一种可机械喷涂型陶瓷化无溶剂防火涂料及其制备方法和应用与流程

本技术属于防火材料，尤其涉及一种可机械喷涂型陶瓷化无溶剂防火涂料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、近年来，新能源汽车在使用过程中因电池热管理问题，安全事故频有发生。其中，由电池充、放电，电池受损等引发的电池热失控问题十分危险，若不能及时抑制个体热失控蔓延，将会引起整包系统起火，甚至爆炸，严重危害驾乘人员的安全。与此同时，随着动力电池系统能量密度不断提升，电池单体的能量越来越多，危险性也增加。作为组成整包系统的媒介，电池模组的安全至关重要。

2、国内外研究的防火涂料是解决汽车动力电池模组热管理的最好方式之一。通过抑制单个模组热失控扩散，阻隔高温传导，一方面能够扼制电动车起火、爆炸发生，另一方面能够为驾乘人员获取更长久的逃生时间。由于我国动力电池专用防火涂料起步相对较晚，虽然市场上隔热防火材料很多，但大多都是建筑用防火涂料，不适用高密度化学锂离子电池，这种防火涂料需同时具备低密度、低导热系数、高耐热冲击能力，且兼顾适用于车间流水线工艺的涂料少之甚少。

3、膨胀型汽车专用防火涂料，集研发和测试于一体，可在不同基材上测试不同的防火涂层解决方案。适用于动力电池包内外壳体、模组、隔层、单元、大大提升模组单体的安全使用性能，且有效阻止模组热失控串烧，为新能源汽车安全保驾护航。

4、现有技术公一开了一种无溶剂厚涂型防火涂料，主要包括：a和b两组分，其中a包括树脂、增强剂、防火填料、成炭剂、催化剂、防沉剂，b组分包括固化剂、固化促进剂、防火填料、发泡剂、防沉剂。该方法采用纤维类增强填料，可能造成粘度大、颗粒粗等现象，不宜机械喷涂批量化施工，容易堵枪，不宜工业化生产。

5、现有技术二公开了一种环氧膨胀型钢结构防火涂料，包括甲组分和乙组分，所述甲组份包括改性环氧树脂、催化剂、成炭剂、阻燃剂、增强纤维、助剂；乙组分包括：固化剂、固化促进剂、发泡剂、流变助剂、增强纤维。该制备方法同样存在添加耐火纤维，造成生产工艺复杂、可喷涂性差的问题。

技术实现思路

1、鉴于此，本技术提供了一种可机械喷涂型陶瓷化无溶剂防火涂料及其制备方法和应用，主要目的是解决防火涂料可喷涂性差、防火性差、炭层强度低的技术问题。

2、一方面，本技术提供了一种可机械喷涂型陶瓷化无溶剂防火涂料，所述防火涂料包括a组分和b组分，以重量份计，

3、a组分包括：环氧树脂100份，活性稀释剂5～15份，膨胀型阻燃剂30～70份，液体含磷阻燃剂15～25份，无机阻燃剂10～30份；

4、b组分包括：固化剂50份，耐火填料115～165份，触变剂5～15份；

5、a组分与b组分的质量混合比为1:1。

6、本技术的可机械喷涂型陶瓷化无溶剂防火涂料是通过添加活性稀释剂和环保型液体阻燃剂，降低产品的粘度，提高产品的可喷涂性，实现车间连续化喷涂施工；同时添加阻燃类填料和陶瓷化填料，在延长耐火时间的同时，形成陶瓷化的炭层，提高炭层强度，从而抵抗热失控的冲击。

7、可选地，a组分包括：环氧树脂100份，活性稀释剂8～13份，膨胀型阻燃剂40～60份，液体含磷阻燃剂18～23份，无机阻燃剂15～25份；

8、b组分包括：固化剂50份，耐火填料125～155份，触变剂8～13份。

9、可选地，在a组分的配方中，活性稀释剂的重量份数可选自5、8、10、12、15份中的任意值或任意两者之间的范围值；膨胀型阻燃剂的重量份数可选自30、40、50、60、70份中的任意值或任意两者之间的范围值；液体含磷阻燃的重量份数选自15、18、20、23、25份中的任意值或任意两者之间的范围值；无机阻燃剂的重量份数选自10、15、20、25、30份中的任意值或任意两者之间的范围值；

10、在b组分的配方中，耐火填料的重量份数选自115、120、125、130、135、140、145、150、155、160、165份中的任意值或任意两者之间的范围值；触变剂的重量份选自5、8、10、12、15份中的任意值或任意两者之间的范围值。

11、可选地，所述环氧树脂的粘度为9000～15000mpa·s，环氧值为0.48～0.54eq/100g。

12、可选地，所述环氧树脂的粘度选自9000、10000、11000、12000、13000、14000、15000mpa·s中的任意值或任意两者之间的范围值；环氧值选自0.48、0.49、0.50、0.51、0.52、0.53、0.54eq/100g中的任意值或任意两者之间的范围值。

13、可选地，所述活性稀释剂选自叔碳酸缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚和异辛基缩水甘油醚中的至少一种；优选新戊二醇二缩水甘油醚。

14、可选地，所述膨胀型阻燃剂选自聚磷酸铵和/或三聚氰胺。

15、可选地，所述聚磷酸铵的聚合度>1000；水溶性<0.1g/100cm3，水25℃。

16、可选地，所述液体含磷阻燃剂选自异丙基化磷酸三苯酯(ippp50)、磷酸三乙酯(tep)和磷酸三(2-氯丙基)酯(tcpp)中的至少一种；优选ippp50；主要起到阻燃和降低粘度的作用。

17、可选地，所述无机阻燃剂选自硼酸钙和/或石膏粉，粒径＜50μm；价格低廉，主要通过加热脱水降低背板温度。

18、可选地，所述固化剂选自聚酰胺类固化剂。

19、可选地，所述聚酰胺类固化剂选自胺值在300～400的低分子聚酰胺。

20、可选地，所述耐火填料选自云母粉、玻璃粉和高岭土中的至少一种，粒径＜50μm。

21、可选地，所述云母粉为湿法绢云母粉；所述玻璃粉的熔点为800～900℃；所述高岭土为煅烧高岭土。

22、可选地，所述触变剂选自有机蒙脱土；代替气硅、降低成本。

23、可选地，所述防火涂料包括a组分，以重量份计：环氧树脂100份，活性稀释剂5～15份，聚磷酸铵20～40份，三聚氰胺10～30份，异丙基化磷酸三苯酯(ippp50)15～25份，硼酸钙5～15份，石膏粉5～15份；将各组分搅拌混合均匀，形成组分a；

24、b组分，以重量份计：固化剂50份，云母粉40～60份，玻璃粉25～35份，高岭土50～70份，触变剂5～15份；将各组分搅拌均匀，形成组分b。

25、第二方面，本技术提供了一种可机械喷涂型陶瓷化无溶剂防火涂料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

26、s1：按a组分的配方，将包含环氧树脂、活性稀释剂、膨胀型阻燃剂、液体含磷阻燃剂和无机阻燃剂的原料混合，得到a组分；

27、s2：按照b组分的配方，将包含固化剂、耐火填料和触变剂的原料混合，得到b组分。

28、s3：将a组分和b组分以质量比1:1混合，得到所述涂料。

29、第三方面，本技术提供了一种可机械喷涂型陶瓷化无溶剂防火涂料的使用方法，包括以下步骤：将a组分和b组分以质量比1:1混合在喷枪中后喷涂使用。

30、可选地，所述防火涂料喷涂前后的粒径均＜100μm。

31、第四方面，本技术提供给了一种可机械喷涂型陶瓷化无溶剂防火涂料在电池、新能源汽车防火涂料中的应用。

32、与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：

33、本技术通过配方设计，制备可机械喷涂型陶瓷化无溶剂环氧防火涂料，克服了传统防火涂料难以车间流水化喷涂的缺陷；同时具有极好的耐火性能，在1300～1400℃火烧30min后基材背板温度≤300℃；且具有极高的炭层强度，在高热通量高冲蚀的火焰作用下不会烧穿及脱落。