一种耐射流火冲击绝缘耐高温阻燃涂料及其制备方法和应用与流程

本发明涉及绝缘耐高温阻燃涂料。更具体地，涉及一种耐射流火冲击绝缘耐高温阻燃涂料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、中国新能源汽车在朝着电动化和智能化快速发展的同时，也给新能源汽车的热管理带来了新的机遇和技术变革。预计到2025年，全球新能源汽车的渗透率将超过50％，乘用车热管理市场规模将达到1460亿元，中国预测为767亿元。安全、舒适、节能、绿色、低碳、高性价比的热管理和热舒适乘客体验将成为新能源汽车品牌的核心竞争力。

2、然而，随着新能源汽车的高速发展，“自燃”、“起火”等问题也层出不穷。据不完全统计，2022年国内新能源汽车自燃事故有近100起。频繁发生的安全问题不断挑战着消费者的购车信心和行业发展。为了提高新能源汽车的安全，尤其是高能量密度及长续航里程车辆的安全问题，核心是避免或减少动力电池的热失控问题。

3、目前，新能源汽车领域中使用的热防护材料主要有云母片、气凝胶毡垫、发泡硅胶、陶瓷化硅橡胶、阻燃塑料、防火涂料等。这些材料都可以在一定程度上实现降低热失控危害的作用。然而到目前为止，这些材料还存在如下问题：1)很少有产品能够抵抗更高能量密度电池热失控时在更高温度(比如1300-1500℃)高温射流火的阻燃测试；2)涂层燃烧后形成的涂层机械强度差，容易出现开裂脱落等问题，没办法抵抗射流火的冲击；3)涂层燃烧后稳定性差，进而失去绝缘性能；4)漆膜干膜厚度较高，通常都大于0.5mm，且施工工艺繁琐复杂，多数需要2道以上喷涂工艺才能完成。

技术实现思路

1、基于以上问题，本发明的目的在于提供一种耐射流火冲击绝缘耐高温阻燃涂料及其制备方法和应用，以解决传统新能源汽车锂离子电池用膨胀型阻燃涂料涂膜后，漆膜不耐高温(如1300-1500℃)、漆膜厚度大、漆膜膨胀后炭层机械强度低、附着力差以及绝缘性和隔热性能差等问题。

2、为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

3、一方面，本发明提供一种耐射流火冲击绝缘耐高温阻燃涂料，形成所述涂料的原料中，按质量份计，包含如下组分：

4、有机硅树脂20-50份；

5、颜填料，包含5-45份耐高温填料和10-30份隔热填料；

6、助剂，包含0.05-10份分散剂。

7、进一步地，所述有机硅树脂中r/si含量在1.0-1.8之间，其中，r选自甲基、苯基、乙烯基、苯乙基、氨丙基和戊基中的一种或几种。

8、进一步地，所述有机硅树脂在25℃粘度为50-500cp。

9、进一步地，所述耐高温填料选自二氧化硅、改性膨润土、煅烧高岭土、可膨胀蛭石、海泡石、二氧化钛、珍珠岩、硅灰石、云母粉、碳化硅、碳酸钙、氮化硅、碳化硼、氮化硼、氮化铝、黏土和勃姆石中的一种或几种。

10、进一步地，所述隔热填料选自长石粉、碳纳米管、空心玻纤粉、空心陶瓷微珠、空心玻璃粉、氧化锆、无机硅酸盐纳米管、无机硅酸盐纳米线中的一种或几种。

11、进一步地，所述耐高温填料与隔热填料的质量比为1:1-5:1。

12、进一步地，所述有机硅树脂与耐高温填料和隔热填料的总量的质量比为1:1-1:3.5。

13、进一步地，所述原料中还包含0-25份阻燃剂。

14、进一步地，所述阻燃剂选自氢氧化铝、硼酸锌、氢氧化镁、磷酸盐类阻燃剂、改性磷酸盐类阻燃剂和有机膦酸酯类阻燃剂中的一种或几种。

15、进一步地，所述有机膦酸酯类阻燃剂选自亚磷酸酯和磷酸酯中的一种或几种。

16、进一步地，所述磷酸盐类阻燃剂选自磷酸锌、磷酸铝、焦磷酸铵、磷酸氢二铵和多聚磷酸铵中的一种或几种。

17、进一步地，所述改性磷酸盐类阻燃剂选自采用硅烷偶联剂、三聚氰胺、密胺树脂、环氧树脂中的至少一种对磷酸盐类阻燃剂进行改性得到。

18、进一步地，所述原料中，颜基比为1:1-4:1。

19、进一步地，所述助剂中还包含0-10份消泡剂、0-10份流变助剂。

20、进一步地，所述原料中，还包含0-35份溶剂。

21、进一步地，所述颜填料中还包含0-20份颜料。

22、又一方面，本发明提供如上所述的耐射流火冲击绝缘耐高温阻燃涂料的制备方法，包括如下步骤：

23、将原料各组分混合均匀、研磨至得到的混合液细度≤100μm，即得。

24、又一方面，本发明提供如上所述的耐射流火冲击绝缘耐高温阻燃涂料在电池的涂装中的应用。

25、进一步地，所述电池为动力电池，优选为高能量密度电池。

26、本发明的有益效果如下：

27、本发明中提供的耐射流火冲击绝缘耐高温阻燃涂料中，通过在其原料中选择合适的成膜树脂，综合选择搭配合适的耐高温填料和隔热填料，以及优选地阻燃剂，使得该涂料耐高温性能和隔热性能满足1300-1500℃下的阻燃测试，保证燃烧后涂层的稳定性、阻燃性和绝缘性；进一步地，该涂料涂装后形成的涂层燃烧测试前后具有较高的稳定性，能够抵挡射流火的冲击、且燃烧测试前后涂层的绝缘性能优良；此外，该涂料可实现超薄涂装。例如，干膜厚度为0.15mm时，可以通过一至二次施工的方式实现喷涂，且不会出现大面积喷涂时干膜开裂的问题。

技术特征：

1.一种耐射流火冲击绝缘耐高温阻燃涂料，其特征在于，形成所述涂料的原料中，按质量份计，包含如下组分：

2.根据权利要求1所述的耐射流火冲击绝缘耐高温阻燃涂料，其特征在于，所述有机硅树脂中r/si含量在1.0-1.8之间，其中，r选自甲基、苯基、乙烯基、苯乙基、氨丙基和戊基中的一种或几种；

3.根据权利要求1所述的耐射流火冲击绝缘耐高温阻燃涂料，其特征在于，所述耐高温填料选自二氧化硅、改性膨润土、煅烧高岭土、可膨胀蛭石、海泡石、二氧化钛、珍珠岩、硅灰石、云母粉、碳化硅、碳酸钙、氮化硅、碳化硼、氮化硼、氮化铝、黏土和勃姆石中的一种或几种；和/或

4.根据权利要求1或3所述的耐射流火冲击绝缘耐高温阻燃涂料，其特征在于，所述有机硅树脂与耐高温填料和隔热填料的总量的质量比为1:1-1:3.5。

5.根据权利要求1所述的耐射流火冲击绝缘耐高温阻燃涂料，其特征在于，所述原料中还包含0-25份阻燃剂；

6.根据权利要求1-5任一项所述的耐射流火冲击绝缘耐高温阻燃涂料，其特征在于，所述原料中，颜基比为1:1-4:1。

7.根据权利要求1所述的耐射流火冲击绝缘耐高温阻燃涂料，其特征在于，所述助剂中还包含0-10份消泡剂、0-10份流变助剂；和/或

8.如权利要求1-7任一项所述的耐射流火冲击绝缘耐高温阻燃涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

9.如权利要求1-7任一项所述的耐射流火冲击绝缘耐高温阻燃涂料在电池的涂装中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述电池为动力电池，优选为高能量密度电池。

技术总结本发明公开一种耐射流火冲击绝缘耐高温阻燃涂料及其制备方法和应用。形成所述涂料的原料中，按质量份计，包含如下组分：有机硅树脂20‑50份；颜填料，包含5‑45份耐高温填料和10‑30份隔热填料；助剂，包含0.05‑10份分散剂。该方案很好的解决了传统新能源汽车锂离子电池用膨胀型阻燃涂料不耐高温(如1300‑1500℃高温射流火的阻燃)、膨胀后炭层机械强度低、附着力差、涂膜厚、绝缘隔热性能差等问题。技术研发人员：吕仲菲,尹广军受保护的技术使用者：立邦涂料（中国）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/2