一种用于新能源汽车电池包的防火涂料及防火涂层的制作方法

1.本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种用于新能源汽车电池包的防火涂料及防火涂层。


背景技术：

2.新能源汽车电池包会因为电池包内的热失控会导致其内部发生短路，从而导致温度急剧上升、起火等现象发生。目前，新能源汽车电池包都会铺设高硅氧棉毡、云母板、超细玻璃棉等防火毡材料，用于隔绝热量扩散和控制火势走向。
3.虽然防火毡材料能够有效地隔绝热量扩散和控制火势走向。但是，使用防火毡材料一方面增加了质量，另一方面防火毡材料的增设也不利于汽车设计施工，且防火性能也有待提高。为了解决这些问题，用于新能源汽车电池包的防火涂料应运而生。
4.中国发明专利cn 111100526 a公开了一种铝合金材料用气凝胶隔热涂料，其可以用于制备铝合金电池包用防火隔热涂料层；其实通过在成膜剂水性环氧树脂乳液中加入磷酸三丁酯、聚磷酸铵、氢氧化铝、膨胀石墨等阻燃剂来实现防火性能。
5.发明人在研究中发现，现有技术将氢氧化铝、膨胀石墨等阻燃剂加入到乳液中，阻燃剂并不能很好的分散在乳液中，随着放置时间的延长容易出现阻燃剂沉淀的现象，进而影响了防火涂料的性能。因此，如何将阻燃剂充分的分散在乳液中，制备一种能够长时间放置不产生沉淀的防火涂料具有重要的应用价值。


技术实现要素：

6.为了克服现有技术中存在的至少之一的技术问题，本发明首先提供了一种用于新能源汽车电池包的防火涂料。所述的防火涂料能够长时间放置且不产生沉淀。
7.本发明所要解决的上述技术问题，通过以下技术方案予以实现：
8.一种用于新能源汽车电池包的防火涂料，其包含如下重量份的组分：
9.环氧树脂乳液20～40份；醋丙乳液20～30份；阻燃剂20～30份；消泡剂 0.5～1份；增稠剂1～3份；分散剂1～5份；
10.所述的阻燃剂由硼酸锌和铝酸钴组成。
11.本发明通过以环氧树脂乳液和醋丙乳液为成膜剂，通过加入由硼酸锌和铝酸钴组成的阻燃剂，制备得到的用于新能源汽车电池包的防火涂料具有优异的防火性能。
12.优选地，阻燃剂中硼酸锌和铝酸钴的重量比为1～3:1。
13.最优选地，阻燃剂中硼酸锌和铝酸钴的重量比为2:1。
14.优选地，所述的分散剂通过如下方法制备得到：将四甲基丙二胺、棕榈酸以及15-苯基十五酸放入到反应釜中，然后加入有机溶剂，在120～150℃下反应4～8h；反应结束后浓缩去除有机溶剂，即得所述的分散剂。
15.为了将硼酸锌和铝酸钴充分的分散在环氧树脂乳液和醋丙乳液，发明人尝试了多种分散剂，但是效果不理想；常规的分散剂并不能将硼酸锌和铝酸钴分散在环氧树脂乳液
和醋丙乳液中，导致制备得到的防火涂料放置1个月会产生沉淀。针对该问题，发明人开发出了一种全新的分散剂，该分散剂专门是为了提高硼酸锌和铝酸钴在环氧树脂乳液和醋丙乳液中的分散性而研发的。发明人经大量的实验研究发现，以四甲基丙二胺、棕榈酸以及15-苯基十五酸为原料反应制备得到的全新的分散剂，其可以有效的将硼酸锌和铝酸钴分散在环氧树脂乳液和醋丙乳液中；使得制备得到的防火涂料放置6个月以上不产生沉淀。
16.优选地，四甲基丙二胺、棕榈酸、15-苯基十五酸以及有机溶剂的用量比为 130～150g:240～260g:300～330g:7～12l。
17.进一步优选地，四甲基丙二胺、棕榈酸、15-苯基十五酸以及有机溶剂的用量比为130～140g:240～250g:300～320g:6～10l。
18.最优选地，四甲基丙二胺、棕榈酸、15-苯基十五酸以及有机溶剂的用量比为132g:256g:318g:7l。
19.优选地，所述的有机溶剂为无水乙醇。
20.优选地，所述的分散剂通过如下方法制备得到：将四甲基丙二胺、棕榈酸以及15-苯基十五酸放入到反应釜中，然后加入有机溶剂，在130℃下反应6h；反应结束后浓缩去除有机溶剂，即得所述的分散剂。
21.本发明还提供了一种由上述制备方法制备得到的用于新能源汽车电池包的防火涂料。
22.本发明还提供了一种防火涂层，由上述防火涂料制备得到。
23.有益效果：本发明提供了全新的用于新能源汽车电池包的防火涂料，其以环氧树脂乳液和醋丙乳液为成膜剂，通过加入由硼酸锌和铝酸钴组成的阻燃剂制备而成；制备得到的用于新能源汽车电池包的防火涂料具有优异的防火性能。此外，所述的防火涂料通过加入以四甲基丙二胺、棕榈酸以及15-苯基十五酸为原料反应制备得到的全新的分散剂，其可以有效的将硼酸锌和铝酸钴分散在环氧树脂乳液和醋丙乳液中；使得制备得到的防火涂料放置6个月以上不产生沉淀。
具体实施方式
24.以下结合具体实施例来进一步解释本发明，但实施例对本发明不做任何形式的限定。
25.以下实施例中所述的环氧树脂乳液采用品牌为开普勒，型号为e51 128的环氧乳液；所述的丙烯酸树脂乳液采用品牌为厚洹，型号为hr8019的丙烯酸树脂乳液；其余原料均为本领域技术人员能够通过购买途径获得的常规原料。
26.实施例1用于新能源汽车电池包的防火涂料的制备
27.原料重量份组成：环氧树脂乳液30份；醋丙乳液25份；三聚氰胺12 份；阻燃剂25份；有机硅消泡剂0.5份；分散剂3份；
28.所述的阻燃剂由重量比为2:1的硼酸锌和铝酸钴组成；
29.所述的分散剂通过如下方法制备得到：将四甲基丙二胺、棕榈酸以及15-苯基十五酸放入到反应釜中，然后加入无水乙醇，在130℃下反应6h；反应结束后浓缩去除无水乙醇，即得所述的分散剂；四甲基丙二胺、棕榈酸、15-苯基十五酸以及无水乙醇的用量比为132g:256g:318g:7l。
30.制备方法：将环氧树脂乳液、醋丙乳液、三聚氰胺、阻燃剂、有机硅消泡剂以及分散剂混合均匀即得所述的用于新能源汽车电池包的防火涂料。
31.实施例2用于新能源汽车电池包的防火涂料的制备
32.原料重量份组成：环氧树脂乳液20份；醋丙乳液30份；三聚氰胺10 份；阻燃剂30份；有机硅消泡剂0.5份；分散剂5份；
33.所述的阻燃剂由重量比为1:1的硼酸锌和铝酸钴组成；
34.所述的分散剂通过如下方法制备得到：将四甲基丙二胺、棕榈酸以及15-苯基十五酸放入到反应釜中，然后加入无水乙醇，在120℃下反应8h；反应结束后浓缩去除无水乙醇，即得所述的分散剂；四甲基丙二胺、棕榈酸、15-苯基十五酸以及无水乙醇的用量比为130g:260g:300g:10l。
35.制备方法：将环氧树脂乳液、醋丙乳液、三聚氰胺、阻燃剂、有机硅消泡剂以及分散剂混合均匀即得所述的用于新能源汽车电池包的防火涂料。
36.实施例3用于新能源汽车电池包的防火涂料的制备
37.原料重量份组成：环氧树脂乳液40份；醋丙乳液20份；三聚氰胺15 份；阻燃剂20份；有机硅消泡剂1份；分散剂1份；
38.所述的阻燃剂由重量比为3:1的硼酸锌和铝酸钴组成；
39.所述的分散剂通过如下方法制备得到：将四甲基丙二胺、棕榈酸以及15-苯基十五酸放入到反应釜中，然后加入无水乙醇，在150℃下反应4h；反应结束后浓缩去除无水乙醇，即得所述的分散剂；四甲基丙二胺、棕榈酸、15-苯基十五酸以及无水乙醇的用量比为150g:240g:330g:12l。
40.制备方法：将环氧树脂乳液、醋丙乳液、三聚氰胺、阻燃剂、有机硅消泡剂以及分散剂混合均匀即得所述的用于新能源汽车电池包的防火涂料。
41.对比例1用于新能源汽车电池包的防火涂料的制备
42.原料重量份组成：环氧树脂乳液30份；醋丙乳液25份；三聚氰胺12 份；阻燃剂25份；有机硅消泡剂0.5份；分散剂3份；
43.所述的阻燃剂由重量比为2:1的硼酸锌和铝酸钴组成；
44.所述的分散剂为乙撑双硬脂酸酰胺。
45.制备方法：将环氧树脂乳液、醋丙乳液、三聚氰胺、阻燃剂、有机硅消泡剂以及分散剂混合均匀即得所述的用于新能源汽车电池包的防火涂料。
46.对比例1与实施例1的区别在于，对比例1采用的是常规的分散剂乙撑双硬脂酸酰胺；而对比例2则是采用以四甲基丙二胺、棕榈酸以及15-苯基十五酸为原料反应制备得到的全新的分散剂。
47.对比例2用于新能源汽车电池包的防火涂料的制备
48.原料重量份组成：环氧树脂乳液30份；醋丙乳液25份；三聚氰胺12 份；阻燃剂25份；有机硅消泡剂0.5份；分散剂3份；
49.所述的阻燃剂由重量比为2:1的硼酸锌和铝酸钴组成；
50.所述的分散剂为十二烷基磺酸钠。
51.制备方法：将环氧树脂乳液、醋丙乳液、三聚氰胺、阻燃剂、有机硅消泡剂以及分散剂混合均匀即得所述的用于新能源汽车电池包的防火涂料。
52.对比例1与实施例1的区别在于，对比例1采用的是常规的分散剂十二烷基磺酸钠；而对比例2则是采用以四甲基丙二胺、棕榈酸以及15-苯基十五酸为原料反应制备得到的全新的分散剂。
53.对比例3用于新能源汽车电池包的防火涂料的制备
54.原料重量份组成：环氧树脂乳液30份；醋丙乳液25份；三聚氰胺12 份；阻燃剂25份；有机硅消泡剂0.5份；分散剂3份；
55.所述的阻燃剂由重量比为2:1的硼酸锌和铝酸钴组成；
56.所述的分散剂通过如下方法制备得到：将四甲基丙二胺以及15-苯基十五酸放入到反应釜中，然后加入无水乙醇，在130℃下反应6h；反应结束后浓缩去除无水乙醇，即得所述的分散剂；四甲基丙二胺、15-苯基十五酸以及无水乙醇的用量比为132g:636g:7l。
57.制备方法：将环氧树脂乳液、醋丙乳液、三聚氰胺、阻燃剂、有机硅消泡剂以及分散剂混合均匀即得所述的用于新能源汽车电池包的防火涂料。
58.对比例3与实施例1的区别在于新型分散剂的制备原料不同；对比例3的全新的分散剂仅仅以四甲基丙二胺和15-苯基十五酸为原料反应制备得到；而实施例1所述的全新的分散剂仅仅则是以四甲基丙二胺、棕榈酸以及15-苯基十五酸为原料反应制备得到。
59.对比例4用于新能源汽车电池包的防火涂料的制备
60.原料重量份组成：环氧树脂乳液30份；醋丙乳液25份；三聚氰胺12 份；阻燃剂25份；有机硅消泡剂0.5份；分散剂3份；
61.所述的阻燃剂由重量比为2:1的硼酸锌和铝酸钴组成；
62.所述的分散剂通过如下方法制备得到：将四甲基丙二胺以及棕榈酸放入到反应釜中，然后加入无水乙醇，在130℃下反应6h；反应结束后浓缩去除无水乙醇，即得所述的分散剂；四甲基丙二胺、棕榈酸以及无水乙醇的用量比为132g:512g:7l。
63.制备方法：将环氧树脂乳液、醋丙乳液、三聚氰胺、阻燃剂、有机硅消泡剂以及分散剂混合均匀即得所述的用于新能源汽车电池包的防火涂料。
64.对比例4与实施例1的区别在于新型分散剂的制备原料不同；对比例4的全新的分散剂仅仅以四甲基丙二胺和棕榈酸为原料反应制备得到；而实施例1所述的全新的分散剂仅仅则是以四甲基丙二胺、棕榈酸以及15-苯基十五酸为原料反应制备得到。
65.实验例1
66.将实施例1～3以及对比例1～4制备得到的用于新能源汽车电池包的防火涂料，装入25kg的桶子中，放置1个月、3个月、6个月时观察是否有沉淀产生；结果见表1。
67.表1.涂料分散性实验结果
[0068][0069]
由表1实验结果可以看出，实施例1～3制备得到的用于新能源汽车电池包的防火涂料放置6个月后均不产生沉淀；这说明：以四甲基丙二胺、棕榈酸以及 15-苯基十五酸为原料反应制备得到的全新的分散剂，其可以有效的将硼酸锌和铝酸钴分散在环氧树脂乳液和醋丙乳液中；使得制备得到的用于新能源汽车电池包的防火涂料放置6个月以上不产生沉淀。
[0070]
由表1实验结果可以看出，对比例1和2制备得到的用于新能源汽车电池包的防火涂料放置1个月后均产生沉淀；这说明：常规的分散剂并不能将硼酸锌和铝酸钴有效地分散在环氧树脂乳液和醋丙乳液中，采用常规分散剂制备得到的用于新能源汽车电池包的防火涂料放置1个月便会产生沉淀。
[0071]
由表1实验结果可以看出，对比例3和4制备得到的用于新能源汽车电池包的防火涂料放置6个月时均产生沉淀；这说明：分散剂的制备原料的选择十分关键，其对制备得到的分散剂能否有效的将硼酸锌和铝酸钴有效地分散在环氧树脂乳液和醋丙乳液中起着决定性作用。研究表明，只有以四甲基丙二胺、棕榈酸以及15-苯基十五酸为原料反应制备得到的全新的分散剂，才可以有效的将硼酸锌和铝酸钴有效地分散在环氧树脂乳液和醋丙乳液中；才能使得制备得到的用于新能源汽车电池包的防火涂料放置6个月以上不产生沉淀。而仅仅以四甲基丙二胺和棕榈酸为原料反应制备得到的全新的分散剂，或以四甲基丙二胺和15-苯基十五酸为原料反应制备得到的全新的分散剂，其同样不能有效的将硼酸锌和铝酸钴有效地分散在环氧树脂乳液和醋丙乳液中；并不能使得制备得到的用于新能源汽车电池包的防火涂料放置6个月以上不产生沉淀。