摄氏度，反应温度浮动后通过温控器自动调整，令反应釜保持在40摄氏度。
43.步骤b2.开启真空氮气冷水塔，对步骤b1内的物质进行脱低处理。
44.步骤b3.关闭真空氮气冷水塔，设置反应釜内温度范围为130摄氏度，反应温度浮动后通过温控器自动调整，令反应釜保持在130摄氏度。
45.步骤b4，在搅拌过程中加入基础胶原料中的硅胶粘稠剂7.38kg，提升反应釜内温度值80摄氏度，再加入硅胶乙烯助剂2.1kg，聚合反应3小时。
46.步骤b5.继续提升反应釜温度，升温范围为130-180摄氏度，搅拌2.5小时。
47.步骤b6.抽取反应釜中空气至真空，抽取空气的维持真空时间为4小时。
48.其中，硅胶粘稠剂的原料为：二甲基硅氧烷混合环体3kg，四甲基氢氧化氨75g。
49.硅胶粘稠剂的制备过程包括：步骤c1.在反应釜内加入上述硅胶粘稠剂的原料，反应釜内抽取真空，加热温度为50-60摄氏度，持续1小时。
50.步骤c2.升温至80摄氏度，反应温度浮动后通过温控器自动调整，令反应釜保持在80摄氏度，待反应釜内物料变得更为粘稠，持续时间2-2.5小时。在温度维持过程中，反应釜内物质的粘度逐渐提升，大约需要持续2-2.5小时达到最高粘度。
51.步骤c3.向反应釜内通入氮气，维持反应釜内温度为80摄氏度，持续时间0.5小时。在该过程中，物料粘度逐渐下降，颜色也变成半透明状，0.5小时出料后要密封保存。
52.硅胶乙烯助剂的原料为：二甲基硅氧烷混合环体2.5g，双封头600g，离子交换树脂128g。
53.在反应釜中加入上述硅胶乙烯助剂的原料，保持温度维持在50-60摄氏度范围内，持续4小时搅拌形成硅胶乙烯助剂。
54.制备铂金水的原料为：碳酸氢钠133g，铂金20g，双封头340g，异丙醇68g。
55.铂金水的制备过程包括：步骤d1.在反应釜中加入上述铂金水的原料混合，加热反应釜至80摄氏度，上下浮动温度为
±
5摄氏度。
56.步骤d2.取出反应釜内物质，设置两层过滤纸，将步骤d1中的混合物经过滤纸过滤后冷却。
57.步骤d3.将过滤后物质转移至三口烧瓶中，加热脱低，加热温度为40摄氏度，不得超过45摄氏度，直至三口烧瓶内物质重量降低到150g停止。
58.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。