一种防火防爆阻燃隔热复合片材的制作方法

1.本实用新型属于高分子材料领域，尤其涉及一种适用于新能源汽车电池组或电线电缆的防火防爆阻燃隔热复合片材。


背景技术：

2.锂离子电池被广泛用于新能源汽车。电动汽车最重要的一项指标就是其安全性能，电动汽车在行驶过程中不小心发生意外碰撞等事故，有可能导致整组电池包壳体破裂。由于锂离子电池特有的材料特性，过充可能会析出金属锂，在壳体破裂的情况下，金属锂与空气直接接触，导致燃烧，同时引燃电解液，发生强烈火焰，气体急速膨胀，发生爆燃。此外，由于电池包内的热失控会导致其内部发生短路，从而引起电池正负极材料发生剧烈化学反应，导致电芯温度急剧上升、压力过大、外壳破裂、整车自燃起火甚至爆炸等事故。电动汽车中的动力电池自燃具有燃烧速度快、热值高、差异大和扑救困难等特点，而锂离子电池在燃烧时候迅速释放的热量会导致汽车中可燃物的迅速燃烧，从而引发人员伤亡等情况出现。
3.电线电缆在运载过程中会发烫，负荷的电流量的不断扩大，电线电缆的环境温度会越高，当温度超过一定范围之后，电线电缆可能会发生爆燃。另一种原因时由于外在的高温火源引起电线电缆的燃烧。若不及时防护就会影响电网的安全运行。
4.目前，各新能源汽车电池包和电线电缆的防火材料有两种方式，一种是包覆防火毡材料等阻燃材料，另一种是涂覆防火阻燃涂料。
5.防火毡材料，如，云母板、超细玻璃棉、高硅氧棉毡等。当电池或电线电缆发生热失控后，依靠防火毡材料可以有效隔绝热量扩散和控制火势走向，有效延缓热量扩散时间，从而提高电池包或电线电缆防火安全性。虽然隔热毡可以有效隔绝热量扩散和控制火势走向、延缓热量扩散时间，但防火毡方案也存在重量高、散热性能差、无法解决爆燃的问题。
6.防火阻燃涂料主要包括成膜物质、碳源、酸源、发泡剂、填料等，其主要成膜物质为丙烯酸树脂、环氧树脂或氟聚合物等。在加热时涂层中热能被转化，防火涂层能迅速膨胀十几倍至几十倍并吸收周围热量，从而有效阻止高温侵入其保护的基材，并以此达到防火目的。但是在新能源汽车用防火阻燃涂料还不成熟，因为涂料大部分从建筑用防火涂料优化而来，没有独立的体系，没有按照整车需求进行独立的开发，其现场设备大而繁杂，施工难度很大，以及涂料性能、涂料利用率等都有很多不足之处。
7.防火阻燃涂料应用在电线电缆上已经比较普遍，但是存在没有有效的解决电线电缆运行的时候热量散失，电线电缆遇故障爆燃的防护问题。


技术实现要素：

8.为克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种防火防爆阻燃隔热复合片材，适用于新能源汽车用电池和电线电缆，提高使用的安全性。
9.为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：
10.一种防火防爆阻燃隔热复合片材，包括凯夫拉防火布、防护层、防火涂层。凯夫拉
防火布正反两面设有防护层，防护层表面涂覆有防火涂层，所述的防火涂层为膨胀型阻燃绝热阻燃防火涂层；所述的防火涂层为条形防火涂层或圆形防火涂层。
11.所述的防护层为膨胀型阻燃绝热阻燃防火涂料涂覆形成的防护层。
12.所述的防护层的厚度为0.1～0.2mm。
13.所述的膨胀型阻燃绝热阻燃防火涂层厚度为2～6mm。
14.所述的条形防火涂层的宽度为8～12mm。
15.所述的条形防火涂层之间的间隙的宽度为4～8mm。
16.所述的圆形防火涂层的直径为8～12mm。
17.所述的圆形防火涂层之间的间隙为2～4mm。
18.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
19.防火防爆阻燃隔热复合片材采用凯夫拉防火布作为防爆隔层，凯夫拉防火布具有永久耐高温阻燃性(使用温度不低于1000℃)，具有耐酸，耐碱，耐盐和有机溶剂的侵蚀；具有高强度，高耐磨，高抗撕裂性；遇火不熔滴，不产生有毒气体。防护层较薄，采用膨胀型阻燃绝热阻燃涂料双面涂覆在凯夫拉防火布上而，即可以防护凯夫拉防火布，又可以粘接凯夫拉防火布与防火涂层。防火涂层采用膨胀型阻燃绝热阻燃涂料涂覆，采用并排条形或点状的结构。其具有初始膨胀温度低，膨胀迅速，隔热性好，阻燃性好等优点，阻燃等级可以达到a0级。防火涂层的留空间隔，可以散发掉汽车电池组或电线电缆在运行过程中产生的热量，有效的保障它的安全使用，延迟了使用寿命。防火涂层膨胀倍率高且稳定蓬松，在遇火膨胀时可以完全覆盖涂层之间的孔隙，不会影响膨胀型阻燃绝热阻燃防火涂料性能的发挥。
附图说明
20.图1是带有条形防火涂层的防火防爆阻燃隔热复合片材的结构示意图。
21.图2是带有圆形防火涂层的防火防爆阻燃隔热复合片材的结构示意图。
22.图中：1-凯夫拉防火布2-防护层3-防火涂层。
具体实施方式
23.下面结合说明书附图对本实用新型进行详细地描述，但是应该指出本实用新型的实施不限于以下的实施方式。
24.见图1、图2，一种防火防爆阻燃隔热复合片材，包括凯夫拉防火布1、防护层2、防火涂层3，凯夫拉防火布1正反两面设有防护层2，防护层2表面涂覆有防护涂层，所述的防火涂层3为膨胀型阻燃绝热阻燃防火涂层3；所述的防火涂层3为条形防火涂层3或圆形防火涂层3(见图1、图2)。膨胀型阻燃绝热阻燃防火涂料涂覆形成防护层2，防火涂层3也采用膨胀型阻燃绝热阻燃防火涂料涂覆形成，膨胀型阻燃绝热阻燃防火涂料可直接采用专利申请号202110368621.5，公开的膨胀型阻燃绝热防火涂料及制备方法。
25.防护层2的厚度h为0.1～0.2mm。防火涂层3厚度h为2～6mm。条形防火涂层3的宽度d为8～12mm。条形防火涂层3之间的间隙的宽度w为4～8mm。圆形防火涂层3的直径d为8～12mm。圆形防火涂层3之间的间隙w为2～4mm。
26.制作时：
27.1)将膨胀型阻燃绝热阻燃防火涂料按0.1～0.2mm的厚度，用流延涂覆机双面均匀涂覆在凯夫拉防火布1上，初凝固后，形成防护层2，复卷，常温凝固48小时。
28.2)膨胀型阻燃绝热阻燃防火涂料用无气高压喷涂机，按宽8～12mm，厚2～6mm，间隔4～8mm线条状涂覆在防护层2上，见图1。
29.或者将膨胀型阻燃绝热阻燃防火涂料用高压无气喷涂机，以直径8～12mm，厚2～6mm，间隔2～4mm点状涂覆在防护层2上，见图2。
30.3)初凝后，复卷，常温凝固24～48小时，即可包装。
31.4)成品包装完成后，放到常温仓库继续熟化5～8天，出厂。
32.凯夫拉防火布1具有以下优点：
33.1)具有永久耐高温阻燃性(使用温度不低于1000℃)。
34.2)永久耐酸，耐碱，耐盐和有机溶剂的侵蚀。
35.3)具有高强度，高耐磨，高抗撕裂性。
36.4)遇火不熔滴。不产生有毒气体。
37.5)火烧布面时，布面增厚，增强密封性，不破裂。
38.此外，凯夫拉防火布1也有个缺点就是抗紫外线能力差，所以需要先涂覆膨胀型阻燃绝热阻燃防火涂料作为防护层2保护。防护层2和防火涂层3的粘合剂使用相同的材料，不会产生排斥现象，相容性好。
39.防护层2及防火涂层3均采用膨胀型阻燃绝热阻燃防火涂料涂覆，膨胀型阻燃绝热阻燃防火涂料具有以下优点：
40.1)膨胀温度低，250摄氏度就可以发生膨胀，产生隔热效果。
41.2)膨胀迅速，可以在及短的时间内形成隔热层，阻止热辐射向防护材料的扩散。
42.3)阻燃性好，阻燃等级可以达到a0级。
43.4)由于膨胀后形成的隔热层为膨松状，其中的膨胀过程中产生的气体在隔热层中间，其能极大的隔绝热量的传导，所以隔热效果好。
44.使用时
45.按电池组或电线电缆的外部形状切割成品防火防爆阻燃隔热复合片材，用物理的方法如卡扣，压条，扎带等方法固定到电池组或电线电缆外部。
46.当用该复合材料包覆的电池组或电线电缆遇外部火源时，涂覆凯夫拉防火布1上和其外层的膨胀型阻燃绝热阻燃防火涂层3会迅速膨胀自身厚度的20～30倍，形成疏松稳定的隔离层，阻挡热能向内部辐射，保护电池组或电线电缆的安全。
47.当电池组或电线电缆由于内部或外部原因引起的爆燃时，该复合材料的凯夫拉防火布1会阻挡爆燃的气体或火焰向外部的发散，同时涂覆凯夫拉防火布1上和其外层的防火阻燃绝热涂料会迅速膨胀自身厚度的20～30倍，形成疏松稳定的隔离层，阻挡热能先外部的扩散，保护电动汽车的安全或电网的稳定运行。