CN116478628A - 一种用于新能源汽车线束绕包用耐磨降噪云母复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种用于新能源汽车线束绕包用耐磨降噪云母复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及新能源汽车的线束绕包材料技术领域，尤其是一种用于新能源汽车线束绕包用耐磨降噪云母复合材料及其制备方法。一种用于新能源汽车线束绕包用耐磨降噪云母复合材料，包括复合云母卷、耐热型粘结剂层和离型纸，所述复合云母卷包括起到防火阻燃的云母卷基层、功能降噪层、耐磨皮层，所述耐磨皮层作为复合云母卷外层，起到耐磨保护的作用。本申请中设计制造的耐磨降噪云母复合材料不仅具有良好的阻燃防火性能、柔韧性能，而且还具有耐磨性能和降噪效果，将其应用于新能源汽车中的电池模组上的线束绕包，可有效改善NVH性能，进而改善新能源汽车行驶的安全性以及驾驶舒适性能。

Description

一种用于新能源汽车线束绕包用耐磨降噪云母复合材料及其 制备方法
技术领域
本申请涉及新能源汽车的线束绕包材料技术领域，尤其是涉及一种用于新能源汽车线束绕包用耐磨降噪云母复合材料及其制备方法。
背景技术
新能源汽车不同于传统的燃油机车，其主要动力来源是电池模组，因而相对传统的燃油机车，其电池模组的连接线束也相对较多，需要采用具有阻燃防火性能的绕包带进行线束绕包处理。云母绕包带具有高电绝缘性、高耐火性、大介电常数、损耗小、介电强度高、化学稳定性高等优势，可满足新能源汽车的线束绕包处理要求。
目前，现有技术中的常规云母绕包带主要是由云母纸、丙烯酸粘结剂和离型纸组成。虽然现有技术中的常规云母绕带可起到阻燃防火和绝缘安全性的作用，但是实际新能源车运行过程中，饶包线束之间势必有出现摩擦的情况，会导致云母带上的云母粉耐擦脱落，阻燃防火性能下降。此外，饶包线束之间摩擦会出现不必要的噪音，导致NVH性能下降，影响整车的驾乘感受。
发明内容
为了解决上述技术问题，本申请提供了一种用于新能源汽车线束绕包用耐磨降噪云母复合材料及其制备方法。
第一方面，本申请提供的一种用于新能源汽车线束绕包用耐磨降噪云母复合材料，是通过以下技术方案得以实现的：
一种用于新能源汽车线束绕包用耐磨降噪云母复合材料，包括复合云母卷(1)、耐热型粘结剂层(2)和离型纸(3)，所述耐热型粘结剂层(2)复合形成于复合云母卷(1)表面；所述耐热型粘结剂层(2)背向复合云母卷(1)的表面复合有离型纸(3)；所述复合云母卷(1)包括起到防火阻燃的云母卷基层(11)、功能降噪层(12)、耐磨皮层(13)，所述耐磨皮层(13)作为复合云母卷(1)外层，起到耐磨保护的作用；所述复合云母卷(1)整体厚度控制在0.6-1.2mm；所述复合云母卷(1)的厚度占复合云母卷(1)整体厚度的75-92％；所述云母卷基层(11)、功能降噪层(12)、耐磨皮层(13)的厚度比控制在(50-70)：(25-40)：(5-10)。
本申请中设计制造的耐磨降噪云母复合材料不仅具有良好的阻燃防火性能、柔韧性能，而且还具有耐磨性能和降噪效果，将其应用于新能源汽车中的电池模组上的线束绕包，可有效改善NVH性能，进而改善新能源汽车行驶的安全性以及驾驶舒适性能。
优选的，所述云母卷基层主要是由以下重量份的原料制备而成：有机硅树脂液35-40份、表面改性后的云母集料80-82.5份、0.8-2.0份的表面改性后的增韧补强物；所述增韧补强物为芳纶短纤丝、氧化铝短纤丝、氧化锌晶须、碳化硅晶须中的至少一种；所述改性有机硅树脂液中有机溶剂的含量48-52％，有机硅树脂的含量为47.5-51％，余量为抗老化助剂。
通过采用上述技术方案，可保证得到具有良好阻燃防火性能的云母卷基层，且所得云母卷基层还具有较好的柔韧性，绕包线束过程中不易开裂，可有效保护所绕包的线束，进而提升新能源汽车整车的使用安全性能。
优选的，所述有机硅树脂液中的有机硅树脂为环氧改性有机硅树脂；所述环氧改性有机硅树脂主要是由有机硅树脂和环氧改性树脂制得，所述有机硅树脂与所述环氧改性树脂的摩尔比控制在1：(0.18-0.24)；所述环氧改性树脂为双酚S型环氧树脂搭配4.4-二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺、聚丁二烯环氧树脂、四溴二酚基丙烷型环氧树脂组成；所述双酚S型环氧树脂、4.4-二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺、聚丁二烯环氧树脂、四溴二酚基丙烷型环氧树脂的摩尔比为(78-80)：10：15：5；所述有机硅树脂为带双键的硅烷A、硅烷B，带双键的硅烷A、硅烷B的摩尔比控制在(70-72):(28-30)；所述带双键的硅烷A的结构式与所述带双键的硅烷B的结构式相同，所述带双键的硅烷A的结构式如下：
所述带双键的硅烷A的数均分子量控制在800-1600；所述带双键的硅烷B的数均分子量控制在8000-12000。
通过采用上述技术方案，可保证得到具有良好阻燃防火性能且兼具相对较好机械强度的云母卷基层，且所得云母卷基层还具有较好的柔韧性，绕包线束过程中不易开裂且抗拉伸性能相对未改性前有了提升，可有效保护所绕包的线束，进而提升新能源汽车整车的使用安全性能。
优选的，所述环氧改性有机硅树脂的制备：将计量准确的双酚S型环氧树脂、4.4-二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺、聚丁二烯环氧树脂、四溴二酚基丙烷型环氧树脂混合均匀，再加入二甲苯稀释粘度，混合均匀后加入DMP-30催化剂，冲入氮气排尽空气后升温至110-112℃，滴加有机硅树脂，滴加速度控制在4-6g/min，有机硅树脂滴加完成后维持110-112℃下反应120-150min，反应完成后，冷却至室温，制得成品环氧改性有机硅树脂。
本申请的制备方法相对简单，操作难度低，便于实现工业化生产制造。
优选的，所述带双键的硅烷A的数均分子量控制在1000；所述带双键的硅烷B的数均分子量控制在10000；所述带双键的硅烷A、硅烷B的摩尔比控制在70:30；所述增韧补强物为氧化铝短纤丝、氧化锌晶须；所述氧化铝短纤丝、氧化锌晶须的质量比(70-80)：(20-30)。
通过采用上述技术方案，进一步优化带双键的硅烷A和带双键的硅烷B及增韧补强物的组成配比，可保证所制备的得到的线束绕包用云母复合材料的耐磨性能、降噪性能、阻燃防火性能、隔热性能和机械强度较优。
优选的，所述云母卷基层的的制备方法，包括以下步骤：S1，有机硅树脂液的制备；同时制备表面改性后的云母集料和表面改性后的增韧补强物；S2，采用步骤一中的成品环氧改性有机硅树脂制备环氧改性有机硅树脂液；S3，将计量准确的表面改性后的云母集料、表面改性后的增韧补强物混合均匀后加入有机硅树脂液和稀释溶剂，搅拌均匀后得云母浆料；S4，将S3中的云母浆料置于成型模具中，加热除去有机溶剂，然后采用多步热压成型法即得高耐温高强度柔性云母卷成品。
本申请的制备方法相对简单，操作难度低，便于实现工业化生产制造。
优选的，所述功能降噪层为柔性气凝胶或者聚合物基发泡材料；所述柔性气凝胶为氧化硅柔性气凝胶、碳基柔性气凝胶、生物质柔性气凝胶、纤维质柔性气凝胶中的一种；所述聚合物基发泡材料为高分子材料经发泡处理得到的聚氨酯泡沫带、聚酰亚胺泡沫带、聚丙烯酸酯泡沫带、聚乙烯泡沫带、聚酰亚胺/SiO2复合泡沫带中的一种；所述耐磨皮层为柔性陶瓷膜或者高耐磨塑料膜；所述高耐磨塑料膜为耐磨型PU膜、耐磨型TPU、含氟聚合物膜、PI膜、PEEK膜中的一种；形成所述耐热型粘结剂层所采用的粘结剂为聚酰亚胺胶、酚醛树脂胶、硅橡胶粘结剂中的一种。
通过采用上述技术方案，可保证所制备的得到的线束绕包用云母复合材料的耐磨性能、降噪性能、阻燃防火性能、隔热性能和机械强度、柔韧性较优。
优选的，所述功能降噪层通过耐候性较好的网格胶复合于云母纸层的上表面；所述云母纸层下表面与耐热型粘结剂层复合粘结；所述功能降噪层和云母纸层形成半成品绕包带；所述耐磨皮层包覆于半成品绕包带外周侧形成成品云母绕包带；所述耐磨皮层为硬度在45-80A的耐磨型TPU膜。
通过采用上述技术方案，45-80A的耐磨型TPU膜可进一步改善整体的NVH性能，进而改善新能源汽车行驶的安全性以及驾驶舒适性能。
优选的，所述耐磨型TPU膜中添加有阻燃颗粒；所述阻燃颗粒的含量在3-6wt％；所述阻燃颗粒是由陶瓷化硅橡胶颗粒、纳米二硅化钼搭配氢氧化铝、氢氧化镁、氮化钛、氮化硼组成。
通过采用上述技术方案，可改善整体的阻燃安全性能。
第二方面，本申请提供的一种用于新能源汽车线束绕包用耐磨降噪云母复合材料的制备方法，是通过以下技术方案得以实现的：
一种用于新能源汽车线束绕包用耐磨降噪云母复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，复合云母卷的制备：
S1.1，云母卷基层的制备及其耐磨皮层的制备；
同时制备原材料作为功能降噪层的柔性气凝胶或聚合物基发泡材料；
S1.2，通过耐候性较好的网格胶将柔性气凝胶或聚合物基发泡材料复合于云母卷基层一表面，热压辊压合后形成形成半成品绕包带；
S1.3，耐磨皮层包覆于半成品绕包带外周侧得复合云母卷；
同时准备原材料耐热型粘结剂层和离型纸；
步骤二，复合云母卷涂覆耐热型粘结剂形成耐热型粘结层；
步骤三，在耐热型粘结层上复合离型纸，收卷得成品。
本申请的制备方法相对简单，操作难度低，便于实现工业化生产制造。
综上所述，本申请具有以下优点：
1、本申请中设计制造的耐磨降噪云母复合材料不仅具有良好的阻燃防火性能、柔韧性能，而且还具有耐磨性能和降噪效果，将其应用于新能源汽车中的电池模组上的线束绕包，可有效改善NVH性能，进而改善新能源汽车行驶的安全性以及驾驶舒适性能。
2、本申请的制备方法相对简单，操作难度低，便于实现工业化生产制造。
附图说明
图1是本申请中实施例1的整体结构示意图。
图2是本申请中实施例1的局部结构示意图，主要展示网格胶和云母纸层的连接关系。
图3是用于测试本申请的隔热性能的热性能测试装置的结构示意图。
图4是用于测试本申请的隔热性能的热性能测试装置的横截面展示图。
图中，1、复合云母带；10、半成品绕包带；11、云母纸层；12、功能降噪层；120、网格胶；13、耐磨层；2、耐热型粘结剂层；3、离型纸；4、测试箱体；41、安装板；42、导轨；5、夹装组件；51、夹装板；511、矩形孔；52、夹装框体；521、第一框体；522、第二框体；6、热源；7、第一测温仪表面温度计；70、第二测温仪表面温度计。
具体实施方式
以下结合附图、对比例和实施例对本申请作进一步详细说明。
制备例
制备例1
环氧改性有机硅树脂主要是由有机硅树脂和环氧改性树脂制得.
有机硅树脂与环氧改性树脂的摩尔比控制在1：0.18。
环氧改性树脂为双酚S型环氧树脂搭配4.4-二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺、聚丁二烯环氧树脂、四溴二酚基丙烷型环氧树脂组成。
双酚S型环氧树脂、4.4-二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺、聚丁二烯环氧树脂、四溴二酚基丙烷型环氧树脂的摩尔比为80：10：15：5。
带双键的硅烷A的数均分子量控制在1000(JNC FM-0711)。
带双键的硅烷B的数均分子量控制在10000(JNC FM-0725)。
带双键的硅烷A、硅烷B的摩尔比控制在70:30。
环氧改性有机硅树脂的制备：将计量准确的双酚S型环氧树脂、4.4-二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺、聚丁二烯环氧树脂、四溴二酚基丙烷型环氧树脂混合均匀，再加入二甲苯稀释粘度，混合均匀后加入DMP-30催化剂，冲入氮气排尽空气后升温至110-112℃，滴加有机硅树脂，滴加速度控制在6g/min，有机硅树脂滴加完成后维持110-112℃下反应120min，反应完成后，冷却至室温，制得成品环氧改性有机硅树脂。
制备例2
制备例2与制备例1的区别在于：有机硅树脂与环氧改性树脂的摩尔比控制在1：0.21。
制备例3
制备例3与制备例1的区别在于：有机硅树脂与环氧改性树脂的摩尔比控制在1：0.24。
制备例4
制备例4与制备例1的区别在于：有机硅树脂与环氧改性树脂的摩尔比控制在1：0.15制备例5
制备例5与制备例1的区别在于：有机硅树脂与环氧改性树脂的摩尔比控制在1：0.28。
制备例6
制备例6与制备例1的区别在于：环氧改性树脂为双酚S型环氧树脂搭配4.4-二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺组成。双酚S型环氧树脂、4.4-二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺的摩尔比为90：10。
制备例7
制备例7与制备例1的区别在于：有机硅树脂为带双键的硅烷A、硅烷B，两者的的摩尔比控制在70:30，未采用环氧树脂进行改性。
制备例8
制备例8与制备例1的区别在于：带双键的硅烷A、硅烷B，两者的的摩尔比控制在90:10。
制备例9
制备例9与制备例1的区别在于：有机硅树脂仅为带双键的硅烷A。
制备例10
制备例10与制备例1的区别在于：有机树脂被替代为普通有机硅树脂-日本信越有机硅树脂KR 242A。
实施例
实施例1
参考图1，一种用于新能源汽车线束绕包用耐磨降噪云母复合材料，包括复合云母卷1、耐热型粘结剂层2和离型纸3，耐热型粘结剂层2复合形成于复合云母卷1表面且耐热型粘结剂层2背向复合云母卷1的表面复合有离型纸3。
复合云母卷1包括起到防火阻燃的云母卷基层11、功能降噪层12、耐磨皮层13，其中，耐磨皮层13作为复合云母卷1外层，起到耐磨保护的作用。
功能降噪层12为柔性气凝胶或者聚合物基发泡材料。
柔性气凝胶为氧化硅柔性气凝胶、碳基柔性气凝胶、生物质柔性气凝胶、纤维质柔性气凝胶中的一种。本实施例中柔性气凝胶为纳诺科技有限公司定制的气凝胶绝热毡，厚度控制在0.3±0.02mm。
聚合物基发泡材料为高分子材料经发泡处理得到的聚氨酯泡沫带、聚酰亚胺泡沫带、聚丙烯酸酯泡沫带、聚乙烯泡沫带、聚酰亚胺/SiO2复合泡沫带中的一种。
耐磨皮层13为柔性陶瓷膜或者高耐磨塑料膜。其中，高耐磨塑料膜为耐磨型PU膜、耐磨型TPU、含氟聚合物膜、PI膜、PEEK膜中的一种。本实施例中耐磨皮层13为耐磨型TPU。
耐磨型TPU膜中包括基体TPU和阻燃颗粒。其中，阻燃颗粒的含量在3-6wt％。本实施例中阻燃颗粒的含量在5.0wt％。基体TPU为巴斯夫Elastollan@TPU C60A HPM邵氏硬A:63。
阻燃颗粒是由陶瓷化硅橡胶颗粒、纳米二硅化钼搭配氢氧化铝、氢氧化镁、氮化钛、氮化硼组成。具体地，阻燃颗粒是由D50＝500nm陶瓷化硅橡胶颗粒、D50＝200nm纳米二硅化钼和D50＝200nm氮化钛组成。本实施中的陶瓷化硅橡胶颗粒、纳米二硅化钼和氮化钛的质量比为1：0.5：0.1。
形成耐热型粘结剂层2所采用的粘结剂为聚酰亚胺胶、酚醛树脂胶、硅橡胶粘结剂中的一种。本实施例中形成耐热型粘结剂层2所采用的粘结剂为硅橡胶粘结剂(德国瓦克E41)。
复合云母卷1整体厚度控制在0.6-1.2mm。
本申请中复合云母卷1整体厚度控制在1.1mm。
复合云母卷1的厚度占复合云母卷1整体厚度的90.91％，复合云母卷1的厚度是1.00mm，耐热型粘结剂层2厚度为0.040mm，离型纸3是0.060mm。
复合云母卷1中的云母卷基层11、功能降噪层12、耐磨皮层13的厚度比控制在50-70：25-40：5-10。具体地，复合云母卷1中的云母卷基层11、功能降噪层12、耐磨皮层13的厚度比控制在6:3:1，即云母卷基层11的厚度是0.60mm，功能降噪层12的厚度是0.30mm，耐磨皮层13的厚度是0.10mm。
云母卷基层11是由以下重量份的原料制备而成：有机硅树脂液35份、表面改性后的云母集料82.5份、2.0份的表面改性后的增韧补强物。
增韧补强物为芳纶短纤丝、氧化铝短纤丝、氧化锌晶须、碳化硅晶须中的至少一种。具体地，增韧补强物为氧化锌晶须(四针状氧化锌晶须ZnO，长度：10～50um；直径：0.5～5um)。
表面改性后的增韧补强物的制备方法，包括以下步骤：
S1，配制表面改性剂水溶液，每1L表面改性剂水溶液中含有6g的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷KH570、2g的二(二辛基焦磷酰基)氧化乙酰肽KR 138S；
S2，将计量准确的增韧补强物氧化锌晶须置于S1中配制表面改性剂水溶液，超声分散处理60min，沥出，烘干水分，得成品表面改性后的氧化锌晶须。
表面改性后的云母集料中含有15％的1000目筛出的云母粉、40％的800-1000目的云母粉、25％的500-800目的云母粉、20％的300-500目的云母粉。
表面改性后的云母集料的制备：
S1，分别称量1000目筛出的云母粉、800-1000目的云母粉、500-800目的云母粉、300-500目的云母粉，备用；
同时制备5份相同的表面改性剂水溶液，每1L表面改性剂水溶液中含有6g的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷KH570、2g的二(二辛基焦磷酰基)氧化乙酰肽KR 138S；
S2，将S1中称量1000目筛出的云母粉、800-1000目的云母粉、500-800目的云母粉、300-500目的云母粉分别置于表面改性剂水溶液中超声分散处理60min，沥出，烘干；
S3，按配比称量S2中完成表面改性的1000目筛出的云母粉、800-1000目的云母粉、500-800目的云母粉、300-500目的云母粉得表面改性后的云母集料。
有机硅树脂液中有机溶剂的含量50％，有机硅树脂的含量为49.2％，余量为抗老化助剂。抗老化助剂是由质量比为40：10：30：20的抗氧剂1010、抗氧剂168、抗紫外线剂UV-326、UV-531组成。
云母卷基层11的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，有机硅树脂液的制备：称量制备例1中的环氧改性有机硅树脂液、有机溶剂-二甲苯、抗老化助剂混合助剂得固含量50％的成品有机硅树脂液；
同时制备表面改性后的云母集料和表面改性后的增韧补强物；
步骤二，将计量准确的表面改性后的云母集料、表面改性后的增韧补强物混合均匀后加入固含量50％的环氧改性有机硅树脂液和稀释溶剂，稀释溶剂用量等于环氧改性有机硅树脂液含有二甲苯溶剂质量的32％，搅拌均匀得云母浆料；
步骤三，将步骤二中的云母浆料置于成型模具中，加热除去有机溶剂-二甲苯，然后采用多步热压成型法，即得高耐温高强度柔性复合云母纸即云母卷基层材料，所制备的高耐温高强度柔性复合云母纸有两种规格，分别为600±5um。
参见图1和图2，功能降噪层12通过耐候性较好的网格胶120复合于云母纸层11的上表面。其中，云母纸层11下表面与耐热型粘结剂层2复合粘结。功能降噪层12和云母纸层11形成半成品绕包带10，耐磨皮层13包覆于半成品绕包带10外周侧形成成品云母绕包带。
一种用于新能源汽车线束绕包用耐磨降噪云母复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，复合云母卷1的制备：
S1.1，云母卷基层11的制备参见上述云母卷基层11的制备方法；
耐磨皮层13的制备：将TPU热熔至液态与阻燃颗粒搅拌混合均匀制备成母粒，所得母粒熔融挤出，流延成膜，得规格为0.1mm的耐磨TPU皮层；
同时制备原材料作为功能降噪层12，定制规格厚度＝0.3mm；
S1.2，通过复合设备将耐候性较好的网格胶复合于云母卷基层11一表面，再将功能降噪层12-柔性气凝胶复合于云母卷基层11贴附网格胶的一表面，热压辊压合后形成形成半成品绕包带10；
S1.3，耐磨TPU皮层包覆于半成品绕包带10外周侧得复合云母卷；
同时准备原材料耐热型粘结剂层2和离型纸3；
步骤二，复合云母卷1涂覆耐热型粘结剂形成耐热型粘结层2；
步骤三，通过复合设备在耐热型粘结层2上复合离型纸3，收卷得成品。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在：云母卷基层11是由以下重量份的原料制备而成：有机硅树脂液38份、表面改性后的云母集料81份、2.0份的表面改性后的增韧补强物。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在：云母卷基层11是由以下重量份的原料制备而成：有机硅树脂液40份、表面改性后的云母集料80份、2.0份的表面改性后的增韧补强物。
实施例4
实施例4与实施例1的区别在：增韧补强物为氧化铝短纤丝(3M Nextel氧化铝纤维，长度控制在43mm)、氧化锌晶须(四针状氧化锌晶须ZnO，长度：10～50um；直径：0.5～5um)；所述氧化铝短纤丝、氧化锌晶须的质量比80:20。
实施例5
实施例5与实施例1的区别在：增韧补强物为氧化铝短纤丝、氧化锌晶须；所述氧化铝短纤丝、氧化锌晶须的质量比70:30。
实施例6
实施例6与实施例1的区别在：有机硅树脂液的制备：称量制备例2中的环氧改性有机硅树脂液、有机溶剂-二甲苯、抗老化助剂混合助剂得固含量50％的成品有机硅树脂液。
实施例7
实施例7与实施例1的区别在：有机硅树脂液的制备：称量制备例3中的环氧改性有机硅树脂液、有机溶剂-二甲苯、抗老化助剂混合助剂得固含量50％的成品有机硅树脂液。
实施例8
实施例8与实施例5的区别在：有机硅树脂液的制备：称量制备例2中的环氧改性有机硅树脂液、有机溶剂-二甲苯、抗老化助剂混合助剂得固含量50％的成品有机硅树脂液。
对比例
对比例1与实施例1的区别在：云母卷基层11是由以下重量份的原料制备而成：有机硅树脂液30份、表面改性后的云母集料85份、2.0份的表面改性后的增韧补强物。需要注意的是，对比例1的绕包云母带在实际使用过程中出现了局部有裂痕的问题，因此，控制胶含量可改善整体的抗开裂性能。
对比例2与实施例1的区别在：云母卷基层11是由以下重量份的原料制备而成：有机硅树脂液44份、表面改性后的云母集料78份、2.0份的表面改性后的增韧补强物。
对比例3与实施例1的区别在：有机硅树脂液的制备：称量制备例4中的环氧改性有机硅树脂液、有机溶剂-二甲苯、抗老化助剂混合助剂得固含量50％的成品有机硅树脂液。
对比例4与实施例1的区别在：有机硅树脂液的制备：称量制备例5中的环氧改性有机硅树脂液、有机溶剂-二甲苯、抗老化助剂混合助剂得固含量50％的成品有机硅树脂液。
对比例5与实施例1的区别在：有机硅树脂液的制备：称量制备例6中的环氧改性有机硅树脂液、有机溶剂-二甲苯、抗老化助剂混合助剂得固含量50％的成品有机硅树脂液。
对比例6与实施例1的区别在：有机硅树脂液的制备：称量制备例7中的环氧改性有机硅树脂液、有机溶剂-二甲苯、抗老化助剂混合助剂得固含量50％的成品有机硅树脂液。
对比例7与实施例1的区别在：有机硅树脂液的制备：称量制备例8中的环氧改性有机硅树脂液、有机溶剂-二甲苯、抗老化助剂混合助剂得固含量50％的成品有机硅树脂液。
对比例8与实施例1的区别在：有机硅树脂液的制备：称量制备例9中的环氧改性有机硅树脂液、有机溶剂-二甲苯、抗老化助剂混合助剂得固含量50％的成品有机硅树脂液。
对比例9与实施例1的区别在：有机硅树脂液的制备：称量制备例10中的环氧改性有机硅树脂液、有机溶剂-二甲苯、抗老化助剂混合助剂得固含量50％的成品有机硅树脂液。
对比例10与实施例1的区别在：云母卷基层11是由以下重量份的原料制备而成：有机硅树脂液38份、表面改性后的云母集料81份。
性能检测试验
检测方法/试验方法
对照组与实施例1的区别在：等同柔性气凝胶厚度的云母卷基层11。
1、耐火性能测试：按照T/ZZB 1722-2020进行测试。仪器:一个能通过调节丙烷或丁烷流量，产生不同高温火焰温度的气体喷灯，一根1.5m绝缘不锈钢护套的K型热电偶测温仪。样件尺寸及数目:(200mm±10mm)*(280mm±10mm)，3片。测量步骤:将试样垂直放于离火焰距离65mm±5m处，点燃火焰，调节丙烷或丁烷流量，使样件的中部对照火焰的一面温度为1100±100℃。在此温度下燃烧，并保持燃烧时间5min，然后移开火焰，检查试样是否有烧穿。
2、阻燃性能测试：按照UL 94规定进行测试。
3、电气强度测试：GB/T 5019.2-2009云母制品试验方法，第22条“电气强度”进行测试，试样厚度为0.39mm～0.41mm，采用Φ25mm/Φ75mm圆柱电极系统，快速升压方式(升压速度为1.0kV/s)，在23℃±2℃的25#变压器油中进行。
4、导热系数测试：参照GB/T 10297-1998《非金属固体材料导热系数的测定方法热线法》测定。
5、拉伸强度测试：按照GB/T 1040.2-2022测试。
6、隔热性能测试：采用隔热性能测试装置进行隔热性能测试。
测试设备：参考图3和图4，隔热性能测试装置，包括测试箱体4，顶部呈开放式。测试箱体4内底板滑动连接有用于夹装的夹装组件5。测试箱体4内底板固定连接有热源安装板41，热源安装板41位于夹装组件5一侧。安装板41上螺丝连接有热源6。热源6为型号HNS1803海尔暖风机。测试箱体4侧壁固定连接有导轨42。夹装组件5可在两导轨42之间进行前后滑动。
参考图3和图4，夹装组件5包括滑动连接于夹装板51，夹装板51是由实木加工而成，外表面涂覆形成有聚四氟乙烯涂层。夹装板51的中心处贯穿上下表面开设有矩形孔511。矩形孔511内卡接有夹装框体52。夹装框体52包括卡接于矩形孔511内的第一框体521和螺栓连接于第一框体521的第二框体522，用于新能源汽车线束绕包用耐磨降噪云母复合材料被固定在第一框体521和第二框体522之间。第一框体521和第二框体522是聚四氟乙烯材质。测试箱体4外壁固定连接有第一测温仪表面温度计7和第二测温仪表面温度计70。第一测温仪表面温度计7和第二测温仪表面温度计70均为TES-1310测温仪表面温度计。第一测温仪表面温度计7用于测试朝向热源6的用于新能源汽车线束绕包用耐磨降噪云母复合材料的表面温度T1。第二测温仪表面温度计70用于测试背向热源6的用于新能源汽车线束绕包用耐磨降噪云母复合材料的表面温度T2。
测试方法：先将用于新能源汽车线束绕包用耐磨降噪云母复合材料固定在第一框体521和第二框体522之间，滑动夹装板51控制用于新能源汽车线束绕包用耐磨降噪云母复合材料表面与热源6的垂直距离，垂直距离为25cm，测试环境温度25℃，湿度35-40％，开启热源6-HNS1803海尔暖风机，高热档位，功率控制在1.8kW，设定温度35℃，10min后用第一测温仪表面温度计7测试用于新能源汽车线束绕包用耐磨降噪云母复合材料面向热源6表面温度，第二测温仪表面温度计70测试用于新能源汽车线束绕包用耐磨降噪云母复合材料背向热源6表面温度，计算10min后测试两表面的温度差。
分别在30、60、120、240min时间点用第一测温仪表面温度计7测试用于新能源汽车线束绕包用耐磨降噪云母复合材料面向热源6表面的温度，第二测温仪表面温度计70测试用于新能源汽车线束绕包用耐磨降噪云母复合材料背向热源6表面的温度，计算30、60、120、240min后测试两表面的温度差。
7、胶含量测试：按照GB/T 5019.2-2009第8.4.5条“有机硅胶粘剂无补强的材料(不溶性胶粘剂)”测试实施例1-8和对比例1-10云母卷基层11中的云母卷材。
8、密度测试：GB/T 5019.2-2009云母制品试验方法测试实施例1-8和对比例1-10云母卷基层11中的云母卷材及其整体密度测试。
数据分析
表1是实施例1-8和对比例1-10中复合云母材料的测试参数表
结合实施例1-8和对比例1-10并结合表1可以看出，实施例1-3与对比例1-2相比可知，本申请中绕包云母复合材料的胶含量需要进行控制，配方选择为有机硅树脂液35-40份、表面改性后的云母集料80-82.5份、0.8-2.0份的表面改性后的增韧补强物较为适宜。
结合实施例1-8和对比例1-10并结合表1可以看出，实施例1、实施例4-5与对比例10相比可知，在本申请中添加增韧剂-氧化锌晶须可改善整体的抗拉伸性能。进一步地，增韧剂是由氧化铝短纤丝、氧化锌晶须的质量比70-80：20-30组成，所制备的绕包云母复合材料抗拉伸效果更佳，且绝缘性能良好。
结合实施例1-8和对比例1-10并结合表1可以看出，实施例1、实施例6-8与对比例3-4相比可知，本申请中环氧改性有机硅树脂中有机硅树脂与环氧改性树脂的摩尔比控制在1：0.18-0.24较为适宜，环氧改性树脂的占比过大虽然可改善整体的机械强度，但是会导致整体偏硬，绕包过程中不易操作且易裂。
结合实施例1-8和对比例1-10并结合表1可以看出，实施例1与对比例5-6相比可知，在本申请中的环氧改性树脂为双酚S型环氧树脂搭配4.4-二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺、聚丁二烯环氧树脂、四溴二酚基丙烷型环氧树脂组成，且双酚S型环氧树脂、4.4-二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺、聚丁二烯环氧树脂、四溴二酚基丙烷型环氧树脂的摩尔比为78-80：10：15：5，所制备的绕包云母复合材料具有较好的阻燃防火性能和柔韧性、机械强度也较好。
结合实施例1-8和对比例1-10并结合表1可以看出，实施例1与对比例7-9相比可知，采用本申请中制备的环氧改性有机硅树脂可保证本申请具有较好阻燃防火性能和绝缘性能的同时具有较好的柔韧性和抗拉伸强度。且环氧改性有机硅树脂中的带双键的硅烷A、硅烷B的摩尔比控制在(70-72):(28-30)为宜。
表2是实施例1-8和对比例1-10中复合云母材料的耐火测试参数表
结合实施例1-8和对比例1-10并结合表2可以看出，本申请中所制备的绕包云母复合材料具有较好的阻燃防火性能、绝缘安全性能、柔韧性及相对较好的抗拉伸强度同时具有较好的隔热性能，可提升新能源汽车行驶的安全性，所采用的耐磨TPU皮层可改善NVH性能，提升驾驶舒适性能。
表3是实施例1-8和对比例1-10中复合云母材料的轻质化测试参数表
结合实施例1-8和对比例1-10并结合表2可以看出，本申请中所制备的绕包云母复合材料具有轻质化的优点，可降低对新能源车的重量负荷，提升正常的续航性能。
综上所述，本申请中设计制造的耐磨降噪云母复合材料不仅具有良好的阻燃防火性能、柔韧性能，而且还具有耐磨性能和降噪效果，将其应用于新能源汽车中的电池模组上的线束绕包，可有效改善NVH性能，进而改善新能源汽车行驶的安全性以及驾驶舒适性能。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种用于新能源汽车线束绕包用耐磨降噪云母复合材料，其特征在于：包括复合云母卷(1)、耐热型粘结剂层(2)和离型纸(3)，所述耐热型粘结剂层(2)复合形成于复合云母卷(1)表面；所述耐热型粘结剂层(2)背向复合云母卷(1)的表面复合有离型纸(3)；所述复合云母卷(1)包括起到防火阻燃的云母卷基层(11)、功能降噪层(12)、耐磨皮层(13)，所述耐磨皮层(13)作为复合云母卷(1)外层，起到耐磨保护的作用；所述复合云母卷(1)整体厚度控制在0.6-1.2mm；所述复合云母卷(1)的厚度占复合云母卷(1)整体厚度的75-92％；所述云母卷基层(11)、功能降噪层(12)、耐磨皮层(13)的厚度比控制在(50-70)：(25-40)：(5-10)。
2.根据权利要求1所述的一种用于新能源汽车线束绕包用耐磨降噪云母复合材料，其特征在于：所述云母卷基层(11)主要是由以下重量份的原料制备而成：有机硅树脂液35-40份、表面改性后的云母集料80-82.5份、0.8-2.0份的表面改性后的增韧补强物；所述增韧补强物为芳纶短纤丝、氧化铝短纤丝、氧化锌晶须、碳化硅晶须中的至少一种；所述有机硅树脂液中有机溶剂的含量48-52％，有机硅树脂的含量为47.5-51％，余量为抗老化助剂。
3.根据权利要求2所述的一种用于新能源汽车线束绕包用耐磨降噪云母复合材料，其特征在于：所述有机硅树脂液中的有机硅树脂为环氧改性有机硅树脂；所述环氧改性有机硅树脂主要是由有机硅树脂和环氧改性树脂制得，所述有机硅树脂与所述环氧改性树脂的摩尔比控制在1：(0.18-0.24)；所述环氧改性树脂为双酚S型环氧树脂搭配4.4-二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺、聚丁二烯环氧树脂、四溴二酚基丙烷型环氧树脂组成；所述双酚S型环氧树脂、4.4-二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺、聚丁二烯环氧树脂、四溴二酚基丙烷型环氧树脂的摩尔比为(78-80)：10：15：5；所述有机硅树脂为带双键的硅烷A、硅烷B，带双键的硅烷A、硅烷B的摩尔比控制在(70-72):(28-30)；所述带双键的硅烷A的结构式与所述带双键的硅烷B的结构式相同，所述带双键的硅烷A的结构式如下：
所述带双键的硅烷A的数均分子量控制在800-1600；所述带双键的硅烷B的数均分子量控制在8000-12000。
4.根据权利要求3所述的一种用于新能源汽车线束绕包用耐磨降噪云母复合材料，其特征在于：所述环氧改性有机硅树脂的制备：将计量准确的双酚S型环氧树脂、4.4-二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺、聚丁二烯环氧树脂、四溴二酚基丙烷型环氧树脂混合均匀，再加入二甲苯稀释粘度，混合均匀后加入DMP-30催化剂，冲入氮气排尽空气后升温至110-112℃，滴加有机硅树脂，滴加速度控制在4-6g/min，有机硅树脂滴加完成后维持110-112℃下反应120-150min，反应完成后，冷却至室温，制得成品环氧改性有机硅树脂。
5.根据权利要求3或4所述的一种用于新能源汽车线束绕包用耐磨降噪云母复合材料，其特征在于：所述带双键的硅烷A的数均分子量控制在1000；所述带双键的硅烷B的数均分子量控制在10000；所述带双键的硅烷A、硅烷B的摩尔比控制在70:30；所述增韧补强物为氧化铝短纤丝、氧化锌晶须；所述氧化铝短纤丝、氧化锌晶须的质量比(70-80)：(20-30)。
6.根据权利要求3或4所述的一种用于新能源汽车线束绕包用耐磨降噪云母复合材料，其特征在于：所述云母卷基层(11)的的制备方法，包括以下步骤：S1，有机硅树脂液的制备；同时制备表面改性后的云母集料和表面改性后的增韧补强物；S2，采用步骤一中的成品环氧改性有机硅树脂制备环氧改性有机硅树脂液；S3，将计量准确的表面改性后的云母集料、表面改性后的增韧补强物混合均匀后加入有机硅树脂液和稀释溶剂，搅拌均匀后得云母浆料；S4，将S3中的云母浆料置于成型模具中，加热除去有机溶剂，然后采用多步热压成型法即得高耐温高强度柔性云母卷成品。
7.根据权利要求1所述的一种用于新能源汽车线束绕包用耐磨降噪云母复合材料，其特征在于：所述功能降噪层(12)为柔性气凝胶或者聚合物基发泡材料；所述柔性气凝胶为氧化硅柔性气凝胶、碳基柔性气凝胶、生物质柔性气凝胶、纤维质柔性气凝胶中的一种；所述聚合物基发泡材料为高分子材料经发泡处理得到的聚氨酯泡沫带、聚酰亚胺泡沫带、聚丙烯酸酯泡沫带、聚乙烯泡沫带、聚酰亚胺/SiO2复合泡沫带中的一种；所述耐磨皮层(13)为柔性陶瓷膜或者高耐磨塑料膜；所述高耐磨塑料膜为耐磨型PU膜、耐磨型TPU、含氟聚合物膜、PI膜、PEEK膜中的一种；形成所述耐热型粘结剂层(2)所采用的粘结剂为聚酰亚胺胶、酚醛树脂胶、硅橡胶粘结剂中的一种。
8.根据权利要求1或7所述的一种用于新能源汽车线束绕包用耐磨降噪云母复合材料，其特征在于：所述功能降噪层(12)通过耐候性较好的网格胶(120)复合于云母纸层(11)的上表面；所述云母纸层(11)下表面与耐热型粘结剂层(2)复合粘结；所述功能降噪层(12)和云母纸层(11)形成半成品绕包带(10)；所述耐磨皮层(13)包覆于半成品绕包带(10)外周侧形成成品云母绕包带；所述耐磨皮层(13)为硬度在45-80A的耐磨型TPU膜。
9.根据权利要求8所述的一种用于新能源汽车线束绕包用耐磨降噪云母复合材料，其特征在于：所述耐磨型TPU膜中添加有阻燃颗粒；所述阻燃颗粒的含量在3-6wt％；所述阻燃颗粒是由陶瓷化硅橡胶颗粒、纳米二硅化钼搭配氢氧化铝、氢氧化镁、氮化钛、氮化硼组成。
10.一种权利要求1-9中任一项所述的一种用于新能源汽车线束绕包用耐磨降噪云母复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一，复合云母卷(1)的制备：
S1.1，云母卷基层(11)的制备及其耐磨皮层(13)的制备；
同时制备原材料作为功能降噪层(12)的柔性气凝胶或聚合物基发泡材料；
S1.2，通过耐候性较好的网格胶(120)将柔性气凝胶或聚合物基发泡材料复合于云母卷基层(11)一表面，热压辊压合后形成形成半成品绕包带(10)；
S1.3，耐磨皮层(13)包覆于半成品绕包带(10)外周侧得复合云母卷；
同时准备原材料耐热型粘结剂层(2)和离型纸(3)；
步骤二，复合云母卷(1)涂覆耐热型粘结剂形成耐热型粘结层(2)；
步骤三，在耐热型粘结层(2)上复合离型纸(3)，收卷得成品。
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CN117984630A (zh) * 2024-04-07 2024-05-07 艾华(浙江)新材料有限公司 一种用于新能源汽车减震降噪的改性丁基橡胶复合阻尼材料及其制备方法
CN117984630B (zh) * 2024-04-07 2024-06-25 艾华(浙江)新材料有限公司 一种用于新能源汽车减震降噪的改性丁基橡胶复合阻尼材料及其制备方法

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