一种复合隔热硅泡棉材料及其制备方法和应用与流程

本发明属于硅泡棉材料，具体涉及一种复合隔热硅泡棉材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、玻纤布具有优异的耐高温保型性，经常被用在隔热复合材料中。

2、cn111410505a公开了一种隔热板及其制备方法，所述隔热板包括基板以及龙骨架，所述基板包括中碱玻纤布、中层板以及无纺布，用于制备中层板的原料包括以下以质量份表示的组分：氯化镁溶液40-48份、氧化镁30-40份、填料16-26份、纤维12.8-18份、发泡剂0.5-1份；所述填料包括生石灰。该技术方案提供的隔热板隔热效果、抗返卤性好，同时具有良好的抗冲击强度以及抗折强度，但是玻纤布单独裸露在外侧，容易沾染污质，且在切割的时候容易出现掉玻纤渣的现象。

3、cn116852816a公开了一种电芯隔热片及其制备方法，所述电芯隔热片自上而下依次包括第一电子玻纤布层、第一胶粘剂层、含有基材的聚氨酯泡棉层、第二胶粘剂层和第二电子玻纤布层；所述第一胶粘剂层、第二胶粘剂层相互独立地分别由如下按重量份计的各原料制成：硅硼碳氮聚合物30-40份、2-(1-丙烯-2-基)苯并[d]噁唑2-5份、四溴双酚a双烯丙基醚3-5份、偶联剂1-2份、填料5-8份、含氨基的超支化液晶聚合物10-15份、双(环氧乙烷基甲基)-5-(2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1h,3h,5h)-三酮3-5份、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷1-3份、消泡剂0.8-1.2份、引发剂1-2份、溶剂50-80份。该技术方案提供的电芯隔热片隔热性能佳，使用寿命长，阻燃防火性能优异，压缩回弹性好，但是玻纤布单独裸露在外侧，容易沾染污质，且在切割的时候容易出现掉玻纤渣的现象。

4、因此，需开发一种隔热效果好、切割的时不会掉玻纤渣的复合隔热硅泡棉材料。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种复合隔热硅泡棉材料及其制备方法和应用。所述复合隔热硅泡棉材料具有隔热效果好、切割的时不会掉玻纤渣的特点。

2、为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种复合隔热硅泡棉材料，所述复合隔热硅泡棉材料包括依次层叠设置的第一硅橡胶层、第一基布层、隔热层、第二基布层和第二硅橡胶层；

4、所述第一硅橡胶层和第二硅橡胶层的原料各自独立地包括如下组分：第一乙烯基硅油、第一补强填料、第一含氢硅油、第一耐热剂、第一阻燃剂、成瓷填料、第一催化剂和第一抑制剂；

5、所述第一基布层和第二基布层各自独立地包括玻纤布和/或预氧丝纤维布；

6、所述隔热层的原料包括如下组分：第二乙烯基硅油、第二补强填料、第二含氢硅油、活性羟基物质、第二耐热剂、第二阻燃剂、第二催化剂和第二抑制剂。

7、本发明中，所述复合隔热硅泡棉材料包括依次层叠设置的第一硅橡胶层、第一基布层、隔热层、第二基布层和第二硅橡胶层，通过在第一基布层和第二基布层的外侧分别复合较薄的第一硅橡胶层和第二硅橡胶层，有效的解决了玻纤布单独裸露在外侧，容易出现沾染污质、在切割的时候容易掉玻纤渣的问题，同时第一硅橡胶层和第二硅橡胶层的设置使复合隔热硅泡棉材料具有更优异的隔热性能。

8、优选地，所述第一硅橡胶层和第二硅橡胶层的原料各自独立地包括按重量份数计的如下组分：第一乙烯基硅油40-60份(例如43份、46份、49份、52份、53份或58份等)、第一补强填料15-40份(例如18份、21份、24份、27份、30份、33份、36份或39份等)、第一含氢硅油1-3份(例如1.3份、1.6份、1.9份、2.2份、2.5份或2.8份等)、第一耐热剂2-10份(例如3份、4份、5份、6份、7份、8份或9份等)、第一阻燃剂20-35份(例如21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份、30份、31份、32份、33份或34份等)、成瓷填料3-10份(例如4份、5份、6份、7份、8份或9份等)、第一催化剂0.2-1.6份(例如0.4份、0.6份、0.8份、1.0份、1.2份或1.4份等)和第一抑制剂0.2-0.8份(例如0.3份、0.4份、0.5份、0.6份或0.7份等)。

9、优选地，所述第一乙烯基硅油为乙烯基含量为0.08％-0.5％(例如0.1％、0.15％、0.2％、0.25％、0.3％、0.35％、0.4％或0.45％等)的乙烯基硅油中的任意两种或至少三种的组合。

10、优选地，所述乙烯基含量为0.08％-0.5％的乙烯基硅油在25℃的黏度为2000-110000mm2/s(例如2500mm2/s、7000mm2/s、10000mm2/s、20000mm2/s、40000mm2/s、50000mm2/s、70000mm2/s、90000mm2/s或100000mm2/s等)。

11、优选地，所述第一补强填料包括比表面积为100-400m2/g(例如105m2/g、200m2/g、250m2/g、300m2/g、350m2/g等)的白炭黑。

12、优选地，所述第一含氢硅油的含氢量为0.75％-1.25％(例如0.80％、0.85％、0.90％、0.95、1.00％、1.05％、1.10％、1.15％或1.20％等)。

13、优选地，所述第一含氢硅油在25℃的黏度为10-110mm2/s(例如15mm2/s、20mm2/s、30mm2/s、40mm2/s、80mm2/s、90mm2/s或100mm2/s等)。

14、优选地，所述第一耐热剂包括氧化铈和/或氧化铁。

15、优选地，所述第一耐热剂的粒径为2-10μm(例如2.5μm、3.5μm、4.5μm、5.5μm、6.5μm、7.5μm、8.5μm或9μm等)。

16、优选地，所述第一阻燃剂包括氢氧化镁、氢氧化铝或炭黑中的任意一种或至少两种的组合。

17、优选地，所述第一阻燃剂的粒径为5-12μm(例如5.5μm、6μm、6.5μm、7μm、7.5μm、8μm、9.5μm、10μm、10.5μm、11μm或11.5μm等)。

18、优选地，所述成瓷填料包括硅灰粉和/或云母粉。

19、优选地，所述成瓷填料的粒径为4-8μm(例如4.5μm、5μm、6μm、7μm或7.5μm等)。

20、优选地，所述第一催化剂包括卡斯特催化剂。

21、优选地，所述第一抑制剂包括炔醇类抑制剂。

22、优选地，所述玻纤布包括无碱玻纤布。

23、优选地，所述隔热层的原料包括按重量份数计的如下组分：第二乙烯基硅油40-70份(例如45份、50份、55份、60份或65份等)、第二补强填料20-50份(例如25份、30份、35份、40份或45份等)、第二含氢硅油4-6份(例如4.2份、4.4份、4.6份、4.8份、5.0份、5.2份、5.4份、5.6份或5.8份等)、活性羟基物质5-12份(例如5.5份、6.0份、6.5份、7.0份、8份、9份、10份、11份、11.5份等)、第二耐热剂3-7份(例如3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份或6.5份等)、第二阻燃剂20-30份(例如21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份或29份等)、第二催化剂0.3-1.6份(例如0.4份、0.6份、0.8份、1.0份、1.2份或1.4份等)和第二抑制剂0.2-0.8份(例如0.3份、0.4份、0.5份、0.6份或0.7份等)。

24、优选地，所述第二乙烯基硅油为乙烯基含量为0.05％-1.5％(例如0.1％、0.3％、0.5％、0.7％、0.9％、1.1％或1.3％等)的乙烯基硅油中的任意两种或三种的组合。

25、优选地，所述乙烯基含量为0.05％-1.5％的乙烯基硅油在25℃的黏度为25-110000mm2/s(例如29mm2/s、1000mm2/s、5000mm2/s、10000mm2/s、40000mm2/s、70000mm2/s或100000mm2/s等)。

26、优选地，所述第二补强填料包括比表面积为200-400mm2/s(例如250mm2/s、280mm2/s、310mm2/s、340mm2/s或370mm2/s等)的白炭黑。

27、优选地，所述第二含氢硅油的含氢量为0.78％-1.55％(例如0.8％、0.9％、1％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％或1.5％等)。

28、优选地，所述第二含氢硅油在25℃的黏度为10-110mm2/s(例如20mm2、40mm2/s、60mm2/s、80mm2/s或100mm2/s等)。

29、优选地，所述活性羟基物质包括羟基硅油和/或小分子醇。

30、优选地，所述羟基硅油的羟基含量为6％-9％(例如6.5％、7.0％、7.5％、8.0％或8.5％等)，在25℃的黏度为20-45mm2/s(例如23mm2/s、26mm2/s、29mm2/s、32mm2/s、35mm2/s、38mm2/s、41mm2/s或44mm2/s等)。

31、优选地，所述小分子醇包括甲醇、乙醇、丁醇、异丙醇或乙二醇中的任意一种或至少两种的组合。

32、优选地，所述小分子醇的重量份数为1-4份，例如1.5份、2份、2.5份、3份或3.5份等。

33、优选地，所述小分子醇的纯度≥98％。

34、优选地，所述第二耐热剂包括氧化铈和/或氧化铁。

35、优选地，所述第二耐热剂的粒径为2-10μm(例如2.5μm、3.5μm、4.5μm、5.5μm、6.5μm、7.5μm、8.5μm或9μm等)。

36、优选地，所述第二阻燃剂包括氢氧化镁、氢氧化铝或炭黑中的任意一种或至少两种的组合。

37、优选地，所述第二阻燃剂的粒径为5-10μm(例如5.5μm、6μm、6.5μm、7μm、7.5μm、8μm或9.5μm等)。

38、优选地，所述第二催化剂包括卡斯特催化剂。

39、优选地，所述第二抑制剂包括炔醇类抑制剂。

40、优选地，所述第一硅橡胶层和第二硅橡胶层的厚度各自独立地为0.2-1.0mm，例如0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm或0.9mm等。

41、优选地，所述第一基布层和第二基布层的厚度各自独立地为0.08-1.0mm，例如0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm或0.9mm等。

42、优选地，所述隔热层的厚度为3.0-6.0mm，例如3.5mm、4.0mm、4.5mm、5.0mm或5.5mm等。

43、第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的复合隔热硅泡棉材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

44、(1)将第一硅橡胶层的原料混合，得到第一硅橡胶层组合物；

45、(2)将第二硅橡胶层的原料混合，得到第二硅橡胶层组合物；

46、(3)将隔热层的原料混合，得到隔热层组合物；

47、(4)在第一基布层上涂覆步骤(3)制得的隔热层组合物，然后与第二基布层贴合，加热固化，得到依次层叠设置的第一基布层、隔热层和第二基布层，在第一基布层远离隔热层的一侧涂覆步骤(1)制得的第一硅橡胶层组合物，在第二基布层远离隔热层的一侧涂覆步骤(2)制得的第二硅橡胶层组合物，加热固化，得到所述复合隔热硅泡棉材料；

48、所述步骤(1)-(3)不分先后顺序分步进行，或者同时进行。

49、优选地，所述步骤(1)和步骤(2)各自独立地具体包括如下步骤：

50、(a1)将第一乙烯基硅油和第一补强填料混合，加热至100-130℃(例如103℃、106℃、109℃、112℃、115℃、118℃、121℃、125℃或128℃等)，抽真空0.5-2.0h(例如0.8h、1.0h、1.2h、1.4h、1.6h或1.8h等)，得到第一基胶。

51、(a2)将部分的步骤(a1)制得的第一基胶、第一耐热剂、部分的第一阻燃剂和第一催化剂混合，得到第一a胶。

52、(a3)将剩余的步骤(a1)制得的第一基胶、第一含氢硅油、剩余的第一阻燃剂、成瓷填料和第一抑制剂混合，得到第一b胶。

53、(a4)将步骤(a2)制得的第一a胶和步骤(a3)制得的第一b胶混合，得到第一硅橡胶层组合物或第二硅橡胶层组合物。

54、优选地，所述步骤(3)具体包括如下步骤：

55、(a1)将第二乙烯基硅油和第二补强填料混合，加热至100-130℃(例如103℃、106℃、109℃、112℃、115℃、118℃、121℃、125℃或128℃等)，抽真空0.5-2.0h(例如0.8h、1.0h、1.2h、1.4h、1.6h或1.8h等)，得到第二基胶。

56、(a2)将部分的步骤(a1)制得的第二基胶、第二耐热剂、活性羟基物质、部分的第二阻燃剂和第二催化剂混合，得到第二a胶。

57、(a3)将剩余的步骤(a1)制得的第二基胶、第二含氢硅油、剩余的第二阻燃剂和第二抑制剂混合，得到胶第二b胶。

58、(a4)将步骤(a2)制得的第二a胶和步骤(a3)制得的第二b胶混合，得到隔热层组合物。

59、第三方面，本发明提供一种如第一方面所述的复合隔热硅泡棉材料在隔热产品和缓冲产品中的应用。

60、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

61、本发明所述复合隔热硅泡棉材料包括依次层叠设置的第一硅橡胶层、第一基布层、隔热层、第二基布层和第二硅橡胶层，通过在第一基布层和第二基布层的外侧分别复合较薄的第一硅橡胶层和第二硅橡胶层，有效的解决了玻纤布单独裸露在外侧，容易出现沾染污质、在切割的时候容易掉玻纤渣的问题，同时第一硅橡胶层和第二硅橡胶层的设置使复合隔热硅泡棉材料具有更优异的隔热性能。所述复合隔热硅泡棉材料的垂直燃烧性ul-94为v0级，阻燃性能好。