本發(fā)明涉及儲能，特別涉及一種硅橡膠泡棉材料及其制備方法和應用。

背景技術(shù)：

1、綠色出行是近幾年的熱門話題，而由于新能源不斷地在突破技術(shù)難點，電池能量密度也不斷地提高，及時有效地保持電池電芯內(nèi)部結(jié)構(gòu)、環(huán)境穩(wěn)定控制，確保設備的正常運行是需要重點關(guān)注的問題，但如何保障電池安全可靠的運行也一直是行業(yè)發(fā)展的痛點。

2、硅泡棉具有優(yōu)異的回彈性和抗老化性，在多個領(lǐng)域具有廣泛的應用。隨著新能源的發(fā)展，硅泡棉的應用得到進一步擴展。硅泡棉密封材料在電池電芯中主要起密封，緩沖的作用，其網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的疏密程度是判斷泡棉密封、緩沖性能的重要指標，但是目前市面上用于新能源儲能的泡棉產(chǎn)品普遍存在產(chǎn)品穩(wěn)定性差，泡棉泡孔均勻度不一致以及回彈性差、密封防水等級不高的問題，滿足不了新能源電池電芯的使用需求，難以長久地保障電池安全可靠的運行。

3、因此，亟需開發(fā)一種泡孔均勻、具有高回彈性、防水性強的硅泡棉材料以保證其在新能源儲能行業(yè)中能夠長久維持電池安全可靠地運行。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提出了一種硅橡膠泡棉材料及其制備方法和應用。

2、本發(fā)明提供一種硅橡膠泡棉材料，按重量份計，包括如下組分：

3、a膠：乙烯基硅油30-35份，如30、31、32、33、34、35份，改性基膠15-25份，如15、16、18、20、22、24、25份，活化劑a?0.5-2份，如0.5、1、1.5、2份，活化劑b?0.05-0.25份，如0.05、0.1、0.15、0.2、0.25份，阻燃劑10-25份，如10、15、20、25份，結(jié)構(gòu)控制劑6-7份，如6、6.5、7份，鉑金催化劑1-3份，如1、2、3份；

4、b膠：乙烯基硅油30-35份，如30、31、32、33、34、35份，改性基膠15-25份，如15、16、18、20、22、24、25份，活化劑a?0.5-2份，如0.5、1、1.5、2份，活化劑b?0.05-0.25份，如0.05、0.1、0.15、0.2、0.25份，阻燃劑10-25份，如10、15、20、25份，結(jié)構(gòu)控制劑6-7份，如6、6.5、7份，含氫硅油1-2份，如1、1.5、2份，抑制劑0.06-0.10份，如0.06、0.07、0.08、0.09、0.10份，色膏0.10-0.20份，如0.10、0.12、0.14、0.16、0.18、0.20份；

5、所述a、b膠中乙烯基硅油為雙端乙烯基硅油、單端乙烯基硅油、端側(cè)乙烯基硅油中的任意一種或多種，粘度為2000-20000cps，乙烯基含量在0.10-0.26wt％，如0.10wt％、0.15wt％、0.20wt％、0.22wt％、0.24wt％、0.26wt％；

6、其中，所述a膠與b膠的質(zhì)量比為1：(0.9-1.1)，若a膠加入量過少會增長發(fā)泡時間進而影響生產(chǎn)效率，還會造成發(fā)泡泡孔不均勻等問題，b料加入量過少同樣也會引起發(fā)泡不均勻；所述改性基膠按重量份計，包括如下組分：乙烯基硅油68-72份、二苯基硅二醇3-6份、二氧化硅28-32份、偶聯(lián)劑0.5-0.8份；其中，所述乙烯基硅油為雙端乙烯基硅油，粘度為2000cps、5000cps中的一種或兩種，雙端乙烯基硅油具有較好的交聯(lián)密度，與單端乙烯基硅油或多乙烯基相比，更有利于發(fā)泡的形成，并且發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)在本發(fā)明體系中，改性基膠中的乙烯基硅油若為單端乙烯基硅油，會使得做出的泡棉產(chǎn)品泡孔不均勻；所述二氧化硅為氣相法二氧化硅或沉淀法二氧化硅中的任意一種，比表面積在200m2/g以上；所述偶聯(lián)劑優(yōu)選為硅烷偶聯(lián)劑，在基膠中加入二苯基硅二醇還能夠使泡棉的壓縮回彈控制在較好的范圍內(nèi)。

7、通過對基膠改性，同時在a、b膠料成分中添加改性基膠、活化劑a、活化劑b，制得的硅橡膠泡棉材料能夠?qū)崿F(xiàn)泡孔均勻、高回彈性的同時，還具有高防水性能，其中改性基膠主要是提升泡棉產(chǎn)品的壓縮回彈性，保持較好的壓縮永久變形；在本體系中，加入特殊的活化劑a和b能夠活化膠料整體性能，起到降低膠料粘度，潤滑作用，使反應在一定條件下迅速反應，從而減少其他副反應發(fā)生，同時特定的活化劑還可以活化二氧化硅表面能，使發(fā)泡時更容易形成交聯(lián)點，形成致密的結(jié)構(gòu)。各組分的相互配合大大提高了混合膠料的活性，增加發(fā)泡交聯(lián)的基點，使泡棉的交聯(lián)程度得以提升，最終達到提高泡棉的均勻度以及回彈性的目的，使得材料在適宜的溫度下，能夠迅速發(fā)泡形成均勻、高度致密的泡棉產(chǎn)品。

8、進一步地，所述活化劑a為氧化鋅、氧化鎂、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣中的一種或多種，優(yōu)選為微米或納米級別。

9、進一步地，所述活化劑b為醇類、胺類、烷烴類中的任意一種或多種，包括但不限于無水乙醇、烷烴白油、三乙醇胺等中的任意一種。

10、進一步地，所述阻燃劑選自氫氧化鎂、氫氧化鋁、滑石粉、陶土、碳酸鈣中的一種或多種，粒徑為50nm-10μm。

11、進一步地，所述結(jié)構(gòu)控制劑為羥基硅油，優(yōu)選羥基含量在3％以上。

12、進一步地，所述抑制劑為1-乙炔基環(huán)已醇、2-甲基-3-丁炔-2醇和3,5-二甲基-1-己炔-3-醇中的一種或多種。

13、進一步地，所述含氫硅油選自含氫量為0.75wt％、1.2wt％、1.6wt％的含氫硅油中的一種或者多種，若含氫量過少，會造成發(fā)泡不均勻。

14、進一步地，所述二苯基硅二醇的熔點為132℃-155℃。

15、進一步地，所述鉑金催化劑優(yōu)選為3000ppm的氯鉑酸催化劑。

16、進一步地，所述改性基膠的制備方法包括如下步驟：

17、s1.取68-72份乙烯基硅油、3-6份二苯基硅二醇在160-170℃下攪拌均勻，再分2-3次投入二氧化硅粉料28-32份，而后在30-45r/min的速度下攪拌30-60min將膠料混合均勻，放置冷卻；

18、s2.在冷卻的膠料中加入0.5-0.8份硅烷偶聯(lián)劑，將溫度升至105-125℃，在30-45r/min的速度下攪拌30-60min混合均勻，冷卻后即得到所述改性基膠。

19、本發(fā)明還提供所述的硅橡膠泡棉材料的制備方法，包括如下步驟：

20、s1.分別按a、b膠的配方比例稱取各組分并在常溫下混合均勻，得到a膠、b膠；

21、s2.將a、b膠料按比例通過供料系統(tǒng)傳送至混合攪拌機頭處混合均勻得到混合膠料；

22、s3.將混合膠料經(jīng)壓延、發(fā)泡、去膜、收卷得到一硫后的硅橡膠泡棉材料；

23、s4.將一硫后的硅橡膠泡棉材料經(jīng)高溫烘烤熟化即得到所述硅橡膠泡棉材料；

24、其中，步驟s1中a、b膠均在溫度為20-40℃的動力攪拌機料缸中以速度30-45r/min攪拌60-90min得到；

25、在制備a、b膠料時對溫度進行有效的控制，同時配合特定轉(zhuǎn)速和攪拌時間，能夠使得a、b膠料中各個組分混合均勻，同時避免在加工過程中攪拌速度過大、時間過長引起膠料發(fā)生副反應，或者溫度升高加速抑制劑的揮發(fā)。

26、步驟s2中a、b膠料在攪拌葉800-1000r/min的高速攪拌下混合均勻。

27、本發(fā)明還提供所述的硅橡膠泡棉材料作為密封、緩沖材料的應用，特別是作為新能源電芯密封、緩沖材料的應用。

28、綜上，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明達到了以下技術(shù)效果：

29、(1)本發(fā)明提供的硅橡膠泡棉材料泡孔細小且均勻；

30、(2)本發(fā)明提供的硅橡膠泡棉材料具有優(yōu)良的壓縮回彈性；

31、(3)本發(fā)明提供的硅橡膠泡棉材料具有高防水性；

32、(4)本發(fā)明提供的硅橡膠泡棉材料配方原材料價格相對低廉，制備工藝簡單，生產(chǎn)過程中無副反應，無廢氣物產(chǎn)生，具有環(huán)保安全的優(yōu)點。