CN218701844U - 一种复合材料板材及电池壳 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种复合材料板材及电池壳，包括依次设置并通过粘结剂连接的有机硅层、氧化铝层、酚醛泡沫层、碳纤维层和高硅氧层；所述氧化铝层由氧化铝纤维毡浸渍阻燃树脂制成；所述碳纤维层由碳纤维布浸渍阻燃树脂制成；所述高硅氧层由高硅氧布浸渍阻燃树脂制成。本申请可大幅度提高阻燃性能，可满足在1500℃高温下可持续烧蚀20min。
Description
技术领域
本实用新型涉及复合板材技术领域，具体涉及一种复合材料板材及电池壳。
背景技术
自从高分子化合物材料广泛使用之后，我们开始面临新的火灾领域威胁，原因是：绝大部分高分子材料都是不阻燃的。每年火灾带来的损失是非常巨大的，所以在公共交通，航空航天等领域都对材料需要很高的阻燃要求。
为了赋予材料阻燃性能，一般需要添加适量的阻燃剂，使得高分子材料具有一定程度的阻燃性能，但是在某些高阻燃要求的环境下，单一的阻燃剂阻燃满足不了使用条件，例如氢能源电池包外箱体材料在特殊环境下，如未来飞行汽车领域，其要求的阻燃性能需要材料可以耐1500℃的高温烧蚀10min以上且不出现烧穿，普通阻燃复合材料的耐温只有900℃，基本是无法满足上述需求的。
本领域常规的复合材料夹心板，其上下为碳纤维预浸料，中间为PET泡沫，其阻燃性能相对于传统材料有了较大的提升，但经测试，其在1500℃下3min后烧穿，背面温度为650℃，其仍然不能满足高阻燃性的需求。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种复合材料板材及电池壳，以解决现有技术中的板材不能满足耐1500℃的高温烧蚀10min以上且不出现烧穿的问题。
为达到上述目的，本实用新型是采用下述技术方案实现的：
第一方面，本申请公开了一种复合材料板材，包括依次设置并通过粘结剂连接的有机硅层、氧化铝层、酚醛泡沫层、碳纤维层和高硅氧层；
所述氧化铝层由氧化铝纤维毡浸渍阻燃树脂制成；
所述碳纤维层由碳纤维布浸渍阻燃树脂制成；
所述高硅氧层由高硅氧布浸渍阻燃树脂制成。
进一步地，所述阻燃树脂为磷改性环氧树脂、线性酚醛树脂、热固性酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂的一种或几种组合而成。
进一步地，所述氧化铝纤维毡占氧化铝层总重量的65%-75%；
所述碳纤维布占碳纤维层总重量的65%-75%；
所述高硅氧布占高硅氧层总重量的65%-75%。
进一步地，所述氧化铝纤维毡的厚度为1-2mm。
进一步地，所述碳纤维层包括两层碳纤维布，所述碳纤维布的厚度为0.2-0.28mm。
进一步地，所述高硅氧层包括两层高硅氧布，所述高硅氧布的厚度为0.2-0.28mm。
进一步地，所述酚醛泡沫层由酚醛发泡树脂和连接在酚醛发泡树脂表面的毡制成；
所述酚醛泡沫层的厚度为4-10mm。
进一步地，所述有机硅层为热固性有机硅薄膜。
进一步地，所述粘结剂为热固性或者热塑性树脂。
第二方面，本申请公开了一种电池壳，电池壳采用上述任一项所述的复合材料板材制成。
根据上述技术方案，本实用新型的实施例至少具有以下效果：本申请通过调整复合板材的铺层结构，在表面设置有机硅层，可以在高温燃烧时起到无机隔绝热保护作用，既解决了燃烧分解产物外逸，又抑制了材料的内部分解；氧化铝层是耐高温烧蚀材料，能与有机硅保护层一起隔绝热量，更好的保护内部材料；碳纤维层很好的提供了材料强度以及阻燃协效作用，保证复合材料的性能，高硅氧层作为最后的阻燃保护层，利用高硅氧纤维的高阻燃性和隔热性，形成最后的阻燃保护。与传统的阻燃复合材料相比，本申请可大幅度提高阻燃性能，可通过EN45545 R1范围内HL3与CCAR25.853级别测试，可满足在1500℃高温下可持续烧蚀20min。
附图说明
图1为本申请中复合材料板的示意图。
其中：1、有机硅层；2、氧化铝层；3、酚醛泡沫层；4、碳纤维层；5、高硅氧层；6、粘结剂。
具体实施方式
为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图中所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型描述中使用的术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”指的是附图中的方向，术语“内”、“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
实施例1
本申请将高硅氧预浸料与碳纤预浸料结合使用在表层铺放氧化铝预浸毡与有机硅胶膜，这种复合材料固化后的耐烧蚀温度达到1500℃以上，远高于传统复合材料。
本申请提供的复合材料板材，在具有高力学性能的前提下，同时还能满足CCAR25.853、EN45545以及氢能源电池壳烧蚀要求的阻燃等级，具有低烟密度，热释放速率，低烟毒性等特点。其烟密度最大Dm平均值为52，5分钟最大热释放速率为52KW/m2。在满足阻燃要求的同时也能作为飞机与动车的承力内饰结构使用。
新型氧化铝纤维毡是一种主要成分为氧化铝的多晶纤维，通过湿法热压法形成面重均匀的新型无机毡材料，它通常还含有5%左右的二氧化硅，用以稳定晶相、抑制高温下晶粒的长大，氧化铝纤维是当今国内外最新型的超轻质高温绝热材料之一，长期使用温度为1300-1400℃（普通玻纤为1000℃，高温容易烧穿）。
高硅氧纤维具有较高的比强度，热性能与普通的石英纤维相似，具有较高的隔热性，具有更高的耐热冲击性能，主要用于耐烧蚀材料。
如图1所示，本申请提供的复合材料板材，包括由外至内部的层层阻燃保护，依次由有机硅层1、氧化铝层2、酚醛泡沫层3、碳纤维层4、高硅氧层5组成，各层由阻燃粘结剂6粘合而成，整板的面密度为6~10kg/m2。
在一些进一步地实施例中，氧化铝层2为1-2mm氧化铝纤维毡浸渍阻燃树脂形成。高硅氧层为两层0.2-0.28mm厚的高硅氧布浸渍阻燃树脂形成，碳纤维层4为两层0.2-0.28mm厚的碳纤维布浸渍阻燃树脂形成。
本申请中所用的高硅氧布，氧化铝纤维毡，碳纤维布均浸润阻燃树脂，树脂可以是酚醛树脂或环氧树脂，纤维体积含量在50-60%。
本申请中酚醛泡沫层3为酚醛发泡板，酚醛发泡板是由热固性酚醛树脂和表面毡发泡而成，密度是1500kg/m3，厚度为6-10mm，极限氧指数＞35%。
在一些进一步地实施例中，阻燃树脂由磷改性环氧树脂、线性酚醛树脂、热固性酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂中的一种或者几种构成。阻燃树脂含量占各部分总重量的25%-35%。
在一些进一步地实施例中，阻燃粘接剂6为热固性或者热塑性树脂；可以是环氧树脂或者是聚氨酯，粘接厚度为0.4~0.7mm，面密度为55~65g/m2，刮涂在酚醛泡沫板上，刮涂之前先用砂纸打磨酚醛发泡板。
在一些进一步地实施例中，有机硅胶膜为一种热固性有机硅薄膜，通过粘接剂粘接在表面上。
本申请的具体操作步骤如下：
将氧化铝纤维毡、碳纤维布、高硅氧布浸渍阻燃树脂制成氧化铝层、碳纤维层和高硅氧层；
用砂纸将酚醛发泡板打磨粗糙，清理干净后均匀刮涂粘接剂；
将有机硅胶膜、氧化铝层、酚醛发泡板、碳纤维层、高硅氧层按从上至下的顺序铺层；
在模具打上脱模剂，等待脱模剂干燥之后将铺好的电池壳板放入模具，以制成复合材料板；
通过复合材料板可制成电池壳。
本申请提供的阻燃电池壳在1500℃温度下烧蚀10min后背温为30℃。
通过调整复合材料的铺层结构，在表面铺贴有机硅胶膜，可以在高温燃烧时，作为无机隔绝热保护层，既解决了燃烧分解产物外逸，又抑制了材料的内部分解。氧化铝预浸料在受热时，能与有机硅保护层一起隔绝热量，更好的保护内部材料。碳纤预浸料很好的提供了材料强度以及阻燃协效作用，保证复合材料的性能，高硅氧作为最后的阻燃保护层，利用高硅氧纤维的高阻燃性和隔热性，形成最后的阻燃保护。与传统的阻燃复合材料相比，在牺牲部分力学性能的前提下，可大幅度提高阻燃性能，可通过EN45545 R1范围内HL3与CCAR25.853级别测试，在1500℃高温下可持续烧蚀20min。
实施例2
本申请还公开了一种电池壳，该电池壳采用实施例1提供的复合材料板材制成。
由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。
Claims (8)
1.一种复合材料板材，其特征在于，包括依次设置并通过粘结剂连接的有机硅层、氧化铝层、酚醛泡沫层、碳纤维层和高硅氧层；
所述氧化铝层由氧化铝纤维毡浸渍阻燃树脂制成；
所述碳纤维层由碳纤维布浸渍阻燃树脂制成；
所述高硅氧层由高硅氧布浸渍阻燃树脂制成。
2.根据权利要求1所述的复合材料板材，其特征在于，所述氧化铝层的厚度为1-2mm。
3.根据权利要求1所述的复合材料板材，其特征在于，所述碳纤维层包括两层碳纤维布，所述碳纤维布的厚度为0.2-0.28mm。
4.根据权利要求1所述的复合材料板材，其特征在于，所述高硅氧层包括两层高硅氧布，所述高硅氧布的厚度为0.2-0.28mm。
5.根据权利要求1所述的复合材料板材，其特征在于，所述酚醛泡沫层由酚醛发泡树脂和连接在酚醛发泡树脂表面的毡制成；
所述酚醛泡沫层的厚度为4-10mm。
6.根据权利要求1所述的复合材料板材，其特征在于，所述有机硅层为热固性有机硅薄膜。
7.根据权利要求1所述的复合材料板材，其特征在于，所述粘结剂为热固性或者热塑性树脂。
8.一种电池壳，其特征在于，采用权利要求1-7任一项所述的复合材料板材制成。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202222319018.0U CN218701844U (zh) | 2022-09-01 | 2022-09-01 | 一种复合材料板材及电池壳 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202222319018.0U CN218701844U (zh) | 2022-09-01 | 2022-09-01 | 一种复合材料板材及电池壳 |
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| CN218701844U true CN218701844U (zh) | 2023-03-24 |
Family
ID=85631043
Family Applications (1)
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| CN202222319018.0U Active CN218701844U (zh) | 2022-09-01 | 2022-09-01 | 一种复合材料板材及电池壳 |
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| CN (1) | CN218701844U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116922815A (zh) * | 2023-09-19 | 2023-10-24 | 天津爱思达航天科技股份有限公司 | 一种整流罩用挡风板的成型方法及挡风板 |
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2022
- 2022-09-01 CN CN202222319018.0U patent/CN218701844U/zh active Active
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