一种以无机纤维布为骨架的高温可陶瓷化防火隔热垫的制作方法-k8凯发

本发明属于防火隔热，适用于新能源汽车、储能、防隔热材料、复合材料、电芯间防火、防火材料，具体涉及一种以无机纤维布为骨架的高温可陶瓷化防火隔热垫。

背景技术：

1、随着锂电新能源汽车的迅速发展，电芯和电池包的结构呈现出更强的多样化发展，这对热失控防护材料的性能也提出了更多样化的要求。对于电芯级别的热安全防护来说，随着单个电芯容量的上升，热失控防护的目标温度越来越高，对防护材料的隔热能力的要求也越来越高。从当前技术参数来看，传统的云母板已经不太符合用于电芯间的防护，因为云母容易掉粉断裂和具有较高的导热系数(0.15-0.3)；而气凝胶材料，又因为封装困难和难以应对频繁的压缩循环，无法承受气流冲击等问题，同样难以应用于电芯间的防隔热。因此，以可陶瓷化硅橡胶为代表的新型复合防隔热材料正在获得更多的关注。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种以无机纤维布为骨架的高温可陶瓷化防火隔热垫，以解决现有新能源锂电池防隔热材性能的不足，以更薄更轻，而且更便宜的结构实现更强的防隔热性能。

2、为实现上述目的，本申请是通过以下技术方案实现的：

3、一种以无机纤维布为骨架的高温可陶瓷化防火隔热垫，由依次设置的a至e层组成，其中a层为正面可陶瓷化耐高温涂层，b层为3d编织无机纤维布正面纤维面层，c层为可陶瓷化隔热填充材料层，d层为3d编织无机纤维布背面纤维底层，e层为背面可陶瓷化耐高温涂层。

4、优选的，b层和d层为同束纤维编织在一起的一个整体。

5、优选的，a层的厚度为0.1-0.3 mm，b层的厚度为0.2-0.8 mm，c层的厚度为0.5-5.0mm，d层的厚度为0.3-0.8 mm，e层的厚度为0.1-0.3 mm，以上厚度均为在不受压状态下的静态测量数值。

6、优选的，无机纤维布使用的无机纤维为玻璃纤维、玄武岩纤维可碳纤维中的一种。

7、优选的，a层和e层均为耐高温可陶瓷化涂层，该耐高温可陶瓷化涂层在被加热超过500-600°c时，受热位置会发生陶瓷化反应，生成琉璃状的准陶瓷化混合物，并且在发生陶瓷化反应时，不产生明显的裂纹和体系变化。

8、优选的，c层为高温可陶瓷化隔热复合材料，热导率不高于0.1 w/k•m，整体密度小于1.2 g/cm3，在被加热超过500-600°c时，会发生陶瓷化反应，生成琉璃状的准陶瓷化混合物，该高温可陶瓷化隔热复合材料的坯料在100°c以下混炼，混合完成后为带有一定弹性的固体，能够进行挤出和切割操作，坯料在初次被加热到120-150°c时，会软化具有一定的流动性，加入其中的发泡剂会产生5-10%的体系膨胀，在继续被加热到150-200°c时，会发生硫化反应，材料不可逆地发生固化。

9、一种上述任一项以无机纤维布为骨架的高温可陶瓷化防火隔热垫的制作方法，采用以下步骤：

10、1）将c层材料的坯料制作成条束状，放置于织机的自动进料器上，作为芯料；

11、2）同步开始编织b层和d层，并且在b层和d层达到c层条束宽度时，将步骤1）的芯料插入到b层和d层之间，再完成芯层编织；

12、3）步骤2）的芯层编织完成后继续编织下一个b层和d层；

13、4）重复步骤2）和步骤3）；

14、5）将编织完成的部分送入烘道，预热至120-150°c，使得芯料膨胀填满b层和d层中间的空隙；

15、6）物料继续前进，送至两组温度在200°c左右的压辊进行固化；

16、7）压辊固化后的物料进入冷却风道，冷却至60°c左右；

17、8）对物料的上下两个表面进行a层和e层的涂覆作业；

18、9）步骤8）涂覆后的物料通过热风烘道对a层和e层进行硫化固定化处理，即得到目标产品。

19、本发明的有益效果是：

20、本技术方案通过使用3d编织无机纤维布为骨架材料，和以硅橡胶、聚氨酯等为基胶的弹性可陶瓷化复合材料。本发明的防火垫，在具有良好的机械强度和常温回弹性的同时，提升了抗剪切强度，可以抵抗新一代电芯喷发时的高强度热射流。

21、本技术方案通过使用不同的表层材料和芯层材料，在降低成本的同时，提高了在不损失抗高温性能的前提下的保温性能，有利于更好地防止热失控引发的热蔓延。

22、本技术方案的产品除了用于新能源汽车电芯间和储能系统电芯间的热防护，也可以广泛用于其它热安全领域，比如需要提供一次性超高温防护能力的民用设施和建筑等。

技术特征：

1.一种以无机纤维布为骨架的高温可陶瓷化防火隔热垫，其特征在于，由依次设置的a至e层组成，其中a层为正面可陶瓷化耐高温涂层，b层为3d编织无机纤维布正面纤维面层，c层为可陶瓷化隔热填充材料层，d层为3d编织无机纤维布背面纤维底层，e层为背面可陶瓷化耐高温涂层。

2.根据权利要求1所述的以无机纤维布为骨架的高温可陶瓷化防火隔热垫，其特征在于，b层和d层为同束纤维编织在一起的一个整体。

3.根据权利要求1所述的以无机纤维布为骨架的高温可陶瓷化防火隔热垫，其特征在于，a层的厚度为0.1-0.3 mm，b层的厚度为0.2-0.8 mm，c层的厚度为0.5-5.0 mm，d层的厚度为0.3-0.8 mm，e层的厚度为0.1-0.3 mm，以上厚度均为在不受压状态下的静态测量数值。

4.根据权利要求1所述的以无机纤维布为骨架的高温可陶瓷化防火隔热垫，其特征在于，无机纤维布使用的无机纤维为玻璃纤维、玄武岩纤维可碳纤维中的一种。

5.根据权利要求1所述的以无机纤维布为骨架的高温可陶瓷化防火隔热垫，其特征在于，a层和e层均为耐高温可陶瓷化涂层，该耐高温可陶瓷化涂层在被加热超过500-600°c时，受热位置会发生陶瓷化反应，生成琉璃状的准陶瓷化混合物，并且在发生陶瓷化反应时，不产生明显的裂纹和体系变化。

6.根据权利要求1所述的以无机纤维布为骨架的高温可陶瓷化防火隔热垫，其特征在于，c层为高温可陶瓷化隔热复合材料，热导率不高于0.1 w/k•m，整体密度小于1.2 g/cm3，在被加热超过500-600°c时，会发生陶瓷化反应，生成琉璃状的准陶瓷化混合物，该高温可陶瓷化隔热复合材料的坯料在100°c以下混炼，混合完成后为带有弹性的固体，能够进行挤出和切割操作，坯料在初次被加热到120-150°c时，会软化具有流动性，加入其中的发泡剂会产生5-10%的体系膨胀，在继续被加热到150-200°c时，会发生硫化反应，材料不可逆地发生固化。

7.一种上述权利要求1至6中任一项以无机纤维布为骨架的高温可陶瓷化防火隔热垫的制作方法，其特征在于，采用以下步骤：

技术总结
本发明属于防火隔热技术领域，具体涉及一种以无机纤维布为骨架的高温可陶瓷化防火隔热垫，由依次设置的a至e层组成，其中a层为正面可陶瓷化耐高温涂层，b层为3d编织无机纤维布正面纤维面层，c层为可陶瓷化隔热填充材料层，d层为3d编织无机纤维布背面纤维底层，e层为背面可陶瓷化耐高温涂层。本技术方案通过使用3d编织无机纤维布为骨架材料，和以硅橡胶、聚氨酯等为基胶的弹性可陶瓷化复合材料，本发明的防火隔热垫，在具有良好的机械强度和常温回弹性的同时，提升了抗剪切强度，可以抵抗新一代电芯喷发时的高强度热射流。

技术研发人员：叶剑峰,王欣,简开宇
受保护的技术使用者：宁波卓翔科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8