[发明专利]一种难燃微孔聚氨酯泡棉、其制备方法及应用

说明书

本发明涉及动力电池用材料生产技术领域，尤其涉及一种难燃微孔聚氨酯泡棉、其制备方法及应用。本发明中，形成所述难燃微孔聚氨酯泡棉的聚氨酯泡沫厚度为2.0～3.5mm，密度为280～360kg/m³；所述聚氨酯泡沫的25％压缩强度为30～80KPa，平均孔径为90～180μm，TGA测试初始分解温度在180～220℃，残碳量在15％～25％之间。本发明可在更薄的片材条件下达到UL94垂直燃烧V0等级，保持25％压缩状态下的压缩反弹力更低，避免较高应力对电池寿命产生影响，同时具有优异的压缩状态下的耐老化性能。本发明提供的难燃级别阻燃材料可以更软更薄，可实现可耐老化、压缩性和阻燃性能较好平衡。

技术领域

本发明涉及动力电池用材料生产技术领域，尤其涉及一种难燃微孔聚氨酯泡棉、其制备方法及应用。

背景技术

新能源汽车是社会技术演进到一定阶段的产物，是人们对美好生活向往的产物，是满足人们低碳、环保、便捷等需求的产品。日益增长的新能源市场离不开可靠的动力电池，需要为其提供在恶劣条件下缓冲、滤振的材料。尤其是在反复的充放电时能够具有均一的反弹力，避免因挤压造成损坏。

电池衬垫中的泡棉首先需要有一定的硬度，以及在各种条件下保持可靠的抗压缩形变，避免泡沫塌陷，确保一定的反弹力，以将电芯固定；并能起到有效的缓冲作用。

目前，得到汽车行业比较认可的泡沫体主要是聚硅烷泡棉，但是聚硅氧烷泡沫体具有小的压缩残余应变，但含有大量低分子硅氧烷。二氧化硅有时由于低分子硅氧烷而从聚硅氧烷泡沫体析出。在将硅氧烷泡沫体用作电池组的缓冲材料的情况下，安装在电池组中的电子衬底上的接触点因二氧化硅的析出而被污染，并且电特性可能变差。因此，聚硅氧烷泡沫体不适合用于电池组的缓冲材料。

随着汽车续航里程的要求越来越高，对聚氨酯材料阻燃要求日益严苛，然而聚氨酯匹配泡沫体中阻燃剂的添加必然会带来可压缩性降低，泡沫体偏硬，服帖性下降等缺点。因此，动力电池间缓冲用难燃柔软薄型聚氨酯泡棉的开发尤为必要。对于这类阻燃材料，需要硬度适中，具有良好可压缩性，此外还希望尽量在维持阻燃等级与压缩发弹力前提下减少阻燃材料的厚度、密度，并降低成本。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种难燃微孔聚氨酯泡棉、其制备方法及应用，本发明提供的难燃微孔聚氨酯泡棉可以在更薄的厚度条件下达到UL94垂直燃烧V0等级，在保证优异的耐老化性能的前提下，提供25％压缩状态下的压缩反弹力更低。

本发明提供了一种难燃微孔聚氨酯泡棉，形成所述难燃微孔聚氨酯泡棉的聚氨酯泡沫的厚度为2.0～3.5mm，密度为280～360kg/m³；

所述聚氨酯泡沫的25％压缩强度为30～80KPa，平均孔径为90～180μm，TGA测试初始分解温度在180～220℃，残碳量在15％～25％之间。

优选的，所述难燃微孔聚氨酯泡棉在压缩50％状态下，在湿度为85％、温度为85℃的条件下老化72h后，压缩永久变形＜15％。

优选的，所述难燃微孔聚氨酯泡棉满足UL94垂直燃烧V0等级。

优选的，所述难燃微孔聚氨酯泡棉的制备原料包括物料A1；

所述物料A1由包括可膨胀石墨、液体添加型有机磷酸酯阻燃剂和阻燃聚多元醇的原料混合得到；

所述可膨胀石墨为可膨胀石墨粉，初始分解温度为150～200℃，在800℃的膨胀倍率为100～300mL/g，粒径中位值为30～200μm；

所述液体添加型有机磷酸酯阻燃剂包括磷酸三乙酯、磷酸三丙酯、三异丁磷酸酯和磷酸三芳基酯中的至少一种；

所述液体添加型有机磷酸酯阻燃剂中磷的质量含量为10％～20％，粘度为10～100mPa·s；