一种新能源汽车用超低密度高导热填隙界面材料及其制备方法与流程

文档序号:18542410发布日期:2019-08-27 21:21阅读:167来源:国知局

本发明属于硅胶材料技术领域,具体涉及一种新能源汽车用超低密度高导热填隙界面材料及其制备方法。



背景技术:

新能源汽车电池在汽车运作的时候,不停的放电、充电,在整个工作过程中会产生巨大热量。新能源汽车电池包的温度是随时变化的,而且这变化是不均匀的,经常会出现局部温度过高或是局部冷却不均匀,如果不能及时散发将会造成爆炸或燃烧。电池包内部温度不均匀就需要马上解决,这个时候就需要导热硅胶垫片的时候,不管是在电芯与电芯之间,还是在电池模组与电池模组之间,或是在电池模组与电池外壳之间,都可以嵌入导热硅胶垫片,只要哪个位置有温差,导热硅胶垫片可以将温度从高温传递到低温,并且尽可能的缩小温差,直到安全温度。导热系数越高,温差越小,热传导效果越好。所以,新能源汽车电池包散热导热硅胶垫片是一个必不可少的,能保证新能源汽车电池安全工作的一剂良药。

同时超轻薄化导热垫片不仅可以解决热管理问题的同时减轻整车的负担,节省能耗。

现有技术中也公开了一些低密度高导热材料。

如公开号为cn109553984a的中国专利,其具体公开了一种低密度高强度导热垫片,按重量份计,包括如下组分:甲基硅油100份、低粘度乙烯基硅油10~20份、高粘度乙烯基硅油10~20份、含氢硅油5~10份、铂催化剂2~5份、偶联剂3~8份、油酸改性氢氧化铝600~800份、氧化铝60~90份、氢化蓖麻油5~10份;所述低粘度乙烯基硅油的粘度为100~1000mpa˙s,乙烯基含量为0.05~0.3wt%;所述高粘度乙烯基硅油的粘度为50000~100000mpa˙s,乙烯基含量为0.10~0.15wt%。通过该方法制得的导热垫片导热系数在2.01~2.08w/(m.k)之间,密度在1.95~2.0g/cm3之间,存在密度大,导热系数不高,不能满足现在新能源行业对高导热性及低密度的双重要求。

又如公开号为cn109467937a的中国专利,其具体公开了一种低密度高导热硅胶垫片,其包括改性乙烯基硅油10-50份、甲基乙烯基硅树油1-5份、含氢硅油1-20份、硅烷偶联剂改性硅铝酸盐100-1000份、抑制剂0.1-5份和催化剂0.3-5份。该方法选用的是硅铝酸盐导热粉,制得的导热垫片导热系数在2.0~2.1w/(m.k)之间,导热系数不高。

上述的低密度高强度导热材料虽然在一定程度上达到了低密度高导热的性能,但是在导热率上还是存在明显不足,其用在新能源汽车电池上还存在安全隐患。本发明专利具有兼顾高导热率和低密度明显的优势。



技术实现要素:

针对现有技术存在的问题,本发明的目的在于设计提供一种新能源汽车用超低密度高导热填隙界面材料及其制备方法的技术方案。

所述的一种新能源汽车用超低密度高导热填隙界面材料,其特征在于由以下重量份的原料加工而成:乙烯基硅油100份、导热填料100~300份、含氢硅油1~50份、铂金催化剂0.01~1份和抑制剂0.01~1份。

所述的一种新能源汽车用超低密度高导热填隙界面材料,其特征在于由以下重量份的原料加工而成:乙烯基硅油100份、导热填料150~250份、含氢硅油5~45份、铂金催化剂0.02~0.08份和抑制剂0.02~0.08份。

所述的一种新能源汽车用超低密度高导热填隙界面材料,其特征在于所述的乙烯基硅油的粘度范围为400~10000mpa•s,优选为500~800mpa•s。

所述的一种新能源汽车用超低密度高导热填隙界面材料,其特征在于所述的导热填料为氮化硼、氢氧化铝、氧化镁、疏水硅微粉和疏水氢氧化铝中的一种或任意几种混合物,优选氮化硼。

所述的一种新能源汽车用超低密度高导热填隙界面材料,其特征在于所述的含氢硅油含氢量为0.01~0.8%,优选为0.02~0.08%。

所述的一种新能源汽车用超低密度高导热填隙界面材料,其特征在于所述的铂金催化剂为卡斯特铂金催化剂。

所述的一种新能源汽车用超低密度高导热填隙界面材料,其特征在于所述的抑制剂为炔醇类化合物,多乙烯基聚硅氧烷,酰胺化合物或马来酸酯类化合物,优选为炔醇类化合物。

所述的一种新能源汽车用超低密度高导热填隙界面材料的制备方法,其特征在于包括以下步骤:在行星机中加入配方量的乙烯基硅油,含氢硅油和导热填料,再将物料在室温25℃下混合30min,升温至物料温度120℃加热混炼2h后于真空度大于0.095mpa下脱低1h,冷却至室温加入配方量的抑制剂和催化剂,然后高温140℃压延加成反应快速硫化成高柔性橡胶弹性体,即新能源汽车用超低密度高导热填隙界面材料。

上述的新能源汽车用超低密度高导热填隙界面材料采用特定种类及特定比例的乙烯基硅油、导热填料、含氢硅油,铂金催化剂和抑制剂进行复配,通过特定条件的加工,最终得到的材料导热系数达到3.5w/m.k以上,密度达到1.5g/cm3以上,硬度达到40以上,满足新能源汽车行业对高效能量传导,高续航的需求。

具体实施方式

以下结合实施例来进一步说明本发明。

实施例1:

行星机中加入粘度为500mpa·s的乙烯基硅油100份,含氢量为0.08%的含氢硅油10份,粒径为5um的疏水氢氧化铝150份,粒径为80um的氮化硼100份,将物料在室温25℃下混合30min,升温至物料温度120℃加热混炼2h后于真空度大于0.095mpa下脱低1h,冷却至室温加入抑制剂0.01份(环己炔醇),卡斯特铂金催化剂0.1份,然后高温140℃压延加成反应快速硫化成高柔性橡胶弹性体。

实施例2:

行星机中加入粘度为600mpa·s的乙烯基硅油100份,含氢量为0.05%的含氢硅油20份,粒径为5um的疏水氢氧化铝50份,粒径为40um的氮化硼40份,粒径为80um的氮化硼100份,将物料在室温25℃下混合30min,升温至物料温度120℃加热混炼2h后于真空度大于0.095mpa下脱低1h,冷却至室温加入抑制剂0.05份(环己炔醇),卡斯特铂金催化剂0.5份,然后高温140℃压延加成反应快速硫化成高柔性橡胶弹性体。

实施例3:

行星机中加入粘度为800mpa·s的乙烯基硅油100份,含氢量为0.02%的含氢硅油50份,粒径为5um的氮化硼60份,粒径为120um的氮化硼120份,将物料在室温25℃下混合30min,升温至物料温度120℃加热混炼2h后于真空度大于0.095mpa下脱低1h,冷却至室温加入抑制剂1份(环己炔醇),卡斯特铂金催化剂1份,然后高温140℃压延加成反应快速硫化成高柔性橡胶弹性体。

对上述实施例得到的高柔性橡胶弹性体进行性能测试:

测试方法:按照astmd5470-2012测试垫片的导热系数,导热系数越高垫片的热传导性能越好;按astm2240-2005测定垫片的硬度,硬度越低,垫片越柔软;按astmd792-2013测定垫片的密度;按astmd149-2009(2013)测定垫片的击穿电压。按astmd412-2016测定垫片的拉伸强度。

回弹率测试方法:在温度23±2℃,湿度50±5%rh条件下,用快速压缩试验机将导热垫片(厚度:2mm,尺寸:25.4×25.4mm)压缩40%,保持1min,后取出静置1min测厚度,计算回弹率。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式,凡在本发明的申请范围之内所作的任何构造,修改以及原理的等效变化,等同替换和改进等,均包含在本发明的保护范围之内。

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