[发明专利]一种动力电池用水性石墨烯高导热防腐涂料及其制备方法

说明书

一种动力电池用水性石墨烯高导热防腐涂料及其制备方法，为双组份涂料，以水性耐热树脂为成膜基体，石墨烯粉料、导热填料、防锈填料与其它功能助剂混合制备而成。针对目前动力电池工作环境封闭、热量不易散失所导致的使用稳定性与安全性降低的难题，改善涂层导热性能的同时提高其腐蚀防护性能。采用耐温性水性树脂作为涂料成膜基体，减少涂料有机物排放量，保护生态环境；引入具有高导热系数、独特片层结构与小尺寸效应的新型石墨烯碳材料，克服传统导热涂料导热性能不足的问题，进一步提高涂层散热性能与防腐性能。

技术领域

本发明设计化工材料领域，具体的说是一种动力电池用水性石墨烯高导热防腐涂料及其制备方法。

背景技术

动力电池作为电动汽车的“心脏”，在新能源电车的运行过程中发挥至关重要的作用。目前我国的大多数电动汽车采用锂电池作为动力电池的主要原材料，工作电流与产热量大。同时动力电池处于一个相对封闭的环境，易导致电池与周围的温度上升，而热量过高便会导致电池产生安全隐患。为避免上述问题，需要采取措施降低动力电池的工作温度。常用解决方法是在电池内部采用导热硅胶片使内部热量及时散逸。同时，若从电池外部将动力电池所处空间内的热量及时导出，降低电池所处环境的工作温度，可进一步保证其运行安全性与工作稳定性。其中，导热涂料作为一种可直接涂覆于高温导体表面、提高所保护基材的导热能力的新型功能涂料，可较好的解决上述问题。

石墨烯作为一种杰出的新型碳材料具有极高的热导率和热辐射洗漱，单层石墨烯的导热洗漱可达5300W/mK，远高于金属中导热系数最高的Ag、Cu、Au、Al等，可很好的应用于散射涂料体系中。此外，石墨烯具有独特的二维片层结构与小尺寸效应，可有效填充涂层内部缺陷，有效屏蔽水分子等腐蚀介质的渗透，改善涂层导热性能的同时提高涂层的防腐性能。目前，已有研究者将石墨烯应用于导热涂料中，其中专利CN201611028274.7公开了一种石墨烯导热防腐涂料及其制备方法，该涂料由树脂、石墨烯、基础填料、偶联剂及功能助剂组成，具有优异的导热性能与防腐性能，且制备方法简单，成本低廉。但该种涂料为溶剂型涂料，易排放不利于环保的有害物质，而水性涂料可有效解决此难题；同时目前适用于动力电池用的导热涂料的研究甚少，因此为延长动力电池的使用寿命与使用安全性，保护生态环境，制备一种水性石墨烯高导热防腐涂料具有广阔的市场前景。

发明内容

本发明针对动力电池工作环境封闭、热量不易散失所导致的使用稳定性与安全性降低的难题，提出一种动力电池用水性石墨烯高导热防腐涂料及其制备方法， 改善涂层导热性能的同时提高其腐蚀防护性能。一是采用耐温性水性树脂作为涂料成膜基体，减少涂料有机物排放量，保护生态环境；二是引入具有高导热系数、独特片层结构与小尺寸效应的新型石墨烯碳材料，克服传统导热涂料导热性能不足的问题。

本发明为解决上述技术问题的不足而采用的技术方案使：一种动力电池用水性石墨烯高导热防腐涂料，为双组份涂料，包括甲组份和乙组份，所述甲组份和乙组份的质量比为4:1~7:1，按重量份数，甲组份包括20~30份水性环氧树脂、5~10份水性有机硅树脂、3~10份石墨烯粉料、10~15份导热填料、15~25份防锈填料、0.5~1份触变剂、1~2份消泡剂、15~~20份去离子水，乙组份包括50~60份水性环氧固化剂和40~50份去离子水。

一种动力电池用水性石墨烯高导热防腐涂料的制备方法，包括以下步骤。

（1）按重量份数，先称取环氧树脂20~30份以及耐热树脂5~10份置于分散罐内，再加入石墨烯粉料3~10份、触变剂0.5~1份、消泡剂1~2份，在1000~1500r/min转速下进行高速分散。

（2）分散均匀后，再加入导热填料10~15份、防锈填料15~25份，放入分散罐内，在1000~1500r/min转速下进行高速分散。

（3）分散一段时间后，向分散罐内加入15~20份去离子水调节涂料粘度，继续分散一段时间。