基于锑纳米材料的智能手机电池用阻燃复合膜的制作方法

本发明涉及阻燃膜技术领域。更具体地说，本发明涉及一种具有良好阻燃性能的基于锑纳米材料的智能手机电池用阻燃复合膜。

背景技术：

移动互联时代的到来，智能手机的流行已成为手机市场的一大趋势。这类移动智能终端的出现改变了很多人的生活方式及对传统通讯工具的需求，人们不再满足于手机的外观和基本功能的使用，而开始追求手机强大的操作系统给人们带来更多、更强、更具个性的社交化服务。智能手机也几乎成了这个时代不可或缺的代表配置。但是，智能手机的可靠性问题也愈来愈多，如造成人身心不愉快感觉的音响、图像型号，机器错误工作的型号噪音问题，更严重的是，目前，出现直接影响消费者生命和财产安全的智能手机电池自燃和爆炸问题也逐渐增多。

技术实现要素：

本发明的一个目的是解决至少上述问题或缺陷，并提供至少一个后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种具有良好阻燃性能以及冲击性的基于锑纳米材料的智能手机电池用阻燃复合膜，其能对广泛使用的智能手机电池智能手机保护，避免了智能手机电池在使用过程中自燃或者爆炸的问题。

本发明还有一个目的是提供一种具有更好的导热性能的基于锑纳米材料的智能手机电池用阻燃复合膜，通过设置具有双层空腔多孔结构的基膜层，其包括第一多孔膜层和第二多孔膜层，所述第一多孔膜层与所述第二多孔膜层之间具有0.1～0.25μm的空隙，空隙内填充有导热介质，可将智能手机电池使用过程中产生的热量扩散出去，避免高温对智能手机电池的损伤，提高了智能手机电池的寿命。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，本发明提供了一种基于锑纳米材料的智能手机电池用阻燃复合膜，包括：

基膜层，其为多孔结构，所述基膜层具有双层空腔结构，其包括第一多孔膜层和第二多孔膜层，所述第一多孔膜层与所述第二多孔膜层之间具有0.1～0.25μm的空隙，空隙内填充有导热介质；

第一阻燃膜层，其沉积在所述基膜层上，且所述第一阻燃膜层位于所述基膜层的左侧，所述第一阻燃膜层为含有掺杂纳米银的纳米三氧化二锑颗粒，且所述第一阻燃膜层的厚度为0.06～0.1μm；

第二阻燃膜层，其沉积在所述基膜层上，且所述第二阻燃膜层位于所述基膜层的右侧，所述第二阻燃膜层为含有掺杂纳米三氧化二锑的氯化锑颗粒，且所述第二阻燃膜层的厚度为0.02～0.08μm；

第三阻燃膜层，其沉积在所述第一阻燃膜层上，所述第三阻燃膜层为纳米三氧化二锑颗粒，且所述第三阻燃膜层的厚度为0.03～0.07μm；

第四阻燃膜层，其沉积在所述第二阻燃膜层上，所述第四阻燃膜层为纳米三氧化二锑颗粒，且所述第四阻燃膜层的厚度为0.03～0.07μm。

优选的是，其中，所述基膜层为苯乙烯-丙烯腈共聚物树脂膜，所述基膜层的厚度为0.25～0.3μm。

优选的是，其中，还包括第五阻燃膜层，其为掺杂锡的纳米三氧化二锑颗粒，且所述第五阻燃膜层的厚度为0.05～0.08μm，所述第五阻燃膜层沉积在所述第三阻燃膜层上。

优选的是，其中，还包括第六阻燃膜层，其为掺杂锡的纳米三氧化二锑颗粒，且所述第六阻燃膜层的厚度为0.07～0.09μm，所述第六阻燃膜层沉积在所述第四阻燃膜层上。

优选的是，其中，所述纳米三氧化二锑颗粒的平均粒径为55～85nm。

优选的是，其中，导热介质为导热纳米级硅脂和/或导热石墨，其中纳米级硅脂和/或导热石墨的纳米颗粒平均粒径为75～105nm。

优选的是，其中，所述基膜层为凹型结构。

本发明进一步通过制备基于锑纳米材料的智能手机电池用阻燃复合膜的方法来实现，所述方法包括如下步骤：

步骤一、将含有掺杂纳米银的纳米三氧化二锑颗粒与粘合剂按质量比为100﹕1～230﹕1混合均匀后沉积在基膜层上形成第一阻燃膜层；

步骤二、将掺杂纳米三氧化二锑的氯化锑颗粒与粘合剂按质量比为50﹕1～150﹕1混合均匀后沉积在基膜层上形成第二阻燃膜层；

步骤三、将纳米三氧化二锑颗粒与粘合剂按质量比为120﹕1～180﹕1混合均匀后沉积在第一阻燃膜层和第二阻燃膜层上分别形成第三阻燃膜层和第四阻燃膜层。

优选的是，其中，所述步骤二与步骤三之间还包括步骤：将掺杂锡的纳米三氧化二锑颗粒与粘合剂按质量比为200﹕1～250﹕1混合均匀后沉积在第三阻燃膜层和第四阻燃膜层分别形成不同厚度的第五阻燃膜层和第六阻燃膜层。

优选的是，其中，所述粘合剂为聚氨酯。

本发明至少包括以下有益效果：

1、本发明提供的基于锑纳米材料的智能手机电池用阻燃复合膜，通过设置多层阻燃膜层结构，对智能手机电池进行保护，提高了智能手机电池的阻燃性能，避免了智能手机电池在使用过程中发生自燃或者爆炸问题；

2、本发明提供的基于锑纳米材料的智能手机电池用阻燃复合膜，由于通过设置纳米结构的阻燃膜层，不仅提高阻燃的性能，结构层微型化，适用于不同型号智能手机电池，不影响智能手机电池的放置区域的结构；

3、本发明提供的基于锑纳米材料的智能手机电池用阻燃复合膜，由于使用两层多孔膜层，采用双层空腔结构，空隙中填充导热介质，将智能手机电池使用过程或者充电过程中产生的热量扩散出去，降低智能手机电池本身的温度，延长智能手机电池的使用寿命；

4、本发明提供的基于锑纳米材料的智能手机电池用阻燃复合膜，由于使用两层多孔膜层，采用双层空腔结构，空隙中填充导热介质，也同时提高了智能手机电池的弹性，抗冲击性能增强；

5、本发明提供的基于锑纳米材料的智能手机电池用阻燃复合膜，由于导热介质为导热平均粒径为75～105nm的纳米级硅脂和/或导热石墨，可提高阻燃膜的导热性能；

6、通过设置不同厚度掺杂锡纳米三氧化二锑颗粒的第五，第六阻燃膜层，适用不对称设置的智能手机电池，同时可在阻燃膜层上进行焊接连接；

7、本发明基于锑纳米材料的智能手机电池用阻燃复合膜的制备方法通过控制纳米颗粒与粘合剂的比例，使得制得的阻燃膜层不仅阻燃性能好，同时不会致密性高而影响导热。

附图说明

图1为本发明的一个实施例中基于锑纳米材料的智能手机电池用阻燃复合膜的横截面的结构示意图；

图2为本发明的一个实施例中基于锑纳米材料的智能手机电池用阻燃复合膜的基膜层的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

图1与图2示出了本发明提供的基于锑纳米材料的智能手机电池用阻燃复合膜，具体包括：

基膜层1，其为多孔结构，所述基膜层具有双层空腔结构，其包括第一多孔膜层100和第二多孔膜层110，所述第一多孔膜层100与所述第二多孔膜层110之间具有0.1～0.25μm的空隙120，空隙120内填充有导热介质；

第一阻燃膜层2，其沉积在所述基膜层1上，且所述第一阻燃膜层2位于所述基膜层1的左侧，所述第一阻燃膜层2为含有掺杂纳米银的纳米三氧化二锑颗粒，且所述第一阻燃膜层2的厚度为0.06～0.1μm；

第二阻燃膜层3，其沉积在所述基膜层1上，且所述第二阻燃膜层3位于所述基膜层1的右侧，所述第二阻燃膜层3为含有掺杂纳米三氧化二锑的氯化锑颗粒，且所述第二阻燃膜层3的厚度为0.02～0.08μm；

第三阻燃膜层4，其沉积在所述第一阻燃膜层2上，所述第三阻燃膜层4为纳米三氧化二锑颗粒，且所述第三阻燃膜层4的厚度为0.03～0.07μm；

第四阻燃膜层5，其沉积在所述第二阻燃膜层3上，所述第四阻燃膜层5为纳米三氧化二锑颗粒，且所述第四阻燃膜层5的厚度为0.03～0.07μm。

其中，通过将阻燃膜包覆在智能手机电池的外部，可有效阻燃，避免了智能手机电池自燃或者爆炸给使用者造成巨大的生命和财产损失的问题；同时，通过采用纳米级的阻燃膜，结构微型化，不影响智能手机电池安装区域本身的结构造型，同时提高了阻燃性能；采用多孔膜设置在阻燃膜的最内层，通过双层空腔结构中的空隙设置的导热介质，可有效扩散智能手机电池产生的热量。降低智能手机电池的温度。同样降低了智能手机电池自燃或者爆炸的概率。同时，通过间隙不完全填充满导热介质，使得阻燃膜具有一定的弹性，提高了阻燃膜的抗冲击性能。进而提高了智能手机电池的抗压性。

在其中一种实施例中，所述基膜层为苯乙烯-丙烯腈共聚物树脂膜，所述基膜层的厚度为0.25～0.3μm。选择具有阻燃功能的苯乙烯-丙烯腈共聚物树脂膜作为基膜层，不仅提高阻燃膜的阻燃性能，而且有利于纳米阻燃膜沉积附着。

在其中的一个实施例中，还包括第五阻燃膜层6，其为掺杂锡的纳米三氧化二锑颗粒，且所述第五阻燃膜层6的厚度为0.05～0.08μm，所述第五阻燃膜层6沉积在所述第三阻燃膜层4上。通过增加阻燃膜层的数量，提高阻燃膜的阻燃性能。

增加第五阻燃膜层，使得适合放热量不同容量的智能手机电池，同时对自燃或者爆炸危险系数比较大的智能手机电池选择增加多层阻燃膜，降低自燃爆炸率，适用性广，可根据不同的智能手机电池型号及容量选择增加第五阻燃膜层。

在另一种实施例中，还包括第六阻燃膜层7，其为掺杂锡的纳米三氧化二锑颗粒，且所述第六阻燃膜层7的厚度为0.07～0.09μm，所述第六阻燃膜层7沉积在所述第四阻燃膜层5上。

增加第六阻燃膜层，与第五阻燃膜层对称匹配设置，使得适合放热量不同容量的智能手机电池，同时对自燃或者爆炸危险系数比较大的智能手机电池选择增加多层阻燃膜，降低自燃爆炸率，适用性广，可根据不同的智能手机电池型号及容量选择增加第五阻燃膜层与第六阻燃膜层。其中，第五，第六阻燃膜层选择不同的厚度设置，同时采用掺杂锡的纳米三氧化二锑纳米颗粒，可在最外层的阻燃膜上进行焊接设置，也可适用于不对称结构造型的智能手机电池及其容置空间。

在另一种实施例中，所述纳米三氧化二锑颗粒的平均粒径为55～85nm。选择纳米颗粒小的阻燃成分制成阻燃膜，阻燃性能提高，结构层微型化，可应用于不同型号迷你微小化的智能手机电池，不会影响智能手机电池的构造结构以及其容置空间的结构。

在另一种实施例中，导热介质为导热纳米级硅脂和/或导热石墨，其中纳米级硅脂和/或导热石墨的纳米颗粒平均粒径为75～105nm。采用纳米级的导热介质，提高导热率，增加阻燃膜的弹性，抗冲击性能增强。

在另一种实施例中，所述基膜层为凹型结构。其与智能手机电池的结构相匹配，将智能手机电池完全包覆在基膜层中，起到很好的保护阻燃智能手机电池的作用。

制备所述的基于锑纳米材料的智能手机电池用阻燃复合膜的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、将含有掺杂纳米银的纳米三氧化二锑颗粒与粘合剂按质量比为100﹕1～230﹕1混合均匀后沉积在基膜层上形成第一阻燃膜层；

步骤二、将掺杂纳米三氧化二锑的氯化锑颗粒与粘合剂按质量比为50﹕1～150﹕1混合均匀后沉积在基膜层上形成第二阻燃膜层；

步骤三、将纳米三氧化二锑颗粒与粘合剂按质量比为120﹕1～180﹕1混合均匀后沉积在第一阻燃膜层和第二阻燃膜层上分别形成第三阻燃膜层和第四阻燃膜层。

在另一种实施例中，所述步骤二与步骤三之间还包括步骤：将掺杂锡的纳米三氧化二锑颗粒与粘合剂按质量比为200﹕1～250﹕1混合均匀后沉积在第三阻燃膜层和第四阻燃膜层分别形成不同厚度的第五阻燃膜层和第六阻燃膜层。

在另一种实施例中，所述粘合剂为聚氨酯。

选择聚氨酯作为粘合剂，由于其具有弹性高的优点，提高阻燃膜的弹性，增强其可塑性，但是其也具有一定的保温性能，为了使得智能手机电池产生的热量通过阻燃膜扩散出去，需要严格控制粘合剂的加入量。经实验表明，当聚氨酯粘合剂加入量高于250﹕1时，其大大增加了阻燃膜的保温性能，虽然起到阻燃作用，但是使得智能手机电池运行产生的热量不能很好地扩散出去，但是当聚氨酯粘合剂加入量低于50﹕1时，阻燃膜的纳米颗粒不能很好地粘合到一起，严重影响阻燃膜的阻燃性能。

自20世纪末以来，中国已成为世界上最大的锑及其化合物生产国，占全球锑生产总量的百分之八十以上，将丰富的锑资源应用于人们日常紧密接触的智能手机电池领域，着实解决智能手机电池的使用者遇到的直接威胁其生命财产安全的智能手机电池自燃或者爆炸等问题。

如上所述，根据本发明，由于在双层空腔结构的集膜层的左右两侧上依次沉积四层阻燃膜层甚至六层阻燃膜层，提高了阻燃膜的阻燃性能，可广泛应用于不同电池容量以及型号的智能手机电池中，避免智能手机电池的温度过高或者故障引起的自燃或者爆炸问题，同时通过在双层空腔结构的空隙中填充纳米级导热颗粒，提高了阻燃膜的导热性能，同时使得阻燃膜具有一定的弹性，抗冲击性能增强。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。