CN106366665A - 一种耐火聚硅氧烷组合物及其用途 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐火聚硅氧烷组合物及其用途，该组合物包含：聚硅氧烷基体100‑150份；氧化物40‑90份；磷酸和/或磷酸盐0‑75份；硼酸锌0‑18份；催化剂0‑1份；过氧化物交联剂1‑3份；增强剂0‑28份；上述的催化剂选择含铑化合物、含铂化合物或含铱化合物中的任意一种或它们的混合物。本发明简化了生产工艺，大幅度节约了能源；本发明提供的耐火聚硅氧烷组合物具有绝缘、填充、隔氧、隔火、隔温、阻燃、防火、耐火性能，主要应用到新能源电动汽车上，可以大幅度降低新能源汽车着火所造成的损失，还可用于制作电缆的绝缘体或填充体或隔氧体或耐火体或内护层，以及飞行器、舰船、高铁、建筑的隔热、隔温、防火、保温等材料，具有非常好的应用前景。

Description

一种耐火聚硅氧烷组合物及其用途

技术领域

本发明涉及一种耐火高分子材料，具体来说，涉及一种耐火阻燃聚硅氧烷组合物，其用于新能源电池电芯模块耐火、阻燃、隔温、隔热、挡火和电缆绝缘、耐火、阻燃、隔温、隔热、挡火。

背景技术

现有的新能源电池电芯模块、电缆均是采用橡胶、硅橡胶和塑料作为基材，橡胶、硅橡胶和塑料作为基材用于电池电芯、电缆在火灾情况下不能起到隔温、隔热、隔火、挡火的作用，不能阻止火的蔓延。

因此，亟需开发一种具有绝缘、填充、隔氧、隔火、隔温、阻燃、防火、耐火性能的材料，用于新能源电池电芯模块以及电缆内部的绝缘层、隔氧层、内护层以及耐火层。

发明内容

本发明的目的是提供一种遇到350℃以上的高温或火灾的情况下可以转变成坚硬的、具有自支撑的耐火阻燃聚硅氧烷组合物，其可以起到绝缘、填充、隔氧、隔火、隔温、阻燃、防火、耐火的作用。

为达到上述目的，本发明提供了一种耐火聚硅氧烷组合物，该组合物包含(以重量份数计)：

聚硅氧烷基体 100-150份；

氧化物 40-90份；

磷酸和/或磷酸盐 0-75份；

硼酸锌 0-18份；

催化剂 0-1份；

过氧化物交联剂 1-3份；

增强剂 0-28份；

所述的聚硅氧烷基体选择至少一种选自以下组的化合物：甲基硅油、乙基硅油、甲基乙烯基硅油、甲基羟基硅油、107胶、苯基硅油、甲基含氢硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油、甲基乙氧基硅油、甲基三氟丙基硅油、乙基含氢硅油、羟基含氢硅油；

所述的催化剂选择含铑化合物、含铂化合物或含铱化合物中的任意一种或它们的混合物。催化剂在火灾的时候遇到火促进本发明的耐火聚硅氧烷组合物转化成坚硬的类陶瓷支撑物。

在350度以上的高温或火焰的情况下，所述的磷酸和/或磷酸钠盐(作为核心成瓷材料之一)和聚硅氧烷基体、氧化物具有协同作用，在催化剂的作用下，转化为坚硬支撑物——形成陶瓷，起到耐火作用。

上述的耐火聚硅氧烷组合物，其中，所述的氧化物作为核心成瓷材料之一，主要起耐火作用，选择至少一种选自以下组的化合物：氧化锌、氧化镁、氧化钡、氧化锡、氧化铈、氧化钛、氧化硅、氧化锆、氧化钙的氧化物，以及在受热时转化成的这些氧化物的化合物。

上述的耐火聚硅氧烷组合物，其中，所述的催化剂选择铑-乙氧基硅氧烷络合物。

上述的耐火聚硅氧烷组合物，其中，所述的催化剂选择铑-1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷络合物。

上述的耐火聚硅氧烷组合物，其中，所述的增强剂用于提高耐火聚硅氧烷组合物的机械强度(如果附着在织物上就不需要增强剂)，选择至少一种选自以下组的纤维或织物：碳纤维、碳纤维布、玻璃纤维、玻璃纤维布、尼龙纤维、尼龙纤维布、聚酯纤维及聚酯纤维布。

上述的耐火聚硅氧烷组合物，其中，所述的过氧化物交联剂使得本发明的耐火聚硅氧烷组合物在一定的时间和温度下，交联成具有弹性的固体，选择过氧化二苯甲酰、过氧化双(2,4-二氯苯甲酰基)、过氧化二异丙苯基及2,5-双(叔丁基过氧化基)-2,5-二甲基已烷中的任意一种。

本发明还提供了一种根据上述的耐火聚硅氧烷组合物用于耐火防火组合片材的用途，该耐火聚硅氧烷组合物用于制作新能源动力锂电池隔板，在遇到350℃以上的高温或火灾的情况下可以转变成坚硬的、具有自支撑且具有耐火性和阻燃性。

本发明还提供了一种根据上述的耐火聚硅氧烷组合物用于电缆的用途，该耐火聚硅氧烷组合物用于制作电缆的绝缘体或填充体或隔氧体或耐火体或内护层，在遇到350℃以上的高温或火灾的情况下可以转变成坚硬的、具有自支撑且具有耐火性和阻燃性。

包含了本发明的耐火聚硅氧烷组合物的耐火防火组合片材或电缆，在350℃以上的高温或火灾的情况下，在催化剂的作用下，氧化物、磷酸盐、磷酸、硼酸锌(协同成瓷材料之一)、聚硅氧烷(硅油、107胶等)烧后残余物二氧化硅，就转化成了新的无机物的坚硬的晶体组合物，和陶瓷的成分相同，形成了陶瓷的坚硬的支撑壳体，起到非常好的挡火、隔火、隔温、隔热和耐火的作用。

本发明改进了以往使用的基材(硅橡胶)的不足，简化了生产工艺，大幅度节约了能源；同时扩大其应用领域，可以应用到新能源纯电动汽车上，可以防止新能源汽车着火和电芯模块的破坏，具有非常好的应用前景。

附图说明

图1为本发明的耐火聚硅氧烷组合物的扫描电镜图。

图2为本发明的耐火聚硅氧烷组合物在950℃，烧180min后残余物的扫描电镜图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1-4

按表1的配方，在温度为175℃的星形搅拌机中将上述材料搅拌均匀，冷却后加入交联剂，挤出做电缆；或，刮涂到玻璃纤维布上，叠层加热压成片材，用于制作新能源电池电芯模块。实施例1-4制备的产品燃烧后测试结果如表1所示。

本发明制备的电缆防火耐火可以通过英国耐火电缆标准BS6387的950℃×180分钟，喷淋、震动的实验，能防止“二次火灾”的发生，保护线路在火灾情况下线路的畅通，为人员的逃生和财产的抢救赢得时间。

本发明制备的新能源电池电芯模块能防止充电电池在过充情况下，引起的火的蔓延，同时可以起到挡火、隔温、隔热的作用。

表1：实施例1-4的原料配方及获得的产品燃烧后测试结果

如上表所示，本发明的实施例制备的耐火阻燃聚硅氧烷组合物经高温烧蚀后，形成非常坚硬的自支撑壳体，其燃烧后的坚硬的残余物均超过80％；经检测其弯曲强度可以高达10.3MPa。

本发明制备的耐火聚硅氧烷组合物的扫描电镜图(放大5000倍)如图1所示。在950度，烧180min后,由有机物和无机物的混合物转变成纯无机的、坚硬的支撑体——陶瓷的结构，其内部具有蜂窝状的结构，其扫描电镜图(放大300倍)如图2所示。

一些较优的实施例中，本发明的耐火阻燃聚硅氧烷组合物可以采用挤出、刮涂、注塑、模压、压延、发泡各种加工方式，加工成片材、型材和各种复杂的形状，用于舰船机舱、高铁车厢体、建筑保温板、通讯电缆、光缆和电力电缆、新能源电动汽车电芯模块隔板等。

综上所述，本发明的高分子材料固化后是一种弹性体，在350-2000℃高温或火烧的情况下，可以被烧成坚硬的陶瓷支撑壳体，具有非常坚硬的微孔自支撑结构，可以起到隔温、隔热、隔火、挡火、绝缘的作用，能阻止火灾的蔓延，可以有效的防止“二次火灾的发生”。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种耐火聚硅氧烷组合物，其特征在于，该组合物包含：

聚硅氧烷基体 100-150份；

氧化物 40-90份；

磷酸和/或磷酸盐 0-75份；

硼酸锌 0-18份；

催化剂 0-1份；

过氧化物交联剂 1-30份；

增强剂 0-28份；

所述的聚硅氧烷基体选择至少一种选自以下组的化合物：甲基硅油、乙基硅油、甲基乙烯基硅油、甲基羟基硅油、107胶、苯基硅油、甲基含氢硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油、甲基乙氧基硅油、甲基三氟丙基硅油、乙基含氢硅油、羟基含氢硅油；

所述的催化剂选择含铑化合物、含铂化合物或含铱化合物中的任意一种或它们的混合物。

2.如权利要求1所述的耐火聚硅氧烷组合物，其特征在于，所述的氧化物选择至少一种选自以下组的化合物：氧化锌、氧化镁、氧化钡、氧化锡、氧化铈、氧化钛、氧化硅、氧化锆、氧化钙，以及在受热时转化成的这些氧化物的化合物。

3.如权利要求1所述的耐火聚硅氧烷组合物，其特征在于，所述的催化剂选择铑-乙氧基硅氧烷络合物。

4.如权利要求3所述的耐 火聚硅氧烷组合物，其特征在于，所述的催化剂选择铑-1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷络合物。

5.如权利要求1所述的耐火聚硅氧烷组合物，其特征在于，所述的增强剂选择至少一种选自以下组的纤维或织物：碳纤维、碳纤维布、玻璃纤维、玻璃纤维布、尼龙纤维、尼龙纤维布、聚酯纤维及聚酯纤维布。

6.如权利要求1所述的耐火聚硅氧烷组合物，其特征在于，所述的过氧化物交联剂选择过氧化二苯甲酰、过氧化双（2,4-二氯苯甲酰基）、过氧化二异丙苯基及2,5-双（叔丁基过氧化基）-2,5-二甲基已烷中的任意一种。

7.一种根据权利要求1所述的耐火聚硅氧烷组合物用于耐火防火组合片材的用途，其特征在于，该耐火聚硅氧烷组合物用于制作新能源动力电池板。

8.一种根据权利要求1所述的耐火聚硅氧烷组合物用于电缆的用途，其特征在于，该耐火聚硅氧烷组合物用于制作电缆的绝缘体或填充体或隔氧体或耐火体或内护层。