[发明专利]一种用于新能源汽车电池箱的超混杂防火预浸料及制备方法

说明书

本发明公布了一种用于新能源汽车电池箱的超混杂防火预浸料及制备方法，所述超混杂预浸料包括树脂基体层，铝合金层，纤维层。所述制备方法，首先将树脂基体制成胶膜，然后使胶膜与纤维层和铝合金层浸润融合，形成超混杂防火预浸料。采用超混杂防火预浸料制备新能源汽车电池箱既能减轻电池箱重量,又同时具有纤维增强树脂基复合材料的高比强度、高比模量和金属材料的良好防火、抗冲击损伤性能等特点。

技术领域

本发明涉及用于轻量化新能源汽车电池箱技术领域，具体为一种用于新能源汽车电池箱的超混杂防火预浸料及制备方法。

背景技术

由于减重和提升新能源汽车续航里程的需求，新能源汽车电池箱所用材料已逐渐从金属材料过渡到纤维复合材料，复合材料具有高比强度、优越的耐腐蚀性等优势，可用作新能源汽车电池箱的基本组成材料来实现其轻量化。

纤维复合材料电池箱也有其自身的缺点，主要是抗低速冲击和防火性能差。汽车在行驶过程中，飞溅的石子等对复合材料电池箱的冲击，可能导致材料内部破坏(纤维断裂、分层等)，但材料表面虽无明显破坏的情况。这些损伤不易察觉，具有隐蔽性，造成了很大安全隐患。复合材料本身防火阻燃性能差，虽然通过添加阻燃剂的方案可以提高复材的阻燃性能(专利CN 108676309 A及专利CN 111284035 A)道，但这种阻燃复合材料共同的问题是着火点低，在电池箱内部或外部火焰持续作用下，材料本身无法阻止火焰向材料内部燃烧扩散，起不到防火的作用。

因此，开发一种防火性能和抗冲击损伤性能俱佳的复合材料来制备轻量化新能源汽车电池箱具有重要经济价值和社会意义。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供了一种用于新能源汽车电池箱的超混杂防火预浸料及制备方法。

为实现上述目的，本发明提出：一种用于新能源汽车电池箱的超混杂防火预浸料及制备方法，所述超混杂预防火浸料由树脂基体，铝合金层，纤维层构成。将树脂基体加热至流体状态并利用涂膜设备涂膜得到树脂膜，然后再将所述树脂膜与纤维层及铝合金层加热复合，即得所述超混杂防火预浸料。新能源汽车电池箱用超混杂防火预浸料制备的电池箱同时具备了高比强度和比刚度、良好的防火和抗冲击损伤性能。

具体地包括：首先把树脂加热融化制成胶膜，进一步包括：

(1)从胶膜辊退绕预先制好的胶膜，与玄武岩纤维布贴合，通过多辊热压的方式熔融树脂基体，使纤维布层浸润在树脂基体中，形成纤维增强树脂片；将铝合金层与纤维增强树脂片贴合热压，即可制得超混杂防火预浸料；

或(2)从胶膜辊退绕预先制好的胶膜，与玄武岩纤维布及铝合金形成夹芯结构，通过多辊热压的方式熔融树脂基体，使树脂基体浸润在纤维布层及铝合金层中，即可制得超混杂预浸料。

作为本发明的一种优选技术方案：所述树脂基体为热固性树脂包括不饱和树脂、乙烯基树脂、环氧树脂、酚醒树脂、双马来酰亚胺树脂；热塑性树脂包括聚烯轻、聚碳酸酯、聚酰亚胺。热塑性树脂包括聚酰胺、聚碳酸酯、聚苯醚、聚枫中的一种或几种。按质量计，预浸料中树脂含量为30％～45％。树脂基体贯穿于超混杂预浸料的各层之间，使各层材料成为一体。

作为本发明的一种优选技术方案：所述铝合金层为AL-Mg合金，厚度0.02～0.3mm，并将铝合金表面加工出均匀排布的直径为0.5～2mm圆孔，便于树脂基体的流通，提供气体逸出路径，降低残余孔隙度。铝合金表面进行磷酸阳极化，经过阳极氧化产生不同形貌的氧化膜增加胶粘剂与被粘表面的微观机械互锁，提高界面的粘结性能。

作为本发明的一种优选技术方案：所述纤维层，包括碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维、聚酰亚胺纤维编织布或单项纤维，面密度为50～800g/m²。纤维编织布与树脂基体共同起到结构承载作用。

作为本发明的一种优选技术方案：所述超混杂防火预浸料中纤维层/铝合金层按照厚度1:1比例铺放。

作为本发明的一种优选技术方案：所述制备方法为，包含如下步骤：