CN113844067A - 一种云母复合材料及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于云母加工技术领域，具体提供了一种云母复合材料的制造方法，该方法工艺技术简单，产品整体成本较金属件大幅度降低，产品重量轻，可以根据产品尺寸需要，裁切成各种规格的大小，用于电动汽车电池包的安全防护件时，可减小电池包的整体体积，增大电池包的空间利用率；本发明以耐高温和绝缘性能较强的云母为基材，再增加补强材料玻璃纤维布、胶黏剂、溶剂，制作出的云母复合材料性能优秀，密度在2g/cm3左右，阻燃性能可达到UL 94 V‑0，能耐高温，1200℃火焰灼烧无破裂，电气强度大于20KV/mm，常温下抗弯强度大于180MPa。
Description
技术领域
本发明属于云母加工技术领域，具体涉及一种云母复合材料及其制造方法。
背景技术
目前国内开发中的新能源电动汽车核心部件为电池包，其工作过程中会散发大量的热量，在极端条件下会产生高温，对车辆和人身造成安全隐患，因此电池包往往需要采用耐高温防火且机械强度较好的材料，这种材料通常采用金属件制作，但金属件重量大、占空间大、成本高，鉴于以上几个缺点，需要开发一种更加优良的材料来替代金属件，以降低电池包成本，提高综合性能。
本发明提供了一种云母复合材料的制造方法，以耐高温和绝缘性能较强的云母为基材，再增加补强材料玻璃纤维布、胶黏剂、溶剂，制作出新型耐火绝缘云母复合材料。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中电池包成本高、重量大等问题。
为此，本发明提供了一种云母复合材料的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)配制环氧树脂溶液：将固态环氧树脂熔化后与有机溶剂混合，充分搅拌至环氧树脂完全溶解于有机溶剂中，所述有机溶剂为可溶解环氧树脂的挥发性有机溶剂；
(2)上胶：将玻璃纤维布浸入到步骤(1)配制的环氧树脂溶液中，待环氧树脂浸润玻璃纤维布后，取出备用；
(3)压合：将云母纸压合在浸润有环氧树脂溶液的玻璃纤维布表面，使云母纸和玻璃纤维布粘合成整体；
(4)烘干：将压合后的云母纸和玻璃纤维布烘干，使环氧树脂溶液中的有机溶剂挥发，得到干燥的云母复合材料。
具体的，上述步骤(1)中有机溶剂包括酮类、酯类、醚醇类或氯代烃类有机溶剂中的至少一种。
具体的，上述步骤(1)中有机溶剂为丙酮或丁酮。
具体的，上述步骤(1)中熔化后的环氧树脂与有机溶剂的质量比为1：(0.2-20)。
具体的，上述步骤(2)中采用上胶机进行上胶。
具体的，上述步骤(4)中采用烘箱进行烘干。
具体的，上述步骤(4)中烘干温度为35℃-100℃。
具体的，上述制造方法还包括步骤(5)：在云母复合材料云母纸一面压合一层聚乙烯薄膜层。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
本发明提供的这种云母复合材料的制造方法工艺技术简单，产品整体成本较金属件大幅度降低，产品重量轻，可以根据产品尺寸需要，裁切成各种规格的大小，用于电动汽车电池包的安全防护件时，可减小电池包的整体体积，增大电池包的空间利用率；本发明以耐高温和绝缘性能较强的云母为基材，再增加补强材料玻璃纤维布、胶黏剂、溶剂，制作出的云母复合材料性能优秀，密度在2g/cm3左右，阻燃性能可达到UL 94V-0，能耐高温，1200℃火焰灼烧无破裂，电气强度大于20KV/mm，常温下抗弯强度大于180MPa。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明提供的云母复合材料制造方法的示意图。
图2是通过本发明提供的制造方法制备的云母复合材料的结构示意图。
附图标记：1、云母纸；2、玻璃纤维布；3、胶槽；4、滚筒；5、烘箱；6、聚乙烯薄膜；7、收卷装置；8、环氧树脂和玻璃纤维布混合层。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。尽管已经详细描述了本发明的代表性实施例，但是本发明所属技术领域的普通技术人员将理解，在不脱离本发明范围的情况下可以对本发明进行各种修改和改变。因此，本发明的范围不应局限于实施方案，而应由所附权利要求及其等同物来限定。
本发明提供了一种云母复合材料的制造方法，包括以下步骤：
(1)配制环氧树脂溶液：将固态环氧树脂升温熔化后与有机溶剂混合，充分搅拌至环氧树脂完全溶解于有机溶剂中，所述有机溶剂为可溶解环氧树脂的挥发性有机溶剂，包括酮类、酯类、醚醇类或氯代烃类有机溶剂中的至少一种，优选的，有机溶剂为丙酮或丁酮；
其中，熔化后的环氧树脂按照1：(0.2-20)的质量比与有机溶剂混合，不同质量比对应的云母复合材料性能不同，具体质量比可根据实际性能需求确定；
(2)上胶：将玻璃纤维布浸入到步骤(1)配制的环氧树脂溶液中，待环氧树脂浸润玻璃纤维布后，取出备用；
优选的，采用上胶机进行上胶，将云母纸和玻璃纤维布安装到上胶机相应位置，将配制好的环氧树脂溶液倒入上胶机的胶槽中，启动上胶机，使玻璃纤维布在牵引力作用下经过胶槽，确保胶槽中的环氧树脂溶液浸润玻璃纤维布；
(3)压合：将云母纸压合在浸润有环氧树脂溶液的玻璃纤维布表面，由于环氧树脂有极好的粘着性，压合后能使云母纸和玻璃纤维布粘黏成整体；为了确保云母纸平整、均匀地压合在玻璃纤维布表面，可重复进行多道压合工序；
(4)烘干：将压合后的云母纸和玻璃纤维布烘干，使环氧树脂溶液中的有机溶剂挥发，得到干燥的云母复合材料；
具体的，采用烘箱或其他发热的装置，烘干温度为35℃-100℃，根据烘干线的长度，烘干时间一般为0.5-60min。
为了提高云母复合材料的抗潮湿、耐酸碱等性能，同时也避免云母复合材料在后续收卷存放时云母纸面和玻璃纤维布面发生粘黏，本发明提供的制造方法还包括步骤(5)：在云母复合材料的云母纸一面压合一层聚乙烯薄膜层。
制备的云母复合材料通常采用简易的收卷装置，将烘干后的云母复合材料卷绕在转轴上，随着滚筒的转动，将云母复合材料一层一层卷绕起来，以卷筒状的形式保存，并用防水膜包装保存，也可以根据尺寸需要直接截断成片状材料来保存。
下面通过具体实施例对本发明提供的云母复合材料的效果进行研究。
实施例1：
本实施例提供了一种云母复合材料，其通过以下步骤制备：
(1)配制环氧树脂溶液：将固态环氧树脂升温熔化至具备一定流动性后按照1：1.5的质量比与丙酮混合，充分搅拌至环氧树脂完全溶解于丙酮中；
(2)上胶：采用上胶机进行上胶，将云母纸卷和玻璃纤维布卷安装到上胶机相应位置，且云母纸和玻璃纤维布表面平行，将配制好的环氧树脂溶液倒入上胶机的胶槽中，启动上胶机，玻璃纤维布在牵引力作用下开卷后经过胶槽，使胶槽中的环氧树脂溶液浸润玻璃纤维布；
(3)压合：利用上胶机的滚筒将云母纸压合在浸润有环氧树脂溶液的玻璃纤维布一侧表面，使云母纸和玻璃纤维布粘合成整体；
(4)烘干：将压合后的云母纸和玻璃纤维布烘干通过烘箱烘干，烘干温度为70℃，烘干时间为30min，使环氧树脂溶液中的有机溶剂挥发，得到干燥的云母复合材料；
(5)覆膜：利用滚筒，在烘干后的云母复合材料的云母纸一面压合一层聚乙烯薄膜层。
对云母复合材料的性能进行检测，其密度为2.6g/cm3，阻燃性能为UL94V-0，能耐高温，1200℃火焰灼烧无破裂，电气强度为23KV/mm，常温下抗弯强度为206MPa。
实施例2：
本实施例提供了一种云母复合材料，其通过以下步骤制备：
(1)配制环氧树脂溶液：将固态环氧树脂升温熔化至具备一定流动性后按照1：2的质量比与丙酮混合，充分搅拌至环氧树脂完全溶解于丙酮中；
(2)上胶：采用上胶机进行上胶，将云母纸卷和玻璃纤维布卷安装到上胶机相应位置，且云母纸和玻璃纤维布表面平行，将配制好的环氧树脂溶液倒入上胶机的胶槽中，启动上胶机，玻璃纤维布在牵引力作用下开卷后经过胶槽，使胶槽中的环氧树脂溶液浸润玻璃纤维布；
(3)压合：利用上胶机的滚筒将云母纸压合在浸润有环氧树脂溶液的玻璃纤维布一侧表面，使云母纸和玻璃纤维布粘合成整体；
(4)烘干：将压合后的云母纸和玻璃纤维布烘干通过烘箱烘干，烘干温度为70℃，烘干时间为40min，使环氧树脂溶液中的有机溶剂挥发，得到干燥的云母复合材料；
(5)覆膜：利用滚筒，在烘干后的云母复合材料的云母纸一面压合一层聚乙烯薄膜层。
对云母复合材料的性能进行检测，其密度为2.4g/cm3，阻燃性能为UL94V-0，能耐高温，1200℃火焰灼烧无破裂，电气强度为22.5KV/mm，常温下抗弯强度为203MPa。
实施例3：
本实施例提供了一种云母复合材料，其通过以下步骤制备：
(1)配制环氧树脂溶液：将固态环氧树脂升温熔化至具备一定流动性后按照1：3的质量比与丙酮混合，充分搅拌至环氧树脂完全溶解于丙酮中；
(2)上胶：采用上胶机进行上胶，将云母纸卷和玻璃纤维布卷安装到上胶机相应位置，且云母纸和玻璃纤维布表面平行，将配制好的环氧树脂溶液倒入上胶机的胶槽中，启动上胶机，玻璃纤维布在牵引力作用下开卷后经过胶槽，使胶槽中的环氧树脂溶液浸润玻璃纤维布；
(3)压合：利用上胶机的滚筒将云母纸压合在浸润有环氧树脂溶液的玻璃纤维布一侧表面，使云母纸和玻璃纤维布粘合成整体；
(4)烘干：将压合后的云母纸和玻璃纤维布烘干通过烘箱烘干，烘干温度为70℃，烘干时间为60min，使环氧树脂溶液中的有机溶剂挥发，得到干燥的云母复合材料；
(5)覆膜：利用滚筒，在烘干后的云母复合材料的云母纸一面压合一层聚乙烯薄膜层。
对云母复合材料的性能进行检测，其密度为2.2g/cm3，阻燃性能为UL94V-0，能耐高温，1200℃火焰灼烧无破裂，电气强度为21.3KV/mm，常温下抗弯强度为187MPa。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种云母复合材料的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)配制环氧树脂溶液：将固态环氧树脂熔化后与有机溶剂混合，充分搅拌至环氧树脂完全溶解于有机溶剂中，所述有机溶剂为可溶解环氧树脂的挥发性有机溶剂；
(2)上胶：将玻璃纤维布浸入到步骤(1)配制的环氧树脂溶液中，待环氧树脂浸润玻璃纤维布后，取出备用；
(3)压合：将云母纸压合在浸润有环氧树脂溶液的玻璃纤维布表面，使云母纸和玻璃纤维布粘合成整体；
(4)烘干：将压合后的云母纸和玻璃纤维布烘干，使环氧树脂溶液中的有机溶剂挥发，得到干燥的云母复合材料。
2.如权利要求1所述的云母复合材料的制造方法，其特征在于：所述步骤(1)中有机溶剂包括酮类、酯类、醚醇类或氯代烃类有机溶剂中的至少一种。
3.如权利要求1所述的云母复合材料的制造方法，其特征在于：所述步骤(1)中有机溶剂为丙酮或丁酮。
4.如权利要求1所述的云母复合材料的制造方法，其特征在于：所述步骤(1)中熔化后的环氧树脂与有机溶剂的质量比为1：(0.2-20)。
5.如权利要求1所述的云母复合材料的制造方法，其特征在于：所述步骤(2)中采用上胶机进行上胶。
6.如权利要求1所述的云母复合材料的制造方法，其特征在于：所述步骤(4)中采用烘箱进行烘干。
7.如权利要求1所述的云母复合材料的制造方法，其特征在于：所述步骤(4)中烘干温度为35℃-100℃。
8.如权利要求1所述的云母复合材料的制造方法，其特征在于，还包括步骤(5)：在云母复合材料云母纸一面压合一层聚乙烯薄膜层。
9.一种如权利要求1-8任意一项所述的制造方法制备得到的云母复合材料。
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