一种云母纸处理液、储能电池包用防火云母板及其制备方法与流程

专利2025-05-22  25


本技术涉及云母材料的,具体涉及一种云母纸处理液、储能电池包用防火云母板及其制备方法。


背景技术:

1、目前市场上储能电站内部电池包防火阻燃材料主要使用云母板,传统云母板主要用有机硅树脂,将云母纸多层压合而成,从而达到要求厚度,由于云母材料性能受环境影响较大,容易吸潮,无法达到储能电站环境使用要求,无法满足储能电站随着环境老化的要求。


技术实现思路

1、为了提高云母纸的耐老化性能,本技术提供一种云母纸处理液、储能电池包用防火云母板及其制备方法。

2、第一方面,本技术提供一种云母纸处理液,包括处理液a与处理液b;

3、所述处理液a包括以下重量份的组分:耐高温有机硅胶20-30份、氯丁橡胶10-20份、二芳基仲胺5-15份、硅烷偶联剂0.10-0.32份;

4、所述处理液b包括以下重量份的组分:丙烯酸树脂30-40份、氢氧化铝6-12份、二氧化钛8-12份、十六烷基三甲基溴化铵4-6份、偶联剂0.2-0.4份。

5、云母具有较好的耐高温绝缘性。处理液a中耐高温有机硅胶具有十分柔顺的主链,其分子间的作用力较弱,提供合适的粘度,表面张力弱,表面能小,成膜能力强,使得云母板成型后的表观结构良好,且硅胶和氯丁橡胶具有良好的耐热性和耐寒性,化学稳定性好,还具有较高的刚性和韧性,机械强度好,同时可以增加云母体系的韧性。二芳基仲胺具有抗老化的作用,偶联剂提供优良的结合力。处理液b中,氢氧化铝、二氧化钛能够填充处理液b细小颗粒间的孔隙,同时与处理液b中其他物质相互配合,增加体系的粘性和韧性,同时提高云母板的耐老化性。

6、优选地,所述处理液a中,所述二芳基仲胺由重量比为9:1-3的4,4′-双(α,α-二甲基苄基)二苯胺、n-环己基-n-苯基对苯二胺混合组成;所述硅烷偶联剂选自乙烯基硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂、甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂中的任意一种或多种;所述耐高温有机硅胶选自sh-9501、sh-9602、sh-5202s中的一种或多种。

7、优选地,所述处理液b中,所述偶联剂选自γ―氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、巯丙基三乙氧基硅烷、乙二胺丙基三乙氧基硅烷、乙二胺丙基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或多种。

8、优选地,所述处理液b中,所述偶联剂由重量比为1:0.1-0.5的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷与乙二胺丙基甲基二甲氧基硅烷混合组成。

9、优选地,所述处理液a的制备方法为:分别称取相应重量的各原料组分,在搅拌转速≥500rpm的条件下,搅拌≥60min,制备得到所述处理液a。

10、在处理液a的制备方法试验过程中,申请人发现当搅拌速度低于500rpm时,均匀性较差;当搅拌时间低于60min时,均匀性较差。因此,本技术将参数控制为上述范围内。

11、优选地,所述处理液b的制备方法为:分别称取相应重量的各原料组分,放入反应釜中,在温度为50-70℃,搅拌转速≥80rpm的条件下,搅拌≥30min,制备得到所述处理液b。

12、在处理液b的制备方法试验过程中,申请人发现当反应釜温度低于50℃,成膜效果差;当反应釜温度高于70℃,混合液出现固化物;搅拌速度低于80rpm,混合不均匀,涂层不均匀;搅拌时间低于30min,混合不均匀,涂层不均匀。因此,本技术将参数控制为上述范围内。

13、进一步地,所述反应釜的温度为55-65℃。

14、在处理液b的制备方法试验过程中,申请人发现当反应釜温度为50-55℃或者为65-70℃时,制备得到的防火云母板经过老化试验,吸水性较大,为0.39-0.42%,降低了应用性能。因此,本技术将反应釜的温度参数控制为55-65℃范围内。

15、第二方面,本技术提供了一种储能电池包用防火云母板,由上述云母纸处理液对金云母纸进行浸胶处理制备得到。

16、第三方面,本技术提供了上述储能电池包用防火云母板的制备方法,具体包括以下步骤:

17、将金云母纸通过过胶机在所述处理液a中进行浸胶处理,过胶机车速为5-7m/min,金云母纸过胶后使用压机进行热压,得到预处理云母板;所述热压的参数条件为:热压温度为160-200℃,压力为1.8-2.2mpa,热压时间≥20min;

18、通过夹缝涂布的方式在预处理云母板表面涂覆所述处理液b,所述夹缝间隙为0.1±0.02mm,然后经过烘干得到所述储能电池包用防火云母板;所述烘干的参数条件为:分为三区烘干,每区长度为7-9m,烘干时车速为7-10m/min,一区温度为50-60℃,二区温度为100-120℃,三区温度为130-150℃。

19、在防火云母板的制备方法试验过程中,云母板在处理液a中进行浸胶处理过程中,申请人发现:当过胶机车速低于5m/s时,上胶(处理液a)量高,热压时出现气泡;当过胶机车速高于7m/s时,上胶(处理液a)量低,热压后出现分层。当热压温度大于200℃,云母板掉粉;当热压温度低于160℃,云母层之间粘合性差。当压力高于2.2mpa,云母板变形;当压力低于1.8mpa,云母层之间粘合性差。当热压时间低于20min,云母层之间粘合性差。

20、在防火云母板的制备方法试验过程中,云母板在涂覆处理液b的过程中,申请人发现:当车速低于5m/min时,涂层无法固化,当车速高于7m/min时,涂层表面出现气泡。当烘干区一区温度低于50℃时,一区无法烘干胶液内溶剂,一区温度高于60℃时,表面出现气泡;二区温度低于100℃时,涂层液无法固化,二区温度高于120℃时,表面出现气泡;三区温度低于130℃时,表面反粘,三区温度高于150℃时,出现裂纹。

21、优选地,所述热压的参数条件为:热压温度为170-190℃,压力为1.9-2.1mpa,热压时间≥20min。

22、在防火云母板的制备方法试验过程中,云母板在处理液a中进行浸胶处理过程中,申请人发现:当热压温度为160-170℃或者为190-200℃时,云母板经过老化试验后的吸水性较大。当压力为1.8-1.9mpa或者2.1-2.2mpa时,云母板经过老化试验后的吸水性较大。因此,本技术将热压温度和压力参数控制为上述范围内。

23、优选地,所述烘干的参数条件为:分为三区烘干,每区长度为7.5-8.5m,烘干时车速为8-9m/min,一区温度为53-58℃,二区温度为105-115℃,三区温度为135-145℃。

24、在防火云母板的制备方法试验过程中,云母板在涂覆处理液b的过程中,申请人发现:当控制每区长度为7.5-8.5m,烘干时车速为8-9m/min,一区温度为53-58℃,二区温度为105-115℃,三区温度为135-145℃时,云母板经过老化试验后的吸水性较小,即,本技术将烘干的各区温度控制为上述范围,进一步提高了云母板的耐老化性。

25、综上所述,本技术的技术方案具有以下效果:

26、本技术以特定重量份的耐高温有机硅胶、氯丁橡胶、二芳基仲胺、硅烷偶联剂作为处理液a的原料组分,以特定重量份的丙烯酸树脂、氢氧化铝、二氧化钛、十六烷基三甲基溴化铵、偶联剂作为处理液b的原料组分,将金云母纸通过过胶机在上述处理液a中进行浸胶处理,后使用压机进行云母板生产,然后利用防老化涂层(处理液b)通过夹缝涂布的方式在云母板表面涂覆,经过烘干制备涂层,制备得到的防火云母板具有较强的耐电压性、弯曲强度、吸水性低,且耐老化性优异。

27、本技术提供的防火云母板制备方法操作简单,降低了生产成本,通过控制原料的种类及其用量以及制备方法过程中的具体工艺参数,避免了防火云母板成型过程中出现气泡、分层、气孔、脆化、裂纹、掉粉、不平整、出现橘皮等不良现象。

28、本技术通过筛选处理液a中二芳基仲胺的种类以及处理液b中偶联剂的种类,进一步提高了防火云母板的耐老化性能。


技术特征:

1.一种云母纸处理液,其特征在于,包括处理液a与处理液b;

2.根据权利要求1所述的云母纸处理液,其特征在于,所述处理液a中,所述二芳基仲胺由重量比为9:1-3的4,4′-双(α,α-二甲基苄基)二苯胺、n-环己基-n-苯基对苯二胺混合组成;所述硅烷偶联剂选自乙烯基硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂、甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂中的任意一种或多种;所述耐高温有机硅胶选自sh-9501、sh-9602、sh-5202s中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的云母纸处理液,其特征在于,所述处理液b中,所述偶联剂选自γ―氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、巯丙基三乙氧基硅烷、乙二胺丙基三乙氧基硅烷、乙二胺丙基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的云母纸处理液,其特征在于,所述处理液b中,所述偶联剂由重量比为1:0.1-0.5的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷与乙二胺丙基甲基二甲氧基硅烷混合组成。

5.根据权利要求1所述的云母纸处理液,其特征在于,所述处理液a的制备方法为:分别称取相应重量的各原料组分,在搅拌转速≥500rpm的条件下,搅拌≥60min,制备得到所述处理液a。

6.根据权利要求1所述的云母纸处理液,其特征在于,所述处理液b的制备方法为:分别称取相应重量的各原料组分,放入反应釜中,在温度为50-70℃,搅拌转速≥80rpm的条件下,搅拌≥30min,制备得到所述处理液b。

7.一种储能电池包用防火云母板,其特征在于,由权利要求1-6中任一项所述的云母纸处理液对金云母纸进行浸胶处理制备得到。

8.如权利要求7所述储能电池包用防火云母板的制备方法,其特征在于,具体包括以下步骤:

9.根据权利要求8所述储能电池包用防火云母板的制备方法,其特征在于,所述热压的参数条件为:热压温度为170-190℃,压力为1.9-2.1mpa,热压时间≥20min。

10.根据权利要求8所述储能电池包用防火云母板的制备方法,其特征在于,所述烘干的参数条件为:分为三区烘干,每区长度为7.5-8.5m,烘干时车速为8-9m/min,一区温度为53-58℃,二区温度为105-115℃,三区温度为135-145℃。


技术总结
本申请涉及云母材料的技术领域,具体公开了一种云母纸处理液、储能电池包用防火云母板及其制备方法。本申请公开的云母纸处理液,包括处理液A与处理液B;处理液A包括以下重量份的组分:耐高温有机硅胶20‑30份、氯丁橡胶10‑20份、二芳基仲胺5‑15份、硅烷偶联剂0.10‑0.32份;处理液B包括以下重量份的组分:丙烯酸树脂30‑40份、氢氧化铝6‑12份、二氧化钛8‑12份、十六烷基三甲基溴化铵4‑6份、偶联剂0.2‑0.4份。本申请还公开了利用云母纸处理液制备得到的防火云母板。利用本申请的技术方案制备得到的防火云母板具有较强的耐电压性、弯曲强度、吸水性低,且耐老化性优异。

技术研发人员:吴海峰,徐超,赵建虎,张永平,褚光明
受保护的技术使用者:湖南睿达云母新材料有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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