一种玻纤布阻燃自粘复合材料及其制备方法与流程

本发明涉及阻燃材料，尤其涉及一种玻纤布阻燃自粘复合材料及其制备方法。

背景技术：

1、铝箔玻纤复合胶带具有耐高温、耐氧化的特点和优良的保温隔热性能、电磁屏蔽性能，适用于汽车、建筑、电子等行业。其中，在新能源汽车领域，随着技术的不断发展，对电池的封装、固定、制造中所使用的胶带性能提出了更高的要求。尤其是考虑到电池的使用安全性，为了避免电池起火燃烧，对胶带的耐高温、阻燃性能要求很高。通常来说，作为胶带使用的阻燃铝箔玻纤复合材料是以阻燃胶将铝箔和玻纤布复合得到的，为了满足对阻燃性能的高要求，一般使用含卤阻燃剂，虽然用量少、阻燃效率高，但是其在燃烧与加热过程中会释放有害物质，对人类危害性较大；若是在阻燃胶中添加大量的无机阻燃剂进行填充，阻燃胶的粘结力下降，则会使铝箔与玻纤布之间、胶带与基材之间的结合力下降，导致剥离强度变差。同时，为了适应电池在湿热条件下长期使用，还需要胶带具有优良的耐湿热老化性能，而普通的胶带不具备很好的耐湿热老化性，容易翘曲变形，而且由于铝箔玻纤复合胶带贴合用的压敏胶很难同时与玻纤、铝箔和粘结基材具有良好的匹配性，经过湿热老化后容易在胶带内部起泡。因此，有必要开发一种环保、安全，兼具高阻燃性能与高剥离强度，同时具有优良耐湿热老化性能的铝箔-玻纤布阻燃复合材料。

技术实现思路

1、本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种玻纤布阻燃自粘复合材料及其制备方法。

2、本发明是通过以下技术方案实现的：

3、一种玻纤布阻燃自粘复合材料的制备方法，包括以下步骤：

4、s1、将纳米氧化铋加入多巴胺的tris-hcl溶液中分散均匀，得到改性液；分别将铝箔和玻纤布在所述改性液中浸渍处理，然后取出、烘干，得到改性铝箔和改性玻纤布；

5、s2、将阻燃压敏胶涂覆在所述改性铝箔的表面，烘干后形成第一阻燃胶层，然后将所述改性玻纤布贴合在第一阻燃胶层表面，将阻燃压敏胶涂覆在改性玻纤布的表面，烘干后形成第二阻燃胶层，将离型膜贴合在所述第二阻燃胶层表面，经过辊压得到玻纤布阻燃自粘复合材料；

6、所述阻燃压敏胶包括下述质量份的原料：丙烯酸酯压敏胶30-40份、松香树脂3-5份、苯硼酸改性金属氧化物阻燃剂3-5份、溶剂8-15份。

7、优选地，s1中，纳米氧化铋与多巴胺的质量比为(0.5-1)：1；所述多巴胺的tris-hcl溶液中，多巴胺的浓度为2-5g/l；所述tris-hcl溶液的ph为8-8.8。

8、优选地，s1中，浸渍处理的温度为30-50℃，时间为6-12h。

9、优选地，所述苯硼酸改性金属氧化物阻燃剂的制备方法包括下述步骤：

10、(1)用氨基硅烷偶联剂对金属氧化物阻燃剂进行表面改性，得到氨基化金属氧化物阻燃剂；

11、(2)将3-羧基苯硼酸、n-羟基琥珀酰亚胺、1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐加入溶剂中充分搅拌，然后加入所述氨基化金属氧化物阻燃剂分散均匀，在室温下搅拌反应，得到苯硼酸改性金属氧化物阻燃剂。

12、优选地，步骤(1)中，将氨基硅烷偶联剂加入适量乙醇中，得到氨基硅烷偶联剂溶液；将所金属氧化物阻燃剂加入水中分散均匀，得到金属氧化物阻燃剂浆料；将所述氨基硅烷偶联剂溶液加入金属氧化物阻燃剂浆料中，充分搅拌反应，得到氨基化金属氧化物阻燃剂。

13、优选地，步骤(1)中，氨基硅烷偶联剂与金属氧化物阻燃剂的质量比为(0.2-1):10。

14、优选地，步骤(2)中，3-羧基苯硼酸、n-羟基琥珀酰亚胺、1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、氨基化金属氧化物阻燃剂的质量比为(0.5-1)：(1-2)：(1-3)：1。

15、优选地，步骤(2)中，搅拌反应30-60h。

16、优选地，所述金属氧化物阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝或其组合。

17、优选地，所述氨基硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh-540、硅烷偶联剂kh-550或其组合。

18、优选地，所述丙烯酸压敏胶包括下述质量份的原料：丙烯酸异辛酯10-12份、丙烯酸丁酯6-8份、丙烯酸3-4份、甲基丙烯酸甲酯3-5份、甲基丙烯酸羟乙酯4-6份、引发剂0.3-0.5份、溶剂30-40份。

19、优选地，所述铝箔的厚度为0.02-0.05mm，玻纤布的厚度为0.05-0.1mm，第一阻燃胶层的厚度为0.01-0.03mm，第二阻燃胶层的厚度为0.01-0.03mm。

20、一种玻纤布阻燃自粘复合材料，由所述的制备方法制得。

21、本发明的优点是：

22、本发明先将铝箔和玻纤布分别在含多巴胺和纳米氧化铋的溶液中进行改性处理，在铝箔和玻纤布表面形成聚多巴胺-纳米氧化铋复合改性层，然后采用以丙烯酸酯压敏胶作为基体、松香树脂作为增粘剂、苯硼酸改性金属氧化物阻燃剂作为阻燃有效成分的阻燃压敏胶进行复合形成玻纤布阻燃自粘复合材料。其中，在铝箔和玻纤布表面形成聚多巴胺-纳米氧化铋复合改性层，可以与阻燃压敏胶中的金属氧化物阻燃剂以及其表面包覆的苯硼酸形成协同作用，金属氧化物阻燃剂可以对氧和热量起到阻隔作用，而苯硼酸可以在燃烧时形成炭层，与金属氧化物阻燃剂形成的阻隔层结合，起到协同作用改善阻隔性，而纳米氧化铋可以使炭层致密化，进一步改善阻燃性能，从而使压敏胶中无机阻燃剂用量低的情况下，保证复合材料优良的阻燃效果；阻燃压敏胶中的无机阻燃剂用量低，且由于无机阻燃剂表面苯硼酸可以形成氢键作用，提升压敏胶的内聚力，从而使复合材料具有优良的剥离强度；同时，由于阻燃压敏胶中的苯硼酸基团的作用，改善了阻燃压敏胶的耐湿热性能，由于铝箔和玻纤布表面形成聚多巴胺-纳米氧化铋复合改性层可以提升压敏胶粘合界面的耐湿热性能，弥合了压敏胶与玻纤、铝箔和粘结基材之间难以匹配的问题，从而使胶带整体上具有优良的耐湿热老化性能。综上所述，本发明的玻纤布阻燃自粘复合材料不仅具有优良的阻燃性能和粘结性，而且耐湿热老化性能很好，适用范围广。

技术特征：

1.一种玻纤布阻燃自粘复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的玻纤布阻燃自粘复合材料的制备方法，其特征在于，s1中，纳米氧化铋与多巴胺的质量比为(0.5-1)：1；所述多巴胺的tris-hcl溶液中，多巴胺的浓度为2-5g/l；所述tris-hcl溶液的ph为8-8.8。

3.根据权利要求1所述的玻纤布阻燃自粘复合材料的制备方法，其特征在于，s1中，浸渍处理的温度为30-50℃，时间为6-12h。

4.根据权利要求1所述的玻纤布阻燃自粘复合材料的制备方法，其特征在于，所述苯硼酸改性金属氧化物阻燃剂的制备方法包括下述步骤：

5.根据权利要求4所述的玻纤布阻燃自粘复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，将氨基硅烷偶联剂加入适量乙醇中，得到氨基硅烷偶联剂溶液；将所金属氧化物阻燃剂加入水中分散均匀，得到金属氧化物阻燃剂浆料；将所述氨基硅烷偶联剂溶液加入金属氧化物阻燃剂浆料中，充分搅拌反应，得到氨基化金属氧化物阻燃剂。

6.根据权利要求4所述的玻纤布阻燃自粘复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，氨基硅烷偶联剂与金属氧化物阻燃剂的质量比为(0.2-1):10。

7.根据权利要求4所述的玻纤布阻燃自粘复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，3-羧基苯硼酸、n-羟基琥珀酰亚胺、1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、氨基化金属氧化物阻燃剂的质量比为(0.5-1)：(1-2)：(1-3)：1。

8.根据权利要求1所述的玻纤布阻燃自粘复合材料的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸压敏胶包括下述质量份的原料：丙烯酸异辛酯10-12份、丙烯酸丁酯6-8份、丙烯酸3-4份、甲基丙烯酸甲酯3-5份、甲基丙烯酸羟乙酯4-6份、引发剂0.3-0.5份、溶剂30-40份。

9.根据权利要求1所述的玻纤布阻燃自粘复合材料的制备方法，其特征在于，所述铝箔的厚度为0.02-0.05mm，玻纤布的厚度为0.05-0.1mm，第一阻燃胶层的厚度为0.01-0.03mm，第二阻燃胶层的厚度为0.01-0.03mm。

10.一种玻纤布阻燃自粘复合材料，其特征在于，由权利要求1-9任一项所述的制备方法制得。

技术总结
本发明公开了一种玻纤布阻燃自粘复合材料及其制备方法，先将铝箔和玻纤布分别在含多巴胺和纳米氧化铋的溶液中进行改性处理，然后将阻燃压敏胶涂覆在改性铝箔的表面，烘干后形成第一阻燃胶层，然后将所述改性玻纤布贴合在第一阻燃胶层表面，将阻燃压敏胶涂覆在改性玻纤布的表面，烘干后形成第二阻燃胶层，将离型膜贴合在所述第二阻燃胶层表面，经过辊压得到玻纤布阻燃自粘复合材料。本发明的玻纤布阻燃自粘复合材料具有优良的阻燃性能，剥离强度高，耐湿热老化性能好，应用范围广泛。

技术研发人员：徐华,赵文建
受保护的技术使用者：安徽高瓴金属科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15