KR20130049088A - 팽창성 광물복합재료를포함하는 배터리 인슐레이션 패드 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 천연광물복합재료를 이용한 배터리 인슐레이션 패드로서 특히 팽창성 천연광물과 유/무기 바인더를 이용하여 제조된 자동차용 배터리 인슐레이션 패드이다.
Description
본 발명은 천연광물 복합재료를 이용한 자동차용 단열재로서 특히 친환경 천연광물과 유/무기 바인더를 이용하여 제조된 자동차용 배터리 인슐레이션 패드이다.
엔진커버와 대시인슐레이터, 인슐레이션 패드 후드는 엔진룸 내에서 발생하는 열과 소음이 실내로 침투되는 것을 차단하는 역할을 하며, 배터리 인슐레이션 패드는 엔진룸 내에서 발생하는 열로부터 배터리를 보호하여 배터리 수명을 연장시키는 역할을 한다. 자동차 배터리를 60℃이상이 고온에 장시간 방치하는 경우 전해액의 온도가 상승하여 작용물질이 분리되고 극판격자의 부식에 기인하여 극판이 약화되어 자기방전이 현저하게 증가한다. 이러한 단점을 해결하기 위한 제품이 배터리 인슐레이션 패드이다. 즉 배터리 인슐레이션 패드는 배터리 외측을 감싸도록 설치되어 자동차 엔진에서 발생되는 열로부터 배터리를 보호하여 안정적이고 지속적으로 배터리를 사용할 수 있도록 하며, 배터리의 수명을 연장시키는 역할을 한다. 이러한 역할을 위해 배터리 인슐레이션 패드는 대체적으로 glass wool 및 레진 펠트, PU foam 등을 사용하고 있으나 이는 재활용이 불가능한 환경유해 소재들이며, 아직까지 천연소재를 활용한 친환경 자동차용 단열재 개발은 이루어지고 있지 않다.
질석은 알루미늄, 마그네슘, 철의 수산화 규산염으로 된 점토광물로 회백색 또는 갈색이며 진주광택이 난다 산에 쉽게 분해되고 양이온 교환능력이 크며 사문암 지대에서 산출된다. 다공질이며 흡수능력이 좋아서 내열재료 및 방음재료로 널리 이용도고 있다. 질석은 천연상태에서 운모와 비슷한 외관을 지닌 평상 함수 망간철-알루미늄-규산염 광물에 대한 총칭적인 이름으로 가열하면 팽창되는 성질을 이용해 여러가지 산업분야에 활용되고 있다. 900~1000℃로 가열하면 층사이에 있던 수분이 증기로 변하며 격자층이 부풀어 오르거나 벌레 모양으로 분리된다. 팽창시킬 경우 저밀도에 최적의 절연성질을 지니며 흡수력과 이온교환능력도 좋다. 또한 화학적으로 독성이 없으며 안정되어 있다.
펄라이트는 유문암질 암석의 일종으로 진주광택을 가진 연회색, 암회색, 갈색, 녹색, 검은색을 띄므로 진주암이라고도 한다. 펄라이트는 상업적으로 사용될때 암석의 조직에 따라 다르지만 고온에서 유리질 입자로 약 10배에서 20배 정도 팽창시켜 사용된다. 팽창된 펄라이트는 저밀도에 다공질이며 흡수능력이 좋아서 내열재료 및 방음재료로 널리 이용돠고 있다. 펄라이트의 성질은 anrs성이며 화학적으로 비활성이고 양이온치환용량은 무시도리 정도로 적고 pH는 7.5로 거의 중성이다.
배터리 인슐레이션 패드는 강성 및 단열성이 높은 기재와 표피재로 구성되어 있다. 이 중 단열성을 요하는 기재로는 열전도율이 낮으며 단열효과가 우수하고 가격이 저렴한 스티로폼이나 우레탄과 같은 단열재가 주로 사용되었으나 열에 취약하고 화재시 유해가스를 발생시키는 단점이 있어 최근에는 그 대체물질로 glass wool이 사용되고 있다. glass wool은 스티로폼이나 우레탄과 유사한 형태를 가지고 있어 근래에 많이 사용되고 있으나 작업자들에게 진폐증을 유발시킬 수 있는 등 문제가 있고 폐기가 용이하지 않다는 문제도 있다. 이에 따라 전 세계적으로 공해물질이 없는 경제적인 단열재의 개발에 대한 필요성이 요구되고 있다.
이에 따라 천연광물을 이용한 단열재가 연구되고 있는데 그 중에서도 단열재로의 성능이 우수한 펄라이트와 질석이 방음재, 단열재와 같은 건축내장재 분야에서 널리 사용되고 있으며, 자동차 내장재의 용도로도 이용될 수 있는 가능성이 매우 크다. 하지만, 자동차 내장재로 쓰이기 위해서는 일정수준의 강도를 나타내며 복잡한 형상의 구조물로 제조되어야 하는데 이러한 제조의 어려움으로 천연질석을 이용한 내장재가 제조되지 못하고 있다.
또한, 팽창질석의 경우 흡음, 단열성능은 매우 뛰어나나 고온에서 열충격에 의한 균열이 발생하는 문제점이 있으며 압축강도가 매우 낮아 고성능 AE감수제를 첨가하는 등의 필요성이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 열전도율이 스티로폼, 우레탄이나 glass wool과 거의 유사한 팽창성 광물을 주 재료로 하여 인체에 무해하고 재활용이 가능한 배터리 인슐레이션 패드를 연구하였다. 이에 따라 천연광물과의 접합강도 및 내열성, 내수성이 우수한 바인더를 개발하기에 이르렀다.
본 발명은 팽창성 광물, 바인더, 첨가제 및 증점제가 포함된 질석복합 재료로 스프레이 공정을 통해 배터리 인슐레이션 패드를 제작하는 것을 특징으로 한다.
팽창성 광물은 실리카, 마그네시아, 팽창성 미팽창 질석, 팽창성 미팽창 경석, 팽창성 미팽창 펄라이트, 마그네슘 카보네이트, 실리마나이트, 남정석, 홍주석, 복사이트, 라이로필라이트, 돌로마이트, 페릴옥사이드, 페로페릭옥사이드, 페로스 옥사이드, 일라이트, 활석, 정장석, 납석, 지르콘, 탄화규소, 팽창성 미팽창 혈암 및팽창성 미팽창 점토 중에서 1 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
바인더는 재료들의 점결력을 주기 위한 첨가제로 수성우레탄, 폴리우레탄, 폴리비닐알콜, 폴리비닐아세테이트, 에틸렌비닐아세테이트, 라텍스 수지, 초산비닐수지, 초산염화비닐수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지 중에서 하나 이상을 사용할 수 있다.
증점제는 제품의 수율향상과 건조시 피복층 표면의 균ㅇ려을 방지하기 위한 것으로 카르복시메틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 폴리에틸렌옥사이드, 당류, 팽윤성이 있는 점토류 중에서 1이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에 의한 배터리 인슐레이션 패드를 제조하기 위한 천연광물 복합 소재는 흡음, 단열성이 우수하며 독성이 없는 친환경 자동차용 내장재를 제조할 수 있게 하며, 폐기물 처리시에도 분쇄하여 비료로 재활용이 가능하게 하는 고부가 가치의 소재이다.
본 발명에 의한 소재를 활용하는 경우 온실가스 배출량 감소, 독성물질발생저감, 에너지 거감, 재활용이 가능한 제품의 생산이 가능하여 환경적인 측면에서도 유익한 효과가 있다.
천연소재인 팽창성 광물 및 유/무기 복합바인더를 혼합한 천연광물 복합재료를 제조한다. 바인더의 함량이 증가할수록 재료의 강도가 증가하나 제조단가도 증가하므로 복합재료가 최적강도를 보이는 적정량의 바인더를 함유시킨다. 이 바인더는 천연광물과의 접합 강도 및 내열성, 내수성이 우수한 바인더이다.
천연광물 복합재료로 배터리 인슐레이션 패드를 제작할시에는 성형압이 증가할수록 내부 기공율이 줄어들어 단열성이 감소하나 강도는 높아지는바, 적정한 압력으로 성형하여야 한다. 강도보강 등을 위해 부직포-천연광물 복합재표-부직포로 샌드위치 구조의 제조도 가능하다.
천연광물복합재료를 혼합하고 성형틀에 넣어 반건조 시킨 후에 위, 아래에 부직포를 추가하고 프레스성형을 통해 배터리 인슐레이션 패드의 제작이 가능하다. 상기 혼합에 있어서는 고에너지 믹서를 사용하여 균일하게 혼합되도록 한다. 상기 건조단계에서는 소량의 유기용제를 첨가하여 기화온도를 감소시키고 성형시 가한 압력으로 인해 기화속도를 상승시켜 빠른 건조가 가능하다.
Claims (3)
- 팽창성 광물, 유/무기 복합바인더, 증점제가 혼합된 팽창성 광물복합재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 배터리 인슐레이션 패드.
- 제1항에 있어서,
상기 팽창성 광물은 실리카, 마그네시아, 팽창성 미팽창 질석, 팽창성 미팽창 경석, 팽창성 미팽창 펄라이트, 마그네슘 카보네이트, 실리마나이트, 남전석, 홍주석, 복사이트, 파이로필라이트, 돌로마이트, 페릴옥사이드, 페로페릭옥사이드, 페로스 옥사이드, 일라이트, 활석, 정장석, 납석, 지르콘, 탄화규소, 팽창성 미팽창 혈암, 팽창성 미팽창 점토 중에서 1이상을 사용하는 것을 특징으로 하는 배터리 인슐레이션 패드.
- 제1항에 있어서,
상기 바인더는 수성우레탄, 폴리우레탄, 폴리비닐알콜, 폴리비닐아세테이트, 에틸렌비닐아세테이트, 라텍스 수지, 초산비닐수지, 초산염화비닐수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지 중에서 하나 이상 사용하며, 상기 증점제는 카르복시메틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 폴리에틸렌옥사이드, 당류, 팽윤성이 있는 점토류 중에서 하나 이상을 사용하는 것을 특징으로 하는 배터리 인슐레이션 패드.
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|---|---|---|---|---|
| KR20160021325A (ko) | 2014-08-14 | 2016-02-25 | (주)대한솔루션 | 차량용 배터리 인슐레이션 |
| CN112210155A (zh) * | 2019-07-10 | 2021-01-12 | 浙江启墨新材料科技有限公司 | 含有膨胀型防火阻尼毡的电动汽车 |
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-
2011
- 2011-11-03 KR KR1020110114140A patent/KR20130049088A/ko not_active Application Discontinuation
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| CN112210155B (zh) * | 2019-07-10 | 2024-01-05 | 浙江启墨新材料科技有限公司 | 含有膨胀型防火阻尼毡的电动汽车 |
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