CN113122001A - 一种耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉及其制备方法。本发明提供的耐火隔热电芯间用有机硅泡棉，包括A组分和B组分。将上述A组分和B组分动态混合均匀，并通过涂布的方式即可得到泡孔结构稳定，闭孔率高，弹性好，压缩偏转力可调，导热系数低，阻燃性能好，可耐1500度高温的低密度泡棉。在经过高温，冷热冲击和湿热耐久测试后，仍具有较低的压缩永久形变。

Description

一种耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉及其制备方法
技术领域
本发明涉及有机硅泡棉技术领域，更具体地说，是涉及一种耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉及其制备方法。
背景技术
新能源汽车的发展是未来汽车发展的必然趋势，而其中动力电池电芯的生产及安全使用是其中的重要一环。锂电池作为电动汽车的核心组成部分，能量密度高、循环寿命长，但是电池电芯在发生热失控时会喷射1200℃火焰，最终导致整个电池包起火、爆炸，严重乘客人身安全。但单个电芯能量有限，不会直接产生严重安全事故，产生严重安全事故主要是由于单个电芯热失控后该电芯热量通过热传导、热对流等方式向相邻电芯扩散，最终产生连锁反应，整个电池包热失控起火爆炸，因此有必要通过热阻隔技术，在热失控时实现热量有效隔离，延缓整个电池包热失控起火的时间，提高电池包安全性。
热阻隔是系统工程，首先是在电芯间及模组间放置隔热材料，通过隔热材料将热失控电池与健康电池隔离开，延缓热量、火焰和高温喷射物的传播。同时电芯在充放电过程中会产生膨胀现象，电芯膨胀会导致循环寿命衰减，因此需要高回弹产品吸收电芯膨胀所产生应力，以延长电池循环寿命。
综上所述，有必要提供一种具有高回弹，能耐高温1200℃火烧和隔热良好的有机硅泡棉。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于，提供一种耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉，以解决上述技术问题。该耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉，泡孔结构稳定，闭孔率高，弹性好，压缩偏转力可调，导热系数低，阻燃性能好，可耐1500度高温的低密度泡棉。在经过高温，冷热冲击和湿热耐久测试后，仍具有低程度的压缩永久形变。
本发明的技术方案如下：
一种耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉，由包括重量比为1:1的A组分和B组分的原料制得，其特征在于，
所述的A组分按重量份数计，包括以下成份：
端羟基聚硅氧烷100重量份；
白炭黑1～10重量份；
聚硅氮烷树脂5～50重量份；
含氢硅油1～80重量份；
填料10～120重量份；
铝基气凝胶0.5～10重量份；
反应抑制剂0～1重量份；
所述的B组分按重量份数计，包括以下成份：
端羟基聚硅氧烷100重量份；
白炭黑1～10重量份；
羟基硅油1～80重量份；
填料10～120重量份；
催化剂0～1重量份。
进一步的，所述铝基气凝胶按重量份计，包括以下组分的原料制备而成：
氧化铝粉末0.1～10重量份；
四氢呋喃溶液200～600重量份；
三乙胺溶液10～50重量份；
氨基硅烷偶联剂0.5～20重量份；
端羟基聚硅氧烷20～80重量份。
进一步的，所述A组分和B组分中，端羟基聚硅氧烷具有式(I)所示的结构：
Figure RE-GDA0003089117000000021
其中，m和n为≥1的正整数，且25℃下该端羟基聚硅氧烷的粘度为10～100000mPa·s。
4.根据权利要求1所述的耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉，其特征在于：所述A组分和 B组分中，白炭黑为疏水气相法白炭黑，比表面积为100～220m2/g。
进一步的，所述A组分中，聚硅氮烷树脂具式(II)所示的结构：
Figure BDA0003028483170000031
其中，n为≥1的正整数，且25℃下该聚硅氮烷树脂的粘度为5～5000mPa·s。
进一步的，所述A组分中，含氢硅油为至少含有三个硅氢键的硅油，含氢量为0.1～1.6％。
进一步的，所述B组分中，羟基硅油具有式(III)所示的结构：
HO(SiMe2O)nH 式(III)；
式(III)中，n为25℃下使所述的羟基硅油的粘度为10～1000mPa·s时的正整数，羟基含量为0.1％～10％。
进一步的，所述A组分和B组分中，填料为氧化铝、高岭土、膨润土、硅灰石、玻璃纤维、氢氧化铝、氢氧化镁和硼酸锌中的三种或多种，且每种填料的平均粒径小于100um。
进一步的，所述A组分中，铝基气凝胶为分散在端羟基聚硅氧烷中氧化氧化铝分散液，所述的氧化铝分散液经过氨基硅烷偶联剂表面改性。
进一步的，所述铝基气凝胶的制备方法具体为：
S1、将氧化铝粉末和四氢呋喃溶液至于烧瓶中，并进行超声处理1-2h，得到悬浮液1；
S2、将上述悬浮液1和三乙胺倒入1000ml三颈烧瓶中，在20℃～40℃下机械搅拌1-2h，得到悬浮液2；
S3、将氨基硅烷偶联剂和四氢呋喃加入悬浮液2中，并在30℃～50℃下搅拌6-8h，得到悬浮液3；
S4、将悬浮液3过滤，并用二氯甲烷和四氢呋喃反复洗涤以除去三乙胺和过量的反应物，得到悬浮液4；
S5、将悬浮液4和端羟基聚硅氧烷至于离心搅拌分散机中搅拌5-10min，得到铝基气凝胶。
进一步的，所述的氨基硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷，N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷，N-正丁基-3-氨丙基三甲氧基硅烷，γ-苯胺基甲基三甲氧基硅烷，γ-苯胺基甲基三乙氧基硅烷，八(氨丙基)聚倍半硅氧烷，八(氨乙基氨丙基)聚倍半硅氧烷，八(氨丙基苯基) 聚倍半硅氧烷和八(氨丙基异丁基)聚倍半硅氧烷中的一种或多种。
进一步的，所述A组分中，反应抑制剂为1-乙炔基环己醇，3-苯基-1-丁炔-3-醇，3-辛基 -1-丁炔-3醇，1,1,3,3-四甲基-1,3-二乙烯基硅氧烷，2,4,6,8-四甲基-2,4,6,8-四乙烯基环四硅氧烷中的一种或多种。采用所述反应抑制剂可以控制反应固化时间。
进一步的，所述B组分中，催化剂为1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷的铂配合物，1,3-二乙烯基-1,3-二苯基-二甲基二硅氧烷的铂配合物和氯铂酸的醇溶液中的一种或多种。
进一步的，耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将包含端羟基聚硅氧烷、聚硅氮烷树脂、含氢硅油、白炭黑、铝基气凝胶、填料和反应抑制剂的原料于真空下搅拌分散均匀，得到A组分；
步骤二、将包含端羟基聚硅氧烷、羟基硅油、白炭黑、填料和催化剂的原料于真空下搅拌分散均匀，得到B组分；
步骤三、将A组分和B组分按重量比1:1均匀混合，并经过涂布机和烘道处理5min，得到耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉。
进一步的，所述步骤一和步骤二的混合温度为30℃～50℃，真空度不低于-0.08MPa；所述步骤三涂布间隙1mm，涂布速率200cm/min，烘道温度80℃～90℃。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
本发明提供的耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉，在聚硅氮烷树脂、铝基气凝胶和填料的协同效应下，具有良好的耐火、阻燃和隔热性能，并且该耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉闭孔率高，弹性好，导热系数低。在经过高温，冷热冲击和湿热耐久测试后，仍具有低程度的压缩永久形变。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并详细说明如后。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明提供了一种耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉，由包括重量比为1:1的A组分和B 组分；
所述的A组分按重量份数计，包括以下成份：
端羟基聚硅氧烷100重量份；
白炭黑1～10重量份；
聚硅氮烷树脂5～50重量份；
含氢硅油1～80重量份；
填料10～120重量份；
铝基气凝胶0.5～10重量份；
反应抑制剂0～1重量份。
所述的B组分按重量份数计，包括以下成份：
端羟基聚硅氧烷100重量份；
白炭黑1～10重量份；
羟基硅油1～80重量份；
填料10～120重量份；
催化剂0～1重量份；
所述的铝基气凝胶由包括以下组分的原料制备而成：
氧化铝粉末0.1～10重量份；
四氢呋喃溶液200～600重量份；
三乙胺溶液10～50重量份；
氨基硅烷偶联剂0.5～20重量份；
端羟基聚硅氧烷20～80重量份。
本发明中，所述端羟基聚硅氧烷具有式(I)所示的结构：
Figure RE-GDA0003089117000000051
其中，m和n为≥1的正整数，且25℃下该端羟基聚硅氧烷的粘度为10～100000mPa·s。优选为端羟基聚硅氧烷的粘度为500～80000mPa·s。更优选为端羟基聚硅氧烷的粘度为 5000～80000mPa·s。
本发明对所述端羟基聚硅氧烷的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品或按照本领域技术人员熟知的制备方法制备得到的自制品均可。在本发明中，所述A组分包括100重量份的端羟基聚硅氧烷。在本发明中，所述B组分包括100重量份的端羟基聚硅氧烷。
本发明中，所述白炭黑为疏水气相法白炭黑，优选比表面积为100～220m2/g，更优选为 150～200m2/g。本发明对所述白炭黑的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述疏水气相法白炭黑的市售商品即可。在本发明中，所述A组分包括1～10重量份的白炭黑，优选为5～8重量份。在本发明中，所述B组分包括1～10重量份的白炭黑，优选为5～8重量份。
本发明中，所述聚硅氮烷树脂具式(II)所示的结构：
Figure BDA0003028483170000061
其中，n为≥1的正整数，且25℃下该聚硅氮烷树脂的粘度为5～5000mPa·s，优选为 100～4000mPa·s，更优选为500～2000mPa·s。本发明对所述聚硅氮烷树脂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品或按照本领域技术人员熟知的制备方法制备得到的自制品均可。在本发明中，所述A组分包括5～50重量份的聚硅氮烷树脂，优选为10～30重量份。
本发明中，所述含氢硅油为至少含有三个硅氢键的硅油，含氢量为0.1～1.6％，优选为 0.2～1.6％。本发明对所述含氢硅油的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述含氢硅油的市售商品即可。在本发明中，所述A组分包括1～80重量份的含氢硅油，优选为15～50 重量份。
本发明中，所述羟基硅油具有式(III)所示的结构：
HO(SiMe2O)nH 式(III)；
式(III)中，n为25℃下使所述的羟基硅油的粘度为10～1000mPa·s时的正整数，羟基含量为0.1％～10％。优选为羟基硅油的粘度为50～500mPa·s时的正整数，羟基含量为1％～8％。本发明对所述羟基硅油的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述羟基硅油的市售商品即可。在本发明中，所述B组分包括1～80重量份的羟基硅油，优选为5～30重量份。
本发明中，所述填料为氧化铝、高岭土、膨润土、硅灰石、玻璃纤维、氢氧化铝、氢氧化镁和硼酸锌中的三种或多种。且每种填料的平均粒径小于100um,优选为3～70um，更优选为5～40um。本发明对所述填料的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的上述填料的市售商品即可。在本发明中，所述A组分包括10～120重量份的填料，优选为30～90重量份。在本发明中，所述B组分包括10～120重量份的填料，优选为30～90重量份。
本发明中，所述A组分中，铝基气凝胶为分散在端羟基聚硅氧烷中氧化氧化铝分散液，所述的氧化铝分散液经过氨基硅烷偶联剂表面改性。
本发明中，所述铝基气凝胶由以下原材料制备而成：
氧化铝粉末0.1～10重量份；
四氢呋喃溶液200～600重量份；
三乙胺溶液10～50重量份；
氨基硅烷偶联剂0.5～20重量份；
端羟基聚硅氧烷20～80重量份。
本发明对所述氧化铝粉末的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品或按照本领域技术人员熟知的制备方法制备得到的自制品均可。本发明中，所述铝基气凝胶包括0.1～10重量份的氧化铝粉料，优选为0.5～5重量份。
本发明对所述四氢呋喃溶液的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。本发明中，所述铝基气凝胶包括200～600重量份四氢呋喃溶液，优选为300～500重量份。
本发明对所述三乙胺溶液的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。本发明中，所述铝基气凝胶包括10～50重量份三乙胺溶液，优选为20～30重量份。
本发明中，所述氨基硅烷偶联剂优选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷，N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷，N-正丁基-3-氨丙基三甲氧基硅烷，γ-苯胺基甲基三甲氧基硅烷，γ-苯胺基甲基三乙氧基硅烷，八(氨丙基)聚倍半硅氧烷，八(氨乙基氨丙基)聚倍半硅氧烷，八(氨丙基苯基)聚倍半硅氧烷和八(氨丙基异丁基)聚倍半硅氧烷中的一种或多种。更优选为γ-氨丙基三乙氧基硅烷，γ-苯胺基甲基三乙氧基硅烷，八(氨乙基氨丙基)聚倍半硅氧烷和八(氨丙基苯基) 聚倍半硅氧烷中的一种或两种。本发明对所述氨基硅烷偶联剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品或按照本领域技术人员熟知的制备方法制备得到的自制品均可。本发明中，所述铝基气凝胶包括0.5～20重量份氨基硅烷偶联剂，优选为3～10重量份。
本发明中，所述端羟基聚硅氧烷具有上述式(I)所示的结构：
Figure RE-GDA0003089117000000021
其中，m和n为≥1的正整数，且25℃下该端羟基聚硅氧烷的粘度为10～100000mPa·s。优选为端羟基聚硅氧烷的粘度为20～10000mPa·s。更优选为端羟基聚硅氧烷的粘度为 500～5000mPa·s。本发明对所述端羟基聚硅氧烷的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品或按照本领域技术人员熟知的制备方法制备得到的自制品均可。本发明中，所述铝基气凝胶包括20～80重量份端羟基聚硅氧烷，优选为40～60重量份。
本发明中，铝基气凝胶优选制备方法具体为：
(1)将氧化铝粉末和四氢呋喃溶液至于烧瓶中，并进行超声处理1-2h，得到悬浮液1。
(2)将上述悬浮液1和三乙胺倒入1000ml三颈烧瓶中，在20℃～40℃下机械搅拌1-2h，得到悬浮液2。
(3)将氨基硅烷偶联剂和四氢呋喃加入悬浮液2中，并在30℃～50℃下搅拌6-8h，得到悬浮液3。
(4)将悬浮液3过滤，并用二氯甲烷和四氢呋喃反复洗涤以除去三乙胺和过量的反应物，得到悬浮液4。
(5)将悬浮液4和端羟基聚硅氧烷至于离心搅拌分散机中搅拌5-10min，得到铝基气凝胶。
在本发明中，所述氧化铝粉末，四氢呋喃溶液，三乙胺溶液，氨基硅烷偶联剂和端羟基聚硅氧烷与上述技术方案中的相同，在此不再赘述。
本发明中，所述A组分包括0.5～10重量份的铝基气凝胶，优选为1～7重量份。
本发明中，所述反应抑制剂优选自1-乙炔基环己醇，3-苯基-1-丁炔-3-醇，3-辛基-1-丁炔 -3醇，1,1,3,3-四甲基-1,3-二乙烯基硅氧烷，2,4,6,8-四甲基-2,4,6,8-四乙烯基环四硅氧烷中的一种或多种。更优选为3-苯基-1-丁炔-3-醇和1,1,3,3-四甲基-1,3-二乙烯基硅氧烷中的一种。本发明中，所述A组分包括0～1重量份的反应抑制剂，优选为0.01～0.5重量份。采用所述反应抑制剂可以控制反应固化时间。
本发明中，所述催化剂为1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷的铂配合物，1,3-二乙烯基-1,3- 二苯基-二甲基二硅氧烷的铂配合物和氯铂酸的醇溶液中的一种或多种。优选为1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷的铂配合物和1,3-二乙烯基-1,3-二苯基-二甲基二硅氧烷的铂配合物中的一种。本发明中，所述B组分包括0～1重量份的催化剂，优选为0.01～0.5重量份。
发明提供的耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉，在聚硅氮烷树脂、铝基气凝胶和填料的协同效应下，具有良好的耐火、阻燃和隔热性能，并且该耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉闭孔率高，弹性好，导热系数低。在经过高温，冷热冲击和湿热耐久测试后，仍具有低程度的压缩永久形变。
本发明还提供了一种上述技术方案所述的耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉的制备方法，包括以下步骤：
a)将包含端羟基聚硅氧烷、聚硅氮烷树脂、含氢硅油、白炭黑、铝基气凝胶、填料和反应抑制剂的原料于真空下搅拌分散均匀，得到A组分；
b)将包含端羟基聚硅氧烷、羟基硅油、白炭黑、填料和催化剂的原料于真空下搅拌分散均匀，得到B组分；
所属的步骤a)和步骤b)没有顺序限制。
c)将步骤a)得到的A组分和步骤b)得到的B组分按重量比1:1均匀混合，并经过涂布机和烘道处理5min，得到耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉。
本发明对所述搅拌分散的装置和涂布机没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的高速分散行星搅拌机和涂布机即可。
本发明中，所述步骤a)和步骤b)的混合温度为30℃～50℃，真空度不低于-0.08MPa。步骤c)涂布间隙1mm，涂布速率200cm/min，烘道温度80℃～90℃。
本发明提供的一种耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉，由包括重量比为1:1的A组分和B 组分；所述的A组分包括：端羟基聚硅氧烷100重量份；白炭黑1～10重量份；聚硅氮烷树脂5～50重量份；含氢硅油1～80重量份；填料10～120重量份；铝基气凝胶0.5～10重量份；反应抑制剂0～1重量份。所述的B组分包括：端羟基聚硅氧烷100重量份；白炭黑1～10重量份；羟基硅油1～80重量份；填料10～120重量份；催化剂0～1重量份。所述的铝基气凝胶由包括以下组分的原料制备而成：氧化铝粉末0.1～10重量份；四氢呋喃溶液200～600重量份；三乙胺溶液10～50重量份；氨基硅烷偶联剂0.5～20重量份；端羟基聚硅氧烷20～80重量份。本发明提供的耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉，在聚硅氮烷树脂、铝基气凝胶和填料的协同效应下，具有良好的耐火、阻燃和隔热性能，并且该耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉闭孔率高，弹性好，导热系数低。在经过高温，冷热冲击和湿热耐久测试后，仍具有低程度的压缩永久形变。
为了进一步说明本发明，下面通过以下实施例进行详细说明。本发明以下实施例所用原料均为市售商品或自制品。
实施例1
铝基气凝胶制备：
(1)将氧化铝粉末和四氢呋喃溶液至于烧瓶中，并进行超声处理1-2h，得到悬浮液1。
(2)将上述悬浮液1和三乙胺倒入1000ml三颈烧瓶中，在20℃～40℃下机械搅拌1-2h，得到悬浮液2。
(3)将氨基硅烷偶联剂和四氢呋喃加入悬浮液2中，并在30℃～50℃下搅拌6-8h，得到悬浮液3。
(4)将悬浮液3过滤，并用二氯甲烷和四氢呋喃反复洗涤以除去三乙胺和过量的反应物，得到悬浮液4。
(5)将悬浮液4和端羟基聚硅氧烷至于离心搅拌分散机中搅拌5-10min，得到铝基气凝胶。
A组分：将端羟基聚硅氧烷、聚硅氮烷树脂、含氢硅油、白炭黑、上述铝基气凝胶、填料和反应抑制剂加入到高速分散行星搅拌机中混合搅拌2h，真空度为-0.08MPa，搅拌分散均匀后出料，得到A组分。
B组分：将端羟基聚硅氧烷、羟基硅油、白炭黑、填料和催化剂加入到高速分散行星搅拌机中混合搅拌2h，真空度为-0.08MPa，搅拌分散均匀后出料，得到B组分。
将所得的A组分和B组分在室温下(25℃)按重量比1:1均匀混合，并经过涂布机和烘道处理5min，得到耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉。
上述制备过程中各原料种类和用量，参照表1。
表1实施例1中各原料种类及用量
Figure BDA0003028483170000101
Figure BDA0003028483170000111
实施例2
铝基气凝胶制备：
(1)将氧化铝粉末和四氢呋喃溶液至于烧瓶中，并进行超声处理1-2h，得到悬浮液1。
(2)将上述悬浮液1和三乙胺倒入1000ml三颈烧瓶中，在20℃～40℃下机械搅拌1-2h，得到悬浮液2。
(3)将氨基硅烷偶联剂和四氢呋喃加入悬浮液2中，并在30℃～50℃下搅拌6-8h，得到悬浮液3。
(4)将悬浮液3过滤，并用二氯甲烷和四氢呋喃反复洗涤以除去三乙胺和过量的反应物，得到悬浮液4。
(5)将悬浮液4和端羟基聚硅氧烷至于离心搅拌分散机中搅拌5-10min，得到铝基气凝胶。
A组分制备：将端羟基聚硅氧烷、聚硅氮烷树脂、含氢硅油、白炭黑、上述铝基气凝胶、填料和反应抑制剂加入到高速分散行星搅拌机中混合搅拌2h，真空度为-0.08MPa，搅拌分散均匀后出料，得到A组分。
B组分制备：将端羟基聚硅氧烷、羟基硅油、白炭黑、填料和催化剂加入到高速分散行星搅拌机中混合搅拌2h，真空度为-0.08MPa，搅拌分散均匀后出料，得到B组分。
将所得的A组分和B组分在室温下(25℃)按重量比1:1均匀混合，并经过涂布机和烘道处理5min，得到耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉。
上述制备过程中各原料种类和用量，参照表2。
表2实施例2中各原料种类及用量
Figure BDA0003028483170000121
Figure BDA0003028483170000131
实施例3
铝基气凝胶的制备：
(1)将氧化铝粉末和四氢呋喃溶液至于烧瓶中，并进行超声处理1-2h，得到悬浮液1。
(2)将上述悬浮液1和三乙胺倒入1000ml三颈烧瓶中，在20℃～40℃下机械搅拌1-2h，得到悬浮液2。
(3)将氨基硅烷偶联剂和四氢呋喃加入悬浮液2中，并在30℃～50℃下搅拌6-8h，得到悬浮液3。
(4)将悬浮液3过滤，并用二氯甲烷和四氢呋喃反复洗涤以除去三乙胺和过量的反应物，得到悬浮液4。
(5)将悬浮液4和端羟基聚硅氧烷至于离心搅拌分散机中搅拌5-10min，得到铝基气凝胶。
A组分制备：将端羟基聚硅氧烷、聚硅氮烷树脂、含氢硅油、白炭黑、上述铝基气凝胶、填料和反应抑制剂加入到高速分散行星搅拌机中混合搅拌2h，真空度为-0.08MPa，搅拌分散均匀后出料，得到A组分。
B组分制备：将端羟基聚硅氧烷、羟基硅油、白炭黑、填料和催化剂加入到高速分散行星搅拌机中混合搅拌2h，真空度为-0.08MPa，搅拌分散均匀后出料，得到B组分。
将所得的A组分和B组分在室温下(25℃)按重量比1:1均匀混合，并经过涂布机和烘道处理5min，得到耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉。
上述制备过程中各原料种类和用量，参照表3
表3实施例3中各原料种类及用量
Figure BDA0003028483170000141
Figure BDA0003028483170000151
对比例1
A组分：将端羟基聚硅氧烷、含氢硅油、白炭黑、、填料和反应抑制剂加入到高速分散行星搅拌机中混合搅拌2h，真空度为-0.08MPa，搅拌分散均匀后出料，得到A组分。
B组分：将端羟基聚硅氧烷、白炭黑、填料和催化剂加入到高速分散行星搅拌机中混合搅拌2h，真空度为-0.08MPa，搅拌分散均匀后出料，得到B组分。
将所得的A组分和B组分在室温下(25℃)按重量比1:1均匀混合，并经过涂布机和烘道处理5min，得到耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉。
上述制备过程中各原料种类和用量，参照表4。
表4对比例1中各原料种类及用量
Figure BDA0003028483170000152
Figure BDA0003028483170000161
对实施例1～3和对比例1提供的耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉进行各项性能测试，结果参见表5所示。
表5实施例1～3和对比例1提供的耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉各项性能测试数据
Figure BDA0003028483170000162
由表5可知，本发明实施例1～3提供的耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉明显比对比例1 具有更优异的耐老化、耐湿热和耐高低温性能；实验结果表明，本发明实施例1～3提供的耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉在聚硅氮烷树脂、铝基气凝胶和填料的协同效应下，具有良好的耐火、阻燃和隔热性能，并且该耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉闭孔率高，弹性好，导热系数低。在经过高温，冷热冲击和湿热耐久测试后，仍具有低程度的压缩永久形变。且实施例3制备得到的耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉性能最佳。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉，包括重量比为1:1的A组分和B组分的原料制得，其特征在于，
所述的A组分按重量份数计，包括以下成份：
端羟基聚硅氧烷100重量份；
白炭黑1～10重量份；
聚硅氮烷树脂5～50重量份；
含氢硅油1～80重量份；
填料10～120重量份；
铝基气凝胶0.5～10重量份；
反应抑制剂0～1重量份；
所述的B组分按重量份数计，包括以下成份：
端羟基聚硅氧烷100重量份；
白炭黑1～10重量份；
羟基硅油1～80重量份；
填料10～120重量份；
催化剂0～1重量份。
2.根据权利要求1所述的耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉，其特征在于：所述铝基气凝胶按重量份计，包括以下组分的原料制备而成：
氧化铝粉末0.1～10重量份；
四氢呋喃溶液200～600重量份；
三乙胺溶液10～50重量份；
氨基硅烷偶联剂0.5～20重量份；
端羟基聚硅氧烷20～80重量份。
3.根据权利要求1所述的耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉，其特征在于：所述A组分和B组分中，端羟基聚硅氧烷具有式(I)所示的结构：
Figure RE-FDA0003089116990000011
其中，m和n为≥1的正整数，且25℃下该端羟基聚硅氧烷的粘度为10～100000mPa·s。
4.根据权利要求1所述的耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉，其特征在于：所述A组分和B组分中，白炭黑为疏水气相法白炭黑，比表面积为100～220m2/g。
5.根据权利要求1所述的耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉，其特征在于：所述A组分中，聚硅氮烷树脂具式(II)所示的结构：
Figure RE-FDA0003089116990000021
其中，n为≥1的正整数，且25℃下该聚硅氮烷树脂的粘度为5～5000mPa·s。
6.根据权利要求1所述的耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉，其特征在于：所述A组分中，含氢硅油为至少含有三个硅氢键的硅油，含氢量为0.1～1.6％。
7.根据权利要求1所述的耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉，其特征在于：所述B组分中，羟基硅油具有式(III)所示的结构：
HO(SiMe2O)nH 式(III)；
式(III)中，n为25℃下使所述的羟基硅油的粘度为10～1000mPa·s时的正整数，羟基含量为0.1％～10％。
8.根据权利要求1所述的耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉，其特征在于：所述A组分和B组分中，填料为氧化铝、高岭土、膨润土、硅灰石、玻璃纤维、氢氧化铝、氢氧化镁和硼酸锌中的三种或多种，且每种填料的平均粒径小于100um。
9.根据权利要求1所述的耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉，其特征在于：所述A组分中，铝基气凝胶为分散在端羟基聚硅氧烷中氧化氧化铝分散液，所述的氧化铝分散液经过氨基硅烷偶联剂表面改性。
10.根据权利要求2所述的耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉，其特征在于：所述铝基气凝胶的制备方法具体为：
S1、将氧化铝粉末和四氢呋喃溶液至于烧瓶中，并进行超声处理1-2h，得到悬浮液1；
S2、将上述悬浮液1和三乙胺倒入1000ml三颈烧瓶中，在20℃～40℃下机械搅拌1-2h，得到悬浮液2；
S3、将氨基硅烷偶联剂和四氢呋喃加入悬浮液2中，并在30℃～50℃下搅拌6-8h，得到悬浮液3；
S4、将悬浮液3过滤，并用二氯甲烷和四氢呋喃反复洗涤以除去三乙胺和过量的反应物，得到悬浮液4；
S5、将悬浮液4和端羟基聚硅氧烷至于离心搅拌分散机中搅拌5-10min，得到铝基气凝胶。
11.根据权利要求10所述的耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉，其特征在于：所述的氨基硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷，N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷，N-正丁基-3-氨丙基三甲氧基硅烷，γ-苯胺基甲基三甲氧基硅烷，γ-苯胺基甲基三乙氧基硅烷，八(氨丙基)聚倍半硅氧烷，八(氨乙基氨丙基)聚倍半硅氧烷，八(氨丙基苯基)聚倍半硅氧烷和八(氨丙基异丁基)聚倍半硅氧烷中的一种或多种。
12.根据权利要求1所述的耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉，其特征在于：所述A组分中，反应抑制剂为1-乙炔基环己醇，3-苯基-1-丁炔-3-醇，3-辛基-1-丁炔-3醇，1,1,3,3-四甲基-1,3-二乙烯基硅氧烷，2,4,6,8-四甲基-2,4,6,8-四乙烯基环四硅氧烷中的一种或多种。
13.根据权利要求1所述的耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉，其特征在于：所述B组分中，催化剂为1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷的铂配合物，1,3-二乙烯基-1,3-二苯基-二甲基二硅氧烷的铂配合物和氯铂酸的醇溶液中的一种或多种。
14.一种权利要求1～13任一项所述的耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将包含端羟基聚硅氧烷、聚硅氮烷树脂、含氢硅油、白炭黑、铝基气凝胶、填料和反应抑制剂的原料于真空下搅拌分散均匀，得到A组分；
步骤二、将包含端羟基聚硅氧烷、羟基硅油、白炭黑、填料和催化剂的原料于真空下搅拌分散均匀，得到B组分；
步骤三、将A组分和B组分按重量比1:1均匀混合，并经过涂布机和烘道处理5min，得到耐火隔热的电芯间用有机硅泡棉。
15.根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于：所述步骤一和步骤二的混合温度为30℃～50℃，真空度不低于-0.08MPa；所述步骤三涂布间隙1mm，涂布速率200cm/min，烘道温度80℃～90℃。
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