CN112210155B - 含有膨胀型防火阻尼毡的电动汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种含有膨胀型防火阻尼毡的电动汽车，涉及电动车技术领域。本发明在锂电池上靠近车体的一侧设置膨胀性防火阻尼毡，膨胀性防火阻尼毡与锂电池之间设置有用于防火阻尼毡膨胀的空间；膨胀型防火阻尼毡包括以下原料：水性基准成膜树脂或乳液，去离子水，防火阻燃填料，钛白粉，以及成膜助剂。其有益效果：本发明通过在锂电池上设置膨胀性防火阻尼毡，同是在防火阻尼毡与锂电池之间设置用于防火阻尼毡向下膨胀的空间，当锂电池着火时，防火阻尼毡会迅速膨胀至原来的15‑20倍，从而阻挡了火苗进一步扩散，保护了人身和财产安全；或在车门、车底等位置覆盖膨胀型防火阻尼毡，以起到减震阻尼、隔音的效果。

Description

含有膨胀型防火阻尼毡的电动汽车
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种含有膨胀型防火阻尼毡的电动汽车。
背景技术
随着社会经济的不断发展，科技也不断的创新，越来越多的新科技、新技术和新材料不断被创造出来，而现在最受关注的莫过于新能源汽车，纯电动汽车作为新能源汽车的主力军更是备受关注。电动汽车是用电机取代传统发动机作为动力，用动力电池取代油箱作为能源供应，电动汽车相比于传统汽油车具有减少碳排放，节约能源利于改善环境的优势，但同时最让人担心的问题之一是电池的安全问题，由于动力电池为高压储能部件，在高温或其他不稳定因素的影响下会有自然自爆的风险，而近年来汽车自燃的事故也不少发生，因此，动力电池的安全性是电动汽车推广的一个较大问题。
现在的电动汽车的锂电池存在一个致命的缺点，就是容易着火，而且一旦着火，温度会在3min内升高到640℃，6min升高到1200℃，如此的高温，将会迅速地造成财产损失和人身损失。
汽车的震动影响驾乘的舒适感，通过减震降噪提高电动汽车品质十分必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含有膨胀型防火阻尼毡的电动汽车及膨胀型防火阻尼毡制备方法，该电动汽车在其锂电池着火时，与锂电池相距一定距离设置的防火阻尼毡能迅速膨胀至原防火阻尼毡厚度的15-20倍，从而将火苗与车体进行了隔离，进而防止了火苗进一步扩散，保护了人身和财产安全。
本发明提供的膨胀型防火阻尼毡也可用在车门、车底等位置，膨胀型防火阻尼毡不仅遇火能迅速膨胀至原防火阻尼毡厚度的15-20倍，防止了火苗进一步扩散，保护了人身和财产安全，同时具有减震阻尼、隔音的效果，提高驾乘舒适度。
本发明的含有膨胀型防火阻尼毡的电动汽车，其技术方案为：
一种含有膨胀型防火阻尼毡的电动汽车，所述电动汽车的锂电池上靠近车体的一侧设置有支架，所述支架上设置有膨胀性防火阻尼毡，所述膨胀性防火阻尼毡与所述锂电池之间设置有用于防火阻尼毡膨胀的空间；其中，所述膨胀型防火阻尼毡包括以下重量份的原料：水性基准成膜树脂或乳液15-50份，去离子水10-30份，防火阻燃填料30-60份，钛白粉10-15份，以及成膜助剂5-10份。
本发明提供的一种含有膨胀型防火阻尼毡的电动汽车，还包括如下附属技术方案：
其中，所述防火阻燃填料按重量份数配比如下：聚磷酸铵10-20份，无机矿物纤维5-10份，可膨胀蛭石5-10份，季戊四醇10-20份，三聚氰胺5-20份。
其中，所述成膜助剂按重量份数配比如下：水性分散剂0.5-2份，水性流平剂0.5-2份，水性消泡剂0.5-2份，水性增稠剂2-5份。
其中，所述聚磷酸铵的聚合度大于1500；所述无机矿物纤维的纤维长度为125±25μm；所述可膨胀蛭石的目数为300-1000目；所述季戊四醇为单季戊四醇或双季戊四醇中的一种或两种组合；所述钛白粉的目数为300-1000目。
其中，所述水性分散剂为脂肪酸类、脂肪族酰胺类、石蜡类或金属皂类水性分散剂中的一种或任几种的组合；所述水性流平剂为聚醚改性有机硅氧烷类或烷基改性有机硅氧烷类水性流平剂中的一种或两种的组合；所述水性消泡剂为有机硅氧烷类或矿物油类水性消泡剂中的一种或两种的组合。
其中，所述水性增稠剂为水性丙烯酸类或羧甲基纤维素类水性增稠剂中的一种或两种的组合。
其中，车门或车底位置也覆盖有所述膨胀型防火阻尼毡。
本发明的实施包括以下技术效果：
(1)本发明通过在电动汽车的锂电池上设置支架，并在支架上设置膨胀性防火阻尼毡，同是在防火阻尼毡与锂电池之间设置用于防火阻尼毡向下膨胀的空间，当锂电池着火时，设置在支架上的防火阻尼毡会迅速膨胀至原来的15-20倍，从而将火苗与车体进行了隔离，进而防止了火苗进一步扩散，保护了人身和财产安全。本发明的膨胀型防火阻尼毡可设置在车门、车底等位置，膨胀型防火阻尼毡不仅遇火能迅速膨胀至原防火阻尼毡厚度的15-20倍，防止了火苗进一步扩散，保护了人身和财产安全，同时具有减震阻尼、隔音的效果，提高驾乘舒适度。
(2)本发明的膨胀性防火阻尼毡的工艺制备方法简单，对设备要求低，一般的球磨、分散设备即可满足制备要求。
(3)本发明的膨胀性防火阻尼毡所选用的原材料不含任何卤素、石棉等有毒成分，涂层在遇火、高温下膨胀不燃，不会释放含卤有毒气体，属于新一代防火涂料范畴。
(4)本发明的膨胀性防火阻尼毡不含任何有机溶剂，接近零VOC排放，绿色环保。并具有遇火成炭、膨胀发泡速度快、成炭强度高、能保持泡沫的稳定性和完整性等优特点，防火等级可高达F120——防火时间达120分钟。
附图说明
图1为本发明中的含有膨胀型防火阻尼毡的电动汽车上的防火阻尼毡安装位置的示意图。
图中，1-电池，2-车体，3-防火阻尼毡，4-防火阻尼毡膨胀空间。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明加以详细说明，需要指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。
本发明提供的一种含有膨胀型防火阻尼毡的电动汽车，所述电动汽车的锂电池1上靠近车体2的一侧设置有支架，所述支架上设置有膨胀性防火阻尼毡3，所述膨胀性防火阻尼毡3与所述锂电池1之间设置有用于防火阻尼毡膨胀的空间4；其中，所述膨胀型防火阻尼毡3包括以下重量份的原料：水性基准成膜树脂或乳液15-50份，去离子水10-30份，防火阻燃填料30-60份，钛白粉10-15份，以及成膜助剂5-10份。
本发明提供的含有膨胀型防火阻尼毡的电动汽车，通过在电动汽车的锂电池上设置支架，并在支架上设置膨胀性防火阻尼毡，同是在防火阻尼毡与锂电池之间设置用于防火阻尼毡向下膨胀的空间，当锂电池着火时，设置在支架上的防火阻尼毡会迅速膨胀至原来的15-20倍，从而将火苗与车体进行了隔离，进而防止了火苗进一步扩散，保护了人身和财产安全。本发明的膨胀型防火阻尼毡工艺制备方法简单，对设备要求低，一般的球磨、分散设备即可满足制备要求；本发明膨胀型防火阻尼毡所选用的原材料不含任何卤素、石棉等有毒成分，涂层在遇火、高温下膨胀不燃，不会释放含卤有毒气体，属于新一代防火涂料范畴；本发明膨胀型防火阻尼毡不含任何有机溶剂，接近零VOC排放，绿色环保。并具有遇火成炭、膨胀发泡速度快、成炭强度高、能保持泡沫的稳定性和完整性等优特点，防火等级可高达F120——防火时间达120分钟。
优选地，所述防火阻燃填料按重量份数配比如下：聚磷酸铵10-20份，无机矿物纤维5-10份，可膨胀蛭石5-10份，季戊四醇10-20份，三聚氰胺5-20份。
优选地，所述成膜助剂按重量份数配比如下：水性分散剂0.5-2份，水性流平剂0.5-2份，水性消泡剂0.5-2份，水性增稠剂2-5份。
优选地，所述聚磷酸铵的聚合度大于1500；所述无机矿物纤维的纤维长度为125±25μm；所述可膨胀蛭石的目数为300-1000目；所述季戊四醇为单季戊四醇或双季戊四醇中的一种或两种组合；所述钛白粉的目数为300-1000目。
优选地，所述水性分散剂为脂肪酸类、脂肪族酰胺类、石蜡类或金属皂类水性分散剂中的一种或任几种的组合；所述水性流平剂为聚醚改性有机硅氧烷类或烷基改性有机硅氧烷类水性流平剂中的一种或两种的组合；所述水性消泡剂为有机硅氧烷类或矿物油类水性消泡剂中的一种或两种的组合。
优选地，所述水性增稠剂为水性丙烯酸类或羧甲基纤维素类水性增稠剂中的一种或两种的组合。
本发明还提供了一种膨胀型防火阻尼毡的制备方法，包括以下步骤：
(1)将30-60份的防火阻燃填料放入球磨机中球磨2-3h，得到目数为50-500目的防火阻燃填料；
(2)将15-50份水性基准成膜树脂或乳液与去离子水混合，在150-500转/分钟的转速下，机械搅拌、共混15-20min后，提高转速至500-1000转/分钟，向混合液中加入钛白粉、水性分散剂、水性流平剂、水性消泡剂、以及步骤(1)处理后的防火阻燃填料，搅拌混合0.5-1h；
(3)在1000-1200转/分钟的转速下，向步骤(2)处理后的混合液中加入水性增稠剂，继续搅拌2-5h，即可得到高性能膨胀型防火涂料；
(4)将步骤(3)处理后的膨胀型防火涂料按标准厚度要求，倒入特制的模具中，在0.5-2kg/的压力下，保持0.5-2分钟，然后自然晾干或放入30-60℃烘箱烘烤至完全固化，脱去模具、收卷，即得到膨胀型防火阻尼毡。
下面将以具体实施例对本发明提供的含有膨胀型防火阻尼毡的电动汽车进行详细地描述。
实施例1
本实施例中的防火阻尼毡的原料按重量份数配比如下：乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂乳液30份，去离子水10份，防火阻燃填料35份，钛白粉15份，成膜助剂8份。
所述的防火阻燃填料按重量份数配比分别为：聚磷酸铵10份，无机矿物纤维5份，可膨胀蛭石5份，季戊四醇10份，三聚氰胺5份。
所述成膜助剂按重量份配比分别为：水性分散剂2份，水性流平剂2份，水性消泡剂2份，水性增稠剂2份。
本实施例中的含有膨胀型防火阻尼毡的电动汽车的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚磷酸铵10份，无机矿物纤维5份，可膨胀蛭石5份，季戊四醇10份，三聚氰胺5份，放入球磨机中球磨2-3h，得到目数为50-500目的防火阻燃填料；
(2)将乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂乳液30份，去离子水10份，在150-500转/分钟转速下，机械搅拌、共混15-20min，提高转速至500-1000转/分钟，向混合液中加入钛白粉15份，以及水性分散剂、水性流平剂和水性消泡剂共6份，步骤(1)处理后的防火阻燃填料35份，搅拌混合0.5-1h；
(3)在1000-1200转/分钟转速下，向混合液中加入水性增稠剂2份，继续搅拌2-5h，即可得到高性能膨胀型防火涂料；
(4)将步骤(3)处理后的膨胀型防火涂料按标准厚度要求，倒入特制的模具中，在0.5-2kg/的压力下，保持0.5-2分钟，然后自然晾干或放入30-60℃烘箱烘烤至完全固化，脱去模具、收卷，即得到膨胀型防火阻尼毡。
实施例2
本实施例中的防火阻尼毡的原料按重量份数配比如下：乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂乳液30份，水性丙烯酸树脂10份，去离子水20份，防火阻燃填料40份，钛白粉15份，成膜助剂5份。
所述的防火阻燃填料按重量份数配比分别为：聚磷酸铵15份，无机矿物纤维3份，可膨胀蛭石3份，季戊四醇9份，三聚氰胺10份。
所述成膜助剂按重量份配比分别为：水性分散剂2份，水性流平剂0.5份，水性消泡剂0.5份，水性增稠剂2份。
本实施例中的含有膨胀型防火阻尼毡的电动汽车的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚磷酸铵15份，无机矿物纤维3份，可膨胀蛭石3份，季戊四醇9份，三聚氰胺10份，放入球磨机中球磨2-3h，得到目数为50-500目的防火阻燃填料；
(2)将乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂乳液30份，水性丙烯酸树脂10份，去离子水20份，在150-500转/分钟转速下，机械搅拌、共混15-20min，提高转速至500-1000转/分钟，向混合液中加入钛白粉15份，以及水性分散剂、水性流平剂和水性消泡剂共3份，步骤(1)处理后的防火阻燃填料40份，搅拌混合0.5-1h；
(3)在1000-1200转/分钟转速下，向混合液中加入水性增稠剂2份，继续搅拌2-5h，即可得到高性能膨胀型防火涂料；
(4)将步骤(3)处理后的膨胀型防火涂料按标准厚度要求，倒入特制的模具中，在0.5-2kg/的压力下，保持0.5-2分钟，然后自然晾干或放入30-60℃烘箱烘烤至完全固化，脱去模具、收卷，即得到膨胀型防火阻尼毡。
实施例3
本实施例中的防火阻尼毡的原料按重量份数配比如下：水性丙烯酸树脂35份，去离子水30份，防火阻燃填料40份，钛白粉10份，成膜助剂10份。
所述的防火阻燃填料按重量份数配比分别为：聚磷酸铵10份，无机矿物纤维5份，可膨胀蛭石5份，季戊四醇10份，三聚氰胺10份。
所述成膜助剂按重量份配比分别为：水性分散剂2份，水性流平剂2份，水性消泡剂2份，水性增稠剂4份。
本实施例中的含有膨胀型防火阻尼毡的电动汽车的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚磷酸铵10份，无机矿物纤维5份，可膨胀蛭石5份，季戊四醇10份，三聚氰胺10份，放入球磨机中球磨2-3h，得到目数为50-500目的防火阻燃填料；
(2)将水性丙烯酸树脂35份，去离子水30份，在150-500转/分钟转速下，机械搅拌、共混15-20min，提高转速至500-1000转/分钟，向混合液中加入钛白粉10份，以及水性分散剂、水性流平剂和水性消泡剂共6份，步骤(1)处理后的防火阻燃填料40份，搅拌混合0.5-1h；
(3)在1000-1200转/分钟转速下，向混合液中加入水性增稠剂4份，继续搅拌2-5h，即可得到高性能膨胀型防火涂料；
(4)将步骤(3)处理后的膨胀型防火涂料按标准厚度要求，倒入特制的模具中，在0.5-2kg/的压力下，保持0.5-2分钟，然后自然晾干或放入30-60℃烘箱烘烤至完全固化，脱去模具、收卷，即得到膨胀型防火阻尼毡。
实施例4
本实施例中的防火阻尼毡的原料按重量份数配比如下：乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂乳液35份，水性丙烯酸树脂10份，去离子水20份，防火阻燃填料48份，钛白粉15份，成膜助剂6份。
所述的防火阻燃填料按重量份数配比分别为：聚磷酸铵20份，无机矿物纤维3份，可膨胀蛭石3份，季戊四醇12份，三聚氰胺10份。
所述成膜助剂按重量份配比分别为：水性分散剂2份，水性流平剂1份，水性消泡剂1份，水性增稠剂2份。
本实施例中的含有膨胀型防火阻尼毡的电动汽车的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚磷酸铵20份，无机矿物纤维3份，可膨胀蛭石3份，季戊四醇12份，三聚氰胺10份，放入球磨机中球磨2-3h，得到目数为50-500目的防火阻燃填料；
(2)将乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂乳液30份，水性丙烯酸树脂10份，去离子水20份，在150-500转/分钟转速下，机械搅拌、共混15-20min，提高转速至500-1000转/分钟，向混合液中加入钛白粉15份，以及水性分散剂、水性流平剂和水性消泡剂共4份，步骤(1)处理后的防火阻燃填料48份，搅拌混合0.5-1h；
(3)在1000-1200转/分钟转速下，向混合液中加入水性增稠剂2份，继续搅拌2-5h，即可得到高性能膨胀型防火涂料；
(4)将步骤(3)处理后的膨胀型防火涂料按标准厚度要求，倒入特制的模具中，在0.5-2kg/的压力下，保持0.5-2分钟，然后自然晾干或放入30-60℃烘箱烘烤至完全固化，脱去模具、收卷即得到膨胀型防火阻尼毡。
各个实施例的性能测试数据，见表1。
表1各个实施例的性能测试数据
序号 项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
1 漆膜外观 平整、不开裂 平整、不开裂 平整、不开裂 平整、不开裂
2 附着力/级 0 0 0 0
3 耐火极限/min 97 108 93 124
4 炭层强度/N 12 13 12 14
5 铅笔硬度 H H H H
6 耐水性 无异常现象 无异常现象 无异常现象 无异常现象
7 耐酸碱性 无异常现象 无异常现象 无异常现象 无异常现象
8 耐盐雾性/h 660 680 670 700
9 膨胀速率/S 53 54 52 56
10 最大膨胀倍率/倍 360 390 380 400
动态力学分析(Dynamic mechanical analysis)用来测量和评估材料的刚度和阻尼性能，通常用弹性模量和tan delta值来比较。材料被施加正弦力，损失与存储的比率是tan delta，通常称为阻尼，它是材料能量耗散的量度。在防火阻尼毡的阻尼测试中，材料的tan delta值在0.90-1.1之间，说明该毡具有良好的阻尼效果，tan delta的值越接近1，效果越好。
各个实施例的tan delta的值见下表2。
表2各个实施例的tan delta的值
本发明中的含有膨胀型防火阻尼毡的电动汽车与现有的有机防火涂料及阻尼毡的膨胀倍数、阻燃时间、及阻尼减震实验数据对比见下表3。
表3本发明的防火阻尼毡、现有的有机防火涂料及阻尼毡的实验数据对比
从上表的试验数据可知，本发明的膨胀型防火阻尼毡的膨胀倍数、阻燃时间、及阻尼减震性能均高于现有技术中的机防火涂料及阻尼毡，因此，本发明的膨胀型防火阻尼毡具有很好的阻尼和隔音效果。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (6)

1.一种含有膨胀型防火阻尼毡的电动汽车，其特征在于，所述电动汽车的锂电池上靠近车体的一侧设置有支架，所述支架上设置有膨胀性防火阻尼毡，所述膨胀性防火阻尼毡与所述锂电池之间设置有用于防火阻尼毡膨胀的空间；其中，所述膨胀型防火阻尼毡包括以下重量份的原料：水性基准成膜树脂或乳液15-50份，去离子水10-30份，防火阻燃填料30-60份，钛白粉10-15份，以及成膜助剂5-10份；
所述成膜助剂按重量份数配比如下：水性分散剂0.5-2份，水性流平剂0.5-2份，水性消泡剂0.5-2份，水性增稠剂2-5份；
所述防火阻燃填料按重量份数配比如下：聚磷酸铵10-20份，无机矿物纤维5-10份，可膨胀蛭石5-10份，季戊四醇10-20份，三聚氰胺5-20份；
所述膨胀型防火阻尼毡的制备方法，包括以下步骤：
(1)将30-60份的防火阻燃填料放入球磨机中球磨2-3h，得到目数为50-500目的防火阻燃填料；
(2)将15-50份水性基准成膜树脂或乳液与去离子水混合，在150-500转/分钟的转速下，机械搅拌、共混15-20min后，提高转速至500-1000转/分钟，向混合液中加入钛白粉、水性分散剂、水性流平剂、水性消泡剂、以及步骤(1)处理后的防火阻燃填料，搅拌混合0.5-1h；
(3)在1000-1200转/分钟的转速下，向步骤(2)处理后的混合液中加入水性增稠剂，继续搅拌2-5h，即可得到高性能膨胀型防火涂料；
(4)将步骤(3)处理后的膨胀型防火涂料按标准厚度要求，倒入特制的模具中，在0.5-2kg/的压力下，保持0.5-2分钟，然后自然晾干或放入30-60℃烘箱烘烤至完全固化，脱去模具、收卷，即得到膨胀型防火阻尼毡。
2.根据权利要求1所述的一种含有膨胀型防火阻尼毡的电动汽车，其特征在于：所述水性基准成膜树脂或乳液是乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂或水性丙烯酸树脂中的一种或两种的组合。
3.根据权利要求1所述的一种含有膨胀型防火阻尼毡的电动汽车，其特征在于：所述聚磷酸铵的聚合度大于1500；所述无机矿物纤维的纤维长度为125±25μm；所述可膨胀蛭石的目数为300-1000目；所述季戊四醇为单季戊四醇或双季戊四醇中的一种或两种组合；所述钛白粉的目数为300-1000目。
4.根据权利要求1所述的一种含有膨胀型防火阻尼毡的电动汽车，其特征在于：所述水性分散剂为脂肪酸类、脂肪族酰胺类、石蜡类或金属皂类水性分散剂中的一种或任几种的组合；所述水性流平剂为聚醚改性有机硅氧烷类或烷基改性有机硅氧烷类水性流平剂中的一种或两种的组合；所述水性消泡剂为有机硅氧烷类或矿物油类水性消泡剂中的一种或两种的组合。
5.根据权利要求1或4所述的一种含有膨胀型防火阻尼毡的电动汽车，其特征在于：所述水性增稠剂为水性丙烯酸类或羧甲基纤维素类水性增稠剂中的一种或两种的组合。
6.根据权利要求1所述的一种含有膨胀型防火阻尼毡的电动汽车，其特征在于：车门或车底位置也覆盖有所述膨胀型防火阻尼毡。
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