本發(fā)明涉及高分子材料,具體涉及一種低壓縮強(qiáng)度的電池包保溫泡棉及其制備方法,尤其適用于新能源汽車動(dòng)力電池的隔熱、緩沖和防護(hù)。
背景技術(shù):
1、隨著新能源汽車的快速發(fā)展,動(dòng)力電池的安全性和性能穩(wěn)定性成為行業(yè)的關(guān)鍵關(guān)注點(diǎn)。動(dòng)力電池在充放電過程中會(huì)產(chǎn)生熱量,且在不同環(huán)境溫度下表現(xiàn)出不同的性能。高溫可能導(dǎo)致電池?zé)崾Э兀蜏貏t會(huì)降低電池的續(xù)航里程和使用壽命。因此,電池包的熱管理是確保新能源汽車安全運(yùn)行的核心問題之一。
2、現(xiàn)有的電池包保溫材料多采用聚乙烯泡棉,雖然具有一定的隔熱和絕緣性能,但存在壓縮強(qiáng)度高、回彈性差、阻燃性能不足等問題,易導(dǎo)致電池軟包膨脹摩擦破損,引發(fā)熱失控風(fēng)險(xiǎn)。這些材料在電池膨脹時(shí)無法提供足夠的緩沖,且在低溫環(huán)境下容易變脆,無法有效保護(hù)電池。傳統(tǒng)交聯(lián)聚乙烯泡棉多采用單一樹脂基體和通用發(fā)泡工藝,泡孔結(jié)構(gòu)閉孔率高,難以滿足電池包對低壓縮強(qiáng)度、高開孔率及阻燃性能的需求。此外,現(xiàn)有泡棉材料的阻燃性能普遍較低,無法滿足新能源汽車對電池安全性的嚴(yán)格要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是提供一種低壓縮強(qiáng)度的電池包保溫泡棉,通過優(yōu)化樹脂共混體系、多階段發(fā)泡工藝及物理碾壓技術(shù),實(shí)現(xiàn)泡棉的低壓縮強(qiáng)度、高開孔率及優(yōu)異阻燃性,顯著提升電池包的熱管理安全性和使用壽命。
2、本發(fā)明的配方通過樹脂基體的優(yōu)化、發(fā)泡劑的組合以及助劑的協(xié)同作用,實(shí)現(xiàn)了低壓縮強(qiáng)度、高開孔率、優(yōu)異的阻燃性能和良好的隔熱緩沖性能。這種泡棉材料能夠有效解決新能源汽車電池包在隔熱、緩沖和防護(hù)方面的關(guān)鍵問題,顯著提升電池包的安全性和使用壽命。
3、本發(fā)明提供了一種低壓縮強(qiáng)度的電池包保溫泡棉,包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分:
4、50-80份低密度聚乙烯、10-20份線性低密度聚乙烯、20-30份乙烯-醋酸乙烯共聚物作為樹脂基體;8-12份偶氮二甲酰胺、1-3份碳酸鈉、1-3份4,4'-氧代雙苯磺酰肼作為發(fā)泡劑;以及5-10份溴銻阻燃劑、0.5-2份金屬皂類潤滑劑、1-3份抗氧劑作為助劑;其中,所述泡棉的阻燃等級達(dá)到ul94hf-1,壓縮強(qiáng)度在30%應(yīng)變下低于10kpa,泡棉開孔率大于等于85%。
5、本發(fā)明的低壓縮強(qiáng)度電池包保溫泡棉配方通過精心設(shè)計(jì)的組分搭配,實(shí)現(xiàn)了低壓縮強(qiáng)度、高開孔率、優(yōu)異阻燃性以及良好的隔熱和緩沖性能。其一,低密度聚乙烯具有良好的柔韌性和加工性能,是泡棉的主要基體材料,提供基礎(chǔ)的機(jī)械性能和成型能力;其較低的結(jié)晶度使其在發(fā)泡過程中容易形成泡孔結(jié)構(gòu),同時(shí)提供一定的彈性和緩沖性能。線性低密度聚乙烯具有較高的強(qiáng)度和耐穿刺性,同時(shí)保持一定的柔韌性;與低密度聚乙烯共混后,可以改善泡棉的綜合力學(xué)性能,提高泡棉的抗撕裂性和耐久性,同時(shí)優(yōu)化泡孔結(jié)構(gòu)的均勻性。乙烯-醋酸乙烯共聚物具有良好的柔韌性、耐低溫性能和熱穩(wěn)定性,同時(shí)具有一定的粘結(jié)性和加工性能;在泡棉中,可以提高泡棉的柔韌性和回彈性,改善泡棉在低溫環(huán)境下的性能,同時(shí)促進(jìn)泡孔的均勻形成。通過低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物的共混,形成一種具有優(yōu)異柔韌性、強(qiáng)度和泡孔形成能力的樹脂基體,該復(fù)合體系能夠在發(fā)泡過程中提供穩(wěn)定的泡孔壁支撐,同時(shí)在泡孔破裂時(shí)形成開孔結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)低壓縮強(qiáng)度和高開孔率的特性。
6、其二,偶氮二甲酰胺是一種常用的化學(xué)發(fā)泡劑,分解溫度較高(約200-220℃),分解時(shí)釋放氮?dú)猓苿?dòng)泡孔擴(kuò)張;在高溫階段(第二階段發(fā)泡)提供主要的氣體來源,使泡孔充分?jǐn)U張,形成穩(wěn)定的泡孔結(jié)構(gòu)。碳酸鈉在較低溫度下分解(約160-180℃),釋放二氧化碳?xì)怏w;在低溫階段(第一階段發(fā)泡)提供初始的氣體,形成初始泡孔核,為后續(xù)的發(fā)泡過程提供基礎(chǔ)。4,4'-氧代雙苯磺酰肼是一種低分解溫度的發(fā)泡劑(約190-200℃),分解時(shí)釋放氣體;在過渡階段(梯度控溫階段)發(fā)揮作用,抑制泡孔過度膨脹,同時(shí)使泡孔壁部分破裂形成微通道,促進(jìn)開孔結(jié)構(gòu)的形成。通過三種發(fā)泡劑的組合,實(shí)現(xiàn)了階梯式發(fā)泡過程,碳酸鈉在低溫階段提供初始泡孔核,4,4'-氧代雙苯磺酰肼在過渡階段控制泡孔壁的破裂,形成微通道,偶氮二甲酰胺在高溫階段推動(dòng)泡孔擴(kuò)張,最終形成高開孔率和低壓縮強(qiáng)度的泡棉結(jié)構(gòu)。
7、其三,溴銻阻燃劑(如三氧化二銻與十溴二苯乙烷復(fù)合物)提供優(yōu)異的阻燃性能,使泡棉的阻燃等級達(dá)到ul94hf-1;在火災(zāi)情況下,溴銻阻燃劑能夠有效抑制火焰的傳播,降低火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn),保障電池包的安全性。金屬皂類潤滑劑(如氧化鋅和硬脂酸鋅)改善加工性能,降低物料在加工過程中的摩擦,提高生產(chǎn)效率;在密煉、擠出等加工過程中減少設(shè)備磨損,同時(shí)避免因摩擦導(dǎo)致的局部過熱,確保發(fā)泡劑的穩(wěn)定性。抗氧劑防止樹脂在加工和使用過程中的氧化降解,延長泡棉的使用壽命;提高泡棉的耐老化性能,確保其在長期使用中的穩(wěn)定性和可靠性。
8、本發(fā)明通過樹脂共混體系的優(yōu)化和物理碾壓破孔技術(shù),使泡棉在受壓時(shí)能夠有效吸收應(yīng)力,減少電池膨脹時(shí)的摩擦風(fēng)險(xiǎn);開孔結(jié)構(gòu)有助于提高泡棉的隔熱性能,降低導(dǎo)熱系數(shù),同時(shí)減輕重量,提升吸音效果;滿足新能源汽車對電池安全性的嚴(yán)格要求,降低火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。
9、在本發(fā)明的低壓縮強(qiáng)度電池包保溫泡棉配方中,溴銻阻燃劑通過三氧化二銻與十溴二苯乙烷的協(xié)同作用,提供高效的阻燃性能,使泡棉的阻燃等級達(dá)到ul94hf-1,同時(shí)確保加工和使用過程中的穩(wěn)定性。金屬皂類潤滑劑通過氧化鋅和硬脂酸鋅的協(xié)同作用,提供良好的潤滑性和熱穩(wěn)定性,改善加工性能,同時(shí)確保材料性能的均勻性和穩(wěn)定性。這兩種助劑的加入,不僅提升了泡棉的阻燃和加工性能,還避免了對泡棉機(jī)械性能和發(fā)泡性能的負(fù)面影響,是本發(fā)明配方中不可或缺的重要組成部分。
10、本發(fā)明的低壓縮強(qiáng)度的電池包保溫泡棉原料配方中,所述溴銻阻燃劑為三氧化二銻與十溴二苯乙烷的復(fù)合物,質(zhì)量比為1:3-5;所述金屬皂類潤滑劑包括0.5-1份氧化鋅、0.5-1份硬脂酸鋅。
11、溴銻阻燃劑是由十溴二苯乙烷和三氧化二銻組成的復(fù)合物,質(zhì)量比為1:3-5。這種復(fù)合阻燃劑不僅提高了泡棉的阻燃等級(ul94hf-1),還確保了材料在加工和使用過程中的穩(wěn)定性,避免因阻燃劑的加入而導(dǎo)致泡棉性能下降。通過調(diào)整三氧化二銻與十溴二苯乙烷的比例,可以優(yōu)化阻燃效果和加工性能。三氧化二銻作為協(xié)效劑,能夠提高十溴二苯乙烷的阻燃效率,同時(shí)減少阻燃劑的用量,避免對材料的機(jī)械性能和加工性能產(chǎn)生負(fù)面影響。
12、三氧化二銻是一種常用的阻燃協(xié)效劑,本身具有良好的熱穩(wěn)定性和協(xié)同阻燃效果;在燃燒過程中,三氧化二銻會(huì)與鹵素化合物(如溴化物)反應(yīng)生成三溴化銻或三氧化二銻的鹵化物。這些化合物在氣相中可以捕捉自由基,抑制火焰的傳播,從而發(fā)揮阻燃作用,顯著提高材料的阻燃性能,使泡棉的阻燃等級達(dá)到ul94hf-1。
13、十溴二苯乙烷是一種高效的溴系阻燃劑,具有較高的溴含量,能夠有效抑制火焰的蔓延;在燃燒過程中,十溴二苯乙烷分解產(chǎn)生溴化氫,溴化氫可以捕捉燃燒中的自由基,從而中斷燃燒反應(yīng)鏈。同時(shí),十溴二苯乙烷的分解產(chǎn)物還可以在材料表面形成保護(hù)層,隔絕氧氣,進(jìn)一步抑制燃燒。十溴二苯乙烷提供了主要的阻燃效果,與三氧化二銻協(xié)同作用,使阻燃效果更加顯著。
14、金屬皂類潤滑劑包括氧化鋅和硬脂酸鋅,質(zhì)量比為0.5-1份。通過調(diào)整氧化鋅和硬脂酸鋅的比例,可以優(yōu)化潤滑效果和加工性能。氧化鋅提供熱穩(wěn)定性和協(xié)同阻燃作用,而硬脂酸鋅則主要提供潤滑和分散作用。金屬皂類潤滑劑的加入,不僅提高了泡棉的加工性能,還確保了材料在高溫加工過程中的穩(wěn)定性,同時(shí)避免了因潤滑劑的加入而導(dǎo)致泡棉性能下降。氧化鋅是一種多功能添加劑,具有潤滑、穩(wěn)定和協(xié)同阻燃的作用。在加工過程中,氧化鋅可以降低物料之間的摩擦,提高物料的流動(dòng)性,減少設(shè)備磨損,同時(shí)具有一定的熱穩(wěn)定性,可以防止樹脂在高溫加工過程中的降解,還能夠與溴銻阻燃劑協(xié)同作用,進(jìn)一步提高阻燃效果。
15、硬脂酸鋅是一種常見的金屬皂類潤滑劑,具有良好的潤滑性和分散性。在加工過程中,硬脂酸鋅可以減少物料與設(shè)備之間的摩擦,提高加工效率,同時(shí)降低能耗。硬脂酸鋅能夠改善其他添加劑(如阻燃劑、發(fā)泡劑等)在樹脂中的分散性,確保材料性能的均勻性。同時(shí)在高溫下硬脂酸鋅具有一定的熱穩(wěn)定性,可以防止材料在加工過程中因局部過熱而分解。
16、本發(fā)明的低壓縮強(qiáng)度電池包保溫泡棉的制備方法通過優(yōu)化樹脂共混體系、多階段發(fā)泡工藝和物理碾壓技術(shù),制備出一種低壓縮強(qiáng)度、高開孔率、阻燃性能優(yōu)異的電池包保溫泡棉。這種泡棉能夠有效吸收電池充放電過程中的膨脹應(yīng)力,降低電池間摩擦風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)提供良好的隔熱和緩沖性能,保障新能源汽車電池包的安全性和使用壽命。
17、本發(fā)明的低壓縮強(qiáng)度的電池包保溫泡棉,其制備方法具體包括以下步驟:
18、s1密煉造粒:將樹脂基體與發(fā)泡劑、助劑混合,在120-150℃下密煉20-30分鐘,制備具有良好分散性和加工性能的共混顆粒,確保各組分(樹脂、發(fā)泡劑、阻燃劑等)在密煉過程中充分混合,避免局部成分不均勻。通過密煉和造粒,將混合物制成顆粒狀,便于后續(xù)加工;在密煉過程中,樹脂基體開始形成初步的交聯(lián)結(jié)構(gòu),為后續(xù)的發(fā)泡和交聯(lián)工藝奠定基礎(chǔ);120-150℃的密煉溫度和20-30分鐘的混煉時(shí)間,確保發(fā)泡劑和助劑在樹脂基體中均勻分散,同時(shí)避免發(fā)泡劑提前分解。
19、s2擠出成片:將共混顆粒通過單螺桿擠出機(jī)熔融擠出,控制機(jī)筒溫度120-200℃,擠出片材厚度為2-5mm;將顆粒狀的共混物在高溫下熔融,形成均勻的熔體;通過t型模頭擠出成片,控制片材厚度為2-5mm,為后續(xù)的輻照交聯(lián)和發(fā)泡提供合適的基材;機(jī)筒溫度120-200℃,確保樹脂熔融良好,同時(shí)避免發(fā)泡劑提前活化;片材厚度2-5mm,便于后續(xù)工藝操作,同時(shí)確保泡棉的最終性能。
20、s3輻照交聯(lián):采用電子加速器對片材進(jìn)行輻照,輻照劑量5-15kgy,形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò),提高材料的機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性。電子束輻照使樹脂分子鏈之間形成化學(xué)鍵,增強(qiáng)材料的強(qiáng)度和耐熱性;交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)能夠支撐泡孔結(jié)構(gòu),防止泡孔在發(fā)泡過程中破裂或變形;5-15kgy的輻照劑量,確保交聯(lián)程度適中,避免過度交聯(lián)導(dǎo)致材料變脆。
21、s4加熱發(fā)泡:將輻照后的片材分兩階段加熱,采用階梯式發(fā)泡,第一階段160-180℃保溫3-5分鐘,第二階段200-220℃保溫2-4分鐘,形成開孔泡棉結(jié)構(gòu)。第一階段(160-180℃,3-5分鐘),碳酸鈉在低溫階段分解,釋放二氧化碳,形成初始泡孔核;泡孔核形成,為后續(xù)的發(fā)泡過程提供基礎(chǔ),泡孔直徑約50-100μm;過渡階段(190-200℃,5-8分鐘),4,4'-氧代雙苯磺酰肼分解,釋放氣體,使泡孔壁部分破裂形成微通道;泡孔壁破裂,促進(jìn)開孔結(jié)構(gòu)的形成,為最終的高開孔率奠定基礎(chǔ);第二階段(200-220℃,2-4分鐘),偶氮二甲酰胺分解,釋放大量氮?dú)?,推?dòng)泡孔擴(kuò)張,最終形成直徑150-200μm的泡孔;通過氣體的釋放和泡孔的擴(kuò)張,最終開孔率達(dá)到85%以上;分階段控溫確保發(fā)泡劑按順序分解,實(shí)現(xiàn)泡孔的均勻形成和開孔結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。
22、s5物理碾壓破孔:采用雙輥筒碾壓裝置對泡棉進(jìn)行碾壓,進(jìn)一步破壞閉孔結(jié)構(gòu),提高開孔率,降低壓縮強(qiáng)度,得到低壓縮強(qiáng)度的電池包保溫泡棉。多級碾壓中,預(yù)碾壓初步破壞閉孔壁,降低泡棉的初始壓縮強(qiáng)度;主碾壓大面積破壞泡孔壁,進(jìn)一步提高開孔率;終碾壓消除局部未破孔區(qū)域,確保泡棉的最終性能。通過物理碾壓,使泡棉在30%應(yīng)變下的壓縮強(qiáng)度低于10kpa,滿足電池包緩沖和隔熱的需求。通過優(yōu)化輥筒直徑、轉(zhuǎn)速比、間隙等參數(shù),確保碾壓效果和泡棉的最終性能。
23、本發(fā)明的制備方法通過各步驟的協(xié)同作用,成功實(shí)現(xiàn)了低壓縮強(qiáng)度、高開孔率、優(yōu)異阻燃性和隔熱性能的電池包保溫泡棉,滿足新能源汽車電池包的安全性和性能需求。其中密煉造粒確保了各組分的均勻混合和初步交聯(lián),為后續(xù)工藝提供了良好的基礎(chǔ);擠出成片形成了適合后續(xù)加工的片材,控制了厚度和均勻性;輻照交聯(lián)增強(qiáng)了材料的機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性,為發(fā)泡過程提供了穩(wěn)定的泡孔支撐;加熱發(fā)泡通過階梯式發(fā)泡工藝,實(shí)現(xiàn)了泡孔的均勻形成和開孔結(jié)構(gòu)的優(yōu)化;物理碾壓破孔進(jìn)一步提高了開孔率,降低了壓縮強(qiáng)度,賦予泡棉最終的低壓縮強(qiáng)度和高隔熱性能。
24、本發(fā)明的低壓縮強(qiáng)度電池包保溫泡棉的密煉造粒步驟,通過精心設(shè)計(jì)的分段操作,確保了各組分的均勻混合、初步交聯(lián)以及顆?;?,為后續(xù)工藝步驟提供了高質(zhì)量的共混顆粒。密煉造粒步驟的主要目的是將樹脂基體、發(fā)泡劑和助劑充分混合,形成均勻的共混物,并通過初步交聯(lián)和造粒,制備出適合后續(xù)加工的顆粒狀材料。這一過程不僅確保了各組分的均勻分散,還通過控制溫度和混煉時(shí)間,優(yōu)化了材料的加工性能和最終性能。
25、本發(fā)明的低壓縮強(qiáng)度的電池包保溫泡棉制備方法中,所述密煉造粒步驟具體包括以下操作:
26、s11原料預(yù)處理:將包括50-80份低密度聚乙烯、10-20份線性低密度聚乙烯、20-30份乙烯-醋酸乙烯共聚物在內(nèi)的樹脂基體破碎至粒徑不超過3mm;破碎后的樹脂基體粒徑較小,能夠與發(fā)泡劑和助劑更好地混合,避免因顆粒過大導(dǎo)致的分散不均勻;較小的粒徑有助于提高密煉過程中物料的流動(dòng)性和混合效率,減少局部過熱或混合不充分的問題;均勻的樹脂基體顆粒有助于在后續(xù)發(fā)泡過程中形成均勻的泡孔結(jié)構(gòu)。
27、s12分段投料:
28、第一階段:將預(yù)處理后的樹脂基體投入密煉機(jī)進(jìn)行初步混煉,密煉溫度120-130℃,轉(zhuǎn)速20-30rpm,混煉5-10分鐘;較低的溫度避免了發(fā)泡劑提前分解,同時(shí)確保樹脂基體能夠充分熔融;較低的轉(zhuǎn)速有助于樹脂基體的均勻混合,避免過度剪切導(dǎo)致的降解;混煉5-10分鐘確保樹脂基體充分熔融并形成初步的混合物,為后續(xù)添加發(fā)泡劑和助劑做好準(zhǔn)備。
29、第二階段:加入包括8-12份偶氮二甲酰胺、1-3份碳酸鈉、1-3份4,4'-氧代雙苯磺酰肼在內(nèi)的階梯式發(fā)泡劑及包括5-10份溴銻阻燃劑、0.5-1份氧化鋅、0.5-1份硬脂酸鋅、1-3份抗氧劑在內(nèi)的助劑,升溫至140-150℃,轉(zhuǎn)速提升至40-50rpm,進(jìn)一步混煉15-20分鐘,形成均勻的共混物;較高的溫度有助于發(fā)泡劑和助劑在樹脂基體中的分散,同時(shí)促進(jìn)初步交聯(lián)反應(yīng);較高的轉(zhuǎn)速有助于發(fā)泡劑和助劑的均勻分散,避免局部濃度過高導(dǎo)致的分解不均勻;混煉15-20分鐘確保發(fā)泡劑和助劑充分分散,形成均勻的共混物,同時(shí)避免發(fā)泡劑提前分解。
30、s13動(dòng)態(tài)交聯(lián):在密煉末期保持溫度150℃±2℃,混煉2-5分鐘,進(jìn)行動(dòng)態(tài)交聯(lián);通過控制溫度和混煉時(shí)間,使樹脂基體形成初步的交聯(lián)結(jié)構(gòu),增強(qiáng)材料的機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性;交聯(lián)結(jié)構(gòu)能夠支撐后續(xù)發(fā)泡過程中形成的泡孔,防止泡孔在高溫下破裂或變形;初步交聯(lián)后的樹脂基體在后續(xù)加工過程中具有更好的穩(wěn)定性,避免因高溫導(dǎo)致的降解或變形。
31、s14造粒與冷卻:將密煉后的膠料經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒,模頭溫度160-170℃,切粒尺寸2-4mm,形成顆粒狀材料,水冷至室溫后干燥備用;將混合物制成顆粒狀,便于后續(xù)的擠出成片工藝,同時(shí)提高物料的流動(dòng)性和加工效率;模頭溫度控制確保膠料在擠出過程中保持良好的流動(dòng)性,同時(shí)避免發(fā)泡劑提前分解;合適的顆粒尺寸有助于后續(xù)加工的均勻性,避免因顆粒過大或過小導(dǎo)致的問題;通過水冷快速冷卻顆粒,防止顆粒粘連,同時(shí)去除表面水分,確保顆粒的干燥和穩(wěn)定性。
32、本發(fā)明的低壓縮強(qiáng)度電池包保溫泡棉的密煉造粒步驟,通過各步驟的協(xié)同作用,不僅實(shí)現(xiàn)了各組分的均勻混合和初步交聯(lián),還為后續(xù)的擠出成片、輻照交聯(lián)和發(fā)泡工藝提供了高質(zhì)量的共混顆粒,確保了最終泡棉的低壓縮強(qiáng)度、高開孔率和優(yōu)異的隔熱性能。其中,原料預(yù)處理確保了樹脂基體的均勻性和良好的加工性能;分段投料通過兩階段混煉,確保了發(fā)泡劑和助劑在樹脂基體中的均勻分散,避免了提前分解;動(dòng)態(tài)交聯(lián)在密煉末期進(jìn)行,形成了初步的交聯(lián)結(jié)構(gòu),增強(qiáng)了材料的機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性,為后續(xù)發(fā)泡過程提供了支撐;造粒與冷卻將混合物制成顆粒狀,便于后續(xù)加工,并通過水冷和干燥確保顆粒的穩(wěn)定性和均勻性。
33、本發(fā)明在密煉造粒步驟中加入過氧化二異丙苯作為交聯(lián)促進(jìn)劑,縮短交聯(lián)時(shí)間,提高生產(chǎn)效率,增強(qiáng)材料的機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性,還可以通過交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的支撐作用,提高泡孔穩(wěn)定性,降低壓縮強(qiáng)度,同時(shí)與阻燃劑協(xié)同作用,提升阻燃性能。
34、本發(fā)明的低壓縮強(qiáng)度的電池包保溫泡棉制備方法中,所述密煉造粒步驟還包括:在動(dòng)態(tài)交聯(lián)過程中加入0.1-0.5份過氧化二異丙苯作為交聯(lián)促進(jìn)劑混煉。
35、在本發(fā)明的低壓縮強(qiáng)度電池包保溫泡棉的密煉造粒步驟中,加入0.1-0.5份過氧化二異丙苯作為交聯(lián)促進(jìn)劑,過少時(shí),交聯(lián)反應(yīng)不充分,無法達(dá)到預(yù)期的交聯(lián)程度;過多時(shí),導(dǎo)致交聯(lián)過度,使材料變脆,影響泡棉的柔韌性和加工性能。通過控制過氧化二異丙苯的加入量,可以在交聯(lián)程度和材料性能之間找到最佳平衡,確保泡棉具有良好的機(jī)械性能、熱穩(wěn)定性和低壓縮強(qiáng)度。
36、過氧化二異丙苯是一種常用的有機(jī)過氧化物交聯(lián)劑,其主要作用是加速和促進(jìn)樹脂基體的交聯(lián)反應(yīng)。過氧化二異丙苯在高溫下分解,生成自由基,這些自由基能夠引發(fā)樹脂分子鏈之間的化學(xué)鍵合,形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。通過加入過氧化二異丙苯,可以顯著縮短交聯(lián)反應(yīng)的時(shí)間,提高生產(chǎn)效率。在動(dòng)態(tài)交聯(lián)過程中,過氧化二異丙苯的加入使得交聯(lián)反應(yīng)更加迅速和均勻,確保在較短的時(shí)間內(nèi)(2-5分鐘)完成初步交聯(lián)。同時(shí),過氧化二異丙苯分解產(chǎn)生的自由基活性高,能夠有效促進(jìn)樹脂分子鏈之間的交聯(lián)反應(yīng),形成更密集的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。提高交聯(lián)程度可以增強(qiáng)材料的機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性,使泡棉在后續(xù)的發(fā)泡和使用過程中具有更好的泡孔支撐能力和尺寸穩(wěn)定性。
37、在發(fā)泡過程中,交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)能夠有效支撐泡孔結(jié)構(gòu),防止泡孔在高溫和氣體壓力下破裂或變形;通過過氧化二異丙苯促進(jìn)交聯(lián),泡孔結(jié)構(gòu)更加均勻和穩(wěn)定,從而提高泡棉的隔熱性能和緩沖性能。交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)在一定程度上限制了泡孔的過度膨脹,同時(shí)在物理碾壓破孔過程中,交聯(lián)結(jié)構(gòu)能夠更好地承受外力,避免泡孔壁的過度破裂;通過優(yōu)化交聯(lián)程度,泡棉在30%應(yīng)變下的壓縮強(qiáng)度可以控制在低于10kpa,滿足低壓縮強(qiáng)度的要求。交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)能夠提高材料的熱穩(wěn)定性,減少因高溫導(dǎo)致的材料分解和燃燒;與溴銻阻燃劑協(xié)同作用,進(jìn)一步提高泡棉的阻燃性能,使其達(dá)到ul94hf-1阻燃等級。
38、本發(fā)明的低壓縮強(qiáng)度電池包保溫泡棉的擠出成片步驟,通過精心設(shè)計(jì)的溫度分區(qū)控制、螺桿參數(shù)調(diào)節(jié)以及片材成型與冷卻,確保了片材的均勻擠出和定型,為后續(xù)的輻照交聯(lián)和發(fā)泡工藝提供了高質(zhì)量的基材。擠出成片步驟的主要目的是將共混顆粒通過單螺桿擠出機(jī)熔融擠出,形成具有一定厚度和均勻性的片材。這一過程不僅確保了片材的均勻性,還通過控制溫度和壓力,避免了發(fā)泡劑的提前活化,為后續(xù)的輻照交聯(lián)和發(fā)泡工藝奠定了基礎(chǔ)。
39、本發(fā)明的低壓縮強(qiáng)度的電池包保溫泡棉制備方法中,所述擠出成片步驟具體包括以下操作:
40、s21溫度分區(qū)控制:將單螺桿擠出機(jī)機(jī)筒分為四段溫區(qū),包括120-140℃的進(jìn)料段,150-170℃的壓縮段,180-190℃的均化段,190-200℃的模頭段,避免發(fā)泡劑提前活化;進(jìn)料段較低的溫度確保共混顆粒在進(jìn)料時(shí)不會(huì)提前熔融,避免因高溫導(dǎo)致的發(fā)泡劑活化;壓縮段逐漸升高的溫度使樹脂基體開始熔融,同時(shí)避免發(fā)泡劑提前分解;均化段較高的溫度確保樹脂基體完全熔融,形成均勻的熔體;模頭段最高的溫度確保熔體在擠出時(shí)具有良好的流動(dòng)性,同時(shí)避免因溫度過高導(dǎo)致的發(fā)泡劑活化。
41、s22螺桿參數(shù)調(diào)節(jié):控制螺桿轉(zhuǎn)速為30-50rpm,長徑比25:1-30:1,機(jī)頭壓力8-12mpa;適中的螺桿轉(zhuǎn)速確保熔體的均勻混合和擠出,避免因轉(zhuǎn)速過快導(dǎo)致的剪切過熱或轉(zhuǎn)速過慢導(dǎo)致的混合不均勻;適當(dāng)?shù)拈L徑比確保熔體在螺桿中的充分混合和壓縮,同時(shí)避免因長徑比過大導(dǎo)致的剪切過熱或長徑比過小導(dǎo)致的混合不均勻;適當(dāng)?shù)臋C(jī)頭壓力確保熔體在擠出時(shí)具有良好的流動(dòng)性,同時(shí)避免因壓力過大導(dǎo)致的熔體破裂或壓力過小導(dǎo)致的擠出不均勻。
42、s23片材成型與冷卻:熔體經(jīng)t型模頭擠出成片,模頭唇口開度3-6mm;通過三輥壓光機(jī)對片材壓光定型,輥速比1:1.05-1.1,冷卻后片材厚度為2-5mm;適當(dāng)?shù)拈_度確保片材的均勻擠出,同時(shí)避免因開度過大導(dǎo)致的片材過厚或開度過小導(dǎo)致的片材過?。煌ㄟ^壓光機(jī)對片材進(jìn)行壓光定型,確保片材的表面平整和厚度均勻;適當(dāng)?shù)妮佀俦却_保片材在壓光過程中不會(huì)產(chǎn)生拉伸或壓縮,保持片材的均勻性;通過冷卻輥對片材進(jìn)行冷卻,確保片材在后續(xù)的輻照交聯(lián)和發(fā)泡工藝中具有良好的穩(wěn)定性。
43、本發(fā)明的擠出成片過程通過各步驟的協(xié)同作用,不僅實(shí)現(xiàn)了片材的均勻擠出和定型,還通過控制溫度和壓力,避免了發(fā)泡劑的提前活化,為后續(xù)的輻照交聯(lián)和發(fā)泡工藝奠定了基礎(chǔ)。其中,溫度分區(qū)控制確保了熔體的均勻性和發(fā)泡劑的穩(wěn)定性,避免了提前活化;螺桿參數(shù)調(diào)節(jié)確保了熔體的均勻混合和擠出,避免了剪切過熱或混合不均勻;片材成型與冷卻確保了片材的均勻性和穩(wěn)定性,為后續(xù)的輻照交聯(lián)和發(fā)泡工藝提供了高質(zhì)量的基材。
44、本發(fā)明的低壓縮強(qiáng)度電池包保溫泡棉制備方法中,輻照交聯(lián)步驟通過精確控制輻照設(shè)備參數(shù)、輻照劑量以及輻照方式,確保了片材的均勻交聯(lián),同時(shí)避免了發(fā)泡劑的提前活化。輻照交聯(lián)的主要目的是通過電子束輻照使樹脂分子鏈之間形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò),從而顯著提高材料的機(jī)械性能、熱穩(wěn)定性和尺寸穩(wěn)定性。這一過程為后續(xù)的發(fā)泡工藝提供了穩(wěn)定的基材,確保泡孔結(jié)構(gòu)的均勻性和穩(wěn)定性,同時(shí)避免了因局部過熱或交聯(lián)不均勻?qū)е碌陌l(fā)泡劑提前活化。
45、本發(fā)明的低壓縮強(qiáng)度的電池包保溫泡棉制備方法中,所述輻照交聯(lián)步驟具體包括以下操作:
46、s31輻照設(shè)備參數(shù)設(shè)定:采用工業(yè)電子加速器,電子束能量為1-3mev,束流強(qiáng)度10-30ma;電子束能量(1-3mev)確保電子束具有足夠的能量穿透片材,使樹脂分子鏈之間形成交聯(lián),能量過高導(dǎo)致材料降解,而能量過低則無法實(shí)現(xiàn)有效的交聯(lián);束流強(qiáng)度(10-30ma)控制電子束的強(qiáng)度,確保輻照過程的效率和均勻性,束流強(qiáng)度過高=導(dǎo)致局部過熱,而過低則會(huì)降低交聯(lián)效率。
47、s32輻照劑量控制:根據(jù)片材厚度調(diào)整輻照劑量,厚度2-3mm對應(yīng)5-8kgy,3-5mm對應(yīng)8-15kgy,劑量率控制在2-5kgy/s,避免局部過熱導(dǎo)致泡棉預(yù)發(fā)泡;根據(jù)片材厚度調(diào)整輻照劑量,確保交聯(lián)程度適中,厚度2-3mm的片材對應(yīng)5-8kgy,厚度3-5mm的片材對應(yīng)8-15kgy,劑量過低會(huì)導(dǎo)致交聯(lián)不足,而過高則導(dǎo)致材料變脆;控制劑量率以避免局部過熱,過高的劑量率導(dǎo)致材料局部溫度升高,從而引發(fā)發(fā)泡劑提前活化。
48、s33?s形動(dòng)態(tài)輻照:片材以恒定速率0.5-2m/min通過輻照區(qū)域,路徑呈s形往復(fù)運(yùn)動(dòng),確保雙面輻照交聯(lián),輻照交聯(lián)度控制在60-80%,輻照后片材立即冷卻至室溫,避免殘余熱量引發(fā)發(fā)泡劑活化。s形往復(fù)運(yùn)動(dòng)是指使片材在輻照區(qū)域中以s形路徑運(yùn)動(dòng),確保電子束能夠均勻地照射片材的雙面,避免局部交聯(lián)不均勻,提高交聯(lián)的均勻性??刂破耐ㄟ^輻照區(qū)域的速率,確保輻照過程的均勻性和一致性。通過精確控制輻照條件,確保交聯(lián)度在60-80%之間。適中的交聯(lián)度可以提高材料的機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性,同時(shí)避免材料變脆。輻照后立即冷卻片材至室溫,避免殘余熱量引發(fā)發(fā)泡劑活化。
49、本發(fā)明的輻照交聯(lián)過程通過各步驟的協(xié)同作用,不僅實(shí)現(xiàn)了片材的均勻交聯(lián),提高了材料的機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性,還避免了因局部過熱或交聯(lián)不均勻?qū)е碌陌l(fā)泡劑提前活化,為后續(xù)的發(fā)泡工藝提供了高質(zhì)量的基材。其中,輻照設(shè)備參數(shù)設(shè)定通過精確控制電子束能量和束流強(qiáng)度,確保輻照過程的效率和均勻性;根據(jù)片材厚度調(diào)整輻照劑量和劑量率,避免局部過熱,確保交聯(lián)程度適中;通過動(dòng)態(tài)輻照方式確保片材雙面均勻交聯(lián),同時(shí)通過冷卻措施避免發(fā)泡劑提前活化。
50、本發(fā)明的低壓縮強(qiáng)度電池包保溫泡棉制備方法中,加熱發(fā)泡步驟通過分階段控溫發(fā)泡,實(shí)現(xiàn)了泡孔的均勻形成、開孔結(jié)構(gòu)的優(yōu)化以及最終泡棉性能的穩(wěn)定。加熱發(fā)泡步驟的主要目的是通過精確控制溫度和時(shí)間,實(shí)現(xiàn)泡孔的均勻形成和擴(kuò)張,最終形成具有低壓縮強(qiáng)度、高開孔率(≥85%)和優(yōu)異隔熱性能的泡棉。這一過程不僅確保了泡孔結(jié)構(gòu)的均勻性,還通過控制發(fā)泡劑的分解順序,實(shí)現(xiàn)了開孔結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,為后續(xù)的物理碾壓破孔工藝奠定了基礎(chǔ)。
51、本發(fā)明的低壓縮強(qiáng)度的電池包保溫泡棉制備方法中,所述加熱發(fā)泡步驟具體包括以下操作:
52、s41第一階段低溫發(fā)泡,通過低溫發(fā)泡形成初始泡孔核。將輻照交聯(lián)后的片材垂直懸掛于發(fā)泡爐內(nèi),通入氮?dú)獗Wo(hù),防止材料在高溫下氧化,同時(shí)避免外界空氣對發(fā)泡過程的干擾。以5-10℃/min的速率升溫至160-180℃,使碳酸鈉分解釋放二氧化碳,形成初始泡孔核,保溫3-5分鐘,確保碳酸鈉充分分解,形成均勻的初始泡孔核,泡孔直徑50-100μm。
53、s42過渡階段梯度控溫:在5-8分鐘內(nèi)將爐溫均勻升至190-200℃,抑制4,4'-氧代雙苯磺酰肼的集中分解,泡孔壁部分破裂形成微通道;在190-200℃的溫度區(qū)間,4,4'-氧代雙苯磺酰肼開始分解,但通過梯度升溫抑制其集中分解,避免泡孔過度膨脹或破裂;5-8分鐘的時(shí)間控制,確保泡孔壁部分破裂形成微通道,為后續(xù)的高溫發(fā)泡提供氣體通道,促進(jìn)開孔結(jié)構(gòu)的形成。
54、s43第二階段高溫發(fā)泡,通過高溫發(fā)泡使泡孔擴(kuò)張,最終形成開孔結(jié)構(gòu)。升溫至200-220℃,保溫2-4分鐘,促使偶氮二甲酰胺完全熱分解生成氮?dú)猓苿?dòng)泡孔擴(kuò)張。氮?dú)忉尫磐苿?dòng)泡孔擴(kuò)張至直徑150-200μm,開孔率提升至不低于85%,控制最終泡棉密度為28-35kg/m3;偶氮二甲酰胺在200-220℃的溫度區(qū)間完全分解,生成氮?dú)?;保溫時(shí)間2-4分鐘,確保偶氮二甲酰胺充分分解,泡孔直徑擴(kuò)張至150-200μm,開孔率提升至不低于85%;同時(shí),通過控制發(fā)泡時(shí)間和溫度,確保最終泡棉的密度在目標(biāo)范圍內(nèi),優(yōu)化隔熱性能。
55、s44驟冷定型,通過液氮噴霧冷卻鎖定泡孔結(jié)構(gòu)。發(fā)泡完成后,采用液氮噴霧冷卻,以15-20℃/s的速率將泡棉冷卻至80℃以下,鎖定泡孔結(jié)構(gòu),壓縮強(qiáng)度不超過10kpa??焖倮鋮s可以有效鎖定泡孔結(jié)構(gòu),防止泡孔在冷卻過程中收縮或變形。冷卻溫度在80℃以下,確保泡孔結(jié)構(gòu)在冷卻后保持穩(wěn)定,最終泡棉的壓縮強(qiáng)度不超過10kpa,滿足低壓縮強(qiáng)度的要求。
56、本發(fā)明的加熱發(fā)泡過程通過各步驟的協(xié)同作用,不僅實(shí)現(xiàn)了泡孔的均勻形成和擴(kuò)張,還通過控制發(fā)泡劑的分解順序和溫度,優(yōu)化了開孔結(jié)構(gòu),最終制備出低壓縮強(qiáng)度、高開孔率和優(yōu)異隔熱性能的電池包保溫泡棉。其中,第一階段低溫發(fā)泡通過碳酸鈉分解形成初始泡孔核,為后續(xù)發(fā)泡過程提供基礎(chǔ);過渡階段梯度控溫通過抑制4,4'-氧代雙苯磺酰肼的集中分解,使泡孔壁部分破裂形成微通道,為開孔結(jié)構(gòu)的形成創(chuàng)造條件;第二階段高溫發(fā)泡通過偶氮二甲酰胺分解生成氮?dú)猓苿?dòng)泡孔擴(kuò)張,最終形成高開孔率(≥85%)的泡孔結(jié)構(gòu);驟冷定型通過快速冷卻鎖定泡孔結(jié)構(gòu),確保泡棉的低壓縮強(qiáng)度和高隔熱性能。
57、本發(fā)明的低壓縮強(qiáng)度電池包保溫泡棉制備方法中,物理碾壓破孔步驟通過機(jī)械碾壓進(jìn)一步破壞泡孔壁,提高泡棉的開孔率,降低壓縮強(qiáng)度,從而賦予泡棉優(yōu)異的隔熱性能和緩沖性能。
58、物理碾壓破孔步驟的主要目的是通過多級碾壓,將閉孔結(jié)構(gòu)的泡棉轉(zhuǎn)變?yōu)殚_孔結(jié)構(gòu),同時(shí)控制泡棉的壓縮強(qiáng)度和泡孔直徑。這一過程不僅提高了泡棉的開孔率(≥85%),還確保了泡棉的低壓縮強(qiáng)度(不超過10kpa),使其在新能源汽車電池包中能夠有效吸收膨脹應(yīng)力,降低電池間摩擦風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)提供良好的隔熱性能。
59、本發(fā)明的低壓縮強(qiáng)度的電池包保溫泡棉制備方法中,所述物理碾壓破孔步驟具體包括以下操作:
60、s51碾壓設(shè)備參數(shù)設(shè)定,確保設(shè)備能夠滿足泡棉碾壓的要求。采用雙輥筒碾壓裝置,輥筒直徑為200-300mm,較大的輥筒直徑能夠提供穩(wěn)定的碾壓力,確保泡棉在碾壓過程中受力均勻。表面硬度hrc55-60,高硬度的輥筒表面能夠有效傳遞壓力,確保泡孔壁的破裂效果。輥面鍍硬鉻層厚度0.1-0.3mm,硬鉻層能夠提高輥筒的耐磨性和抗腐蝕性,延長設(shè)備使用壽命。輥筒間隙調(diào)節(jié)范圍為0.1-1mm,可調(diào)節(jié)的間隙范圍能夠適應(yīng)不同厚度的泡棉,確保碾壓效果。輥筒轉(zhuǎn)速比為1:1.2-1.5,適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速比能夠確保泡棉在碾壓過程中不發(fā)生打滑或堆積。線速度匹配泡棉輸送速率為0.5-2m/min,與泡棉輸送速度匹配的線速度能夠確保碾壓過程的連續(xù)性和穩(wěn)定性。
61、s52多級碾壓控制,通過多級碾壓逐步破壞泡孔壁,提高開孔率,同時(shí)避免過度碾壓導(dǎo)致泡棉性能下降。預(yù)碾壓:輥筒間隙設(shè)為泡棉厚度的80-90%,初步破壞閉孔壁,為后續(xù)主碾壓做準(zhǔn)備;壓力0.5-1mpa,較低的壓力避免過度破壞泡孔結(jié)構(gòu)。主碾壓:間隙調(diào)整為泡棉厚度的50-70%,進(jìn)一步縮小間隙,促使泡孔壁大面積破裂;壓力提升至1.5-2.5mpa,較高的壓力確保泡孔壁破裂,開孔率提升至不低于85%。終碾壓:間隙進(jìn)一步縮小至泡棉厚度的30-50%,消除局部未破孔區(qū)域,確保開孔率均勻;壓力2.5-3mpa,最高的壓力確保泡孔壁完全破裂,同時(shí)避免過度碾壓導(dǎo)致泡棉性能下降。
62、s53后整理與分切,通過冷卻定型和分切,確保泡棉的尺寸穩(wěn)定性和最終性能。碾壓后泡棉經(jīng)水溫10-15℃的冷卻輥定型,通過冷卻輥消除泡棉中的殘余應(yīng)力,確保泡棉的尺寸穩(wěn)定性和性能一致性。分切為目標(biāo)尺寸,壓縮強(qiáng)度不超過10kpa,確保泡棉的低壓縮強(qiáng)度,使其在電池包中能夠有效吸收膨脹應(yīng)力;泡孔直徑150-200μm,通過碾壓和冷卻定型,確保泡孔直徑在目標(biāo)范圍內(nèi),優(yōu)化隔熱性能。
63、本發(fā)明的物理碾壓破孔過程通過各步驟的協(xié)同作用,不僅實(shí)現(xiàn)了泡棉的高開孔率(≥85%)和低壓縮強(qiáng)度(不超過10kpa),還確保了泡棉的隔熱性能和緩沖性能,使其在新能源汽車電池包中能夠有效吸收膨脹應(yīng)力,降低電池間摩擦風(fēng)險(xiǎn),保障電池包的安全性和使用壽命。其中,設(shè)備參數(shù)設(shè)定通過精確設(shè)定輥筒直徑、硬度、鍍層厚度、間隙調(diào)節(jié)范圍和轉(zhuǎn)速比,確保設(shè)備能夠滿足多級碾壓的要求;多級碾壓控制通過預(yù)碾壓、主碾壓和終碾壓的逐步控制,逐步破壞泡孔壁,提高開孔率,同時(shí)避免過度碾壓導(dǎo)致泡棉性能下降;后整理與分切通過冷卻定型和分切,確保泡棉的尺寸穩(wěn)定性和最終性能,使其滿足新能源汽車電池包的應(yīng)用需求。
64、在本發(fā)明的低壓縮強(qiáng)度電池包保溫泡棉制備方法中,雙輥筒碾壓裝置是實(shí)現(xiàn)物理碾壓破孔的關(guān)鍵設(shè)備。它通過精確控制碾壓參數(shù),將閉孔結(jié)構(gòu)的泡棉轉(zhuǎn)變?yōu)楦唛_孔率的泡棉,同時(shí)確保泡棉的低壓縮強(qiáng)度和均勻的泡孔結(jié)構(gòu)。雙輥筒碾壓裝置的主要作用是通過機(jī)械壓力破壞泡棉的閉孔結(jié)構(gòu),形成高開孔率的泡孔網(wǎng)絡(luò),從而降低泡棉的壓縮強(qiáng)度,提高其隔熱性能和緩沖性能。這一裝置是實(shí)現(xiàn)泡棉低壓縮強(qiáng)度和高開孔率的關(guān)鍵設(shè)備。
65、本發(fā)明的低壓縮強(qiáng)度的電池包保溫泡棉制備方法中,所用雙輥筒碾壓裝置的輥筒直徑范圍為200-300mm,較大的輥筒直徑能夠提供更大的接觸面積和更穩(wěn)定的碾壓力,確保泡棉在碾壓過程中受力均勻,避免局部壓力過大導(dǎo)致泡孔過度破裂。輥筒表面硬度為hrc55-60,高硬度的輥筒表面能夠有效傳遞壓力,確保泡孔壁的破裂效果,同時(shí)高硬度材料能夠提高輥筒的耐磨性和使用壽命,減少設(shè)備維護(hù)成本。輥面鍍硬鉻層厚度為0.1-0.3mm,硬鉻層具有高硬度和良好的抗腐蝕性,能夠進(jìn)一步提高輥筒的耐磨性和使用壽命,同時(shí)減少泡棉在碾壓過程中與輥筒表面的粘附。輥筒間隙調(diào)節(jié)范圍為0.1-1mm,可調(diào)節(jié)的間隙范圍能夠適應(yīng)不同厚度的泡棉,確保在不同階段的碾壓過程中(預(yù)碾壓、主碾壓、終碾壓)能夠精確控制壓力和間隙,實(shí)現(xiàn)逐步破孔的效果。輥筒轉(zhuǎn)速比為1:1.2-1.5,適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速比能夠確保泡棉在碾壓過程中不發(fā)生打滑或堆積,同時(shí)保證泡棉的連續(xù)性和均勻性,轉(zhuǎn)速比的設(shè)計(jì)能夠有效控制泡棉的輸送速度和碾壓效果。線速度匹配范圍為0.5-2m/min,與泡棉輸送速度匹配的線速度能夠確保碾壓過程的連續(xù)性和穩(wěn)定性,避免因速度不匹配導(dǎo)致的泡棉變形或堆積。
66、雙輥筒碾壓裝置通過多級碾壓逐步破壞泡孔壁,預(yù)碾壓的輥筒間隙為泡棉厚度的80-90%,壓力為0.5-1mpa,初步破壞閉孔壁,為后續(xù)主碾壓做準(zhǔn)備,同時(shí)避免過度破壞泡孔結(jié)構(gòu)。主碾壓的輥筒間隙為泡棉厚度的50-70%,壓力為1.5-2.5mpa,進(jìn)一步縮小間隙,使泡孔壁大面積破裂,開孔率提升至不低于85%。終碾壓的輥筒間隙為泡棉厚度的30-50%,壓力為2.5-3mpa,消除局部未破孔區(qū)域,確保開孔率均勻,同時(shí)避免過度碾壓導(dǎo)致泡棉性能下降。
67、后整理與分切通過冷卻輥消除泡棉中的殘余應(yīng)力,確保泡棉的尺寸穩(wěn)定性和性能一致性,確保泡棉的低壓縮強(qiáng)度,使其在電池包中能夠有效吸收膨脹應(yīng)力,通過碾壓和冷卻定型,確保泡孔直徑在目標(biāo)范圍內(nèi),優(yōu)化隔熱性能。
68、本發(fā)明雙輥筒碾壓裝置參數(shù)的精確控制,確保了泡棉的高開孔率(≥85%)和低壓縮強(qiáng)度(不超過10kpa)。通過多級碾壓和后整理工藝,泡棉的隔熱性能和緩沖性能得到了顯著提升,使其能夠有效吸收電池膨脹應(yīng)力,降低電池間摩擦風(fēng)險(xiǎn),保障新能源汽車電池包的安全性和使用壽命。
69、綜上所述,本發(fā)明具有以下有益效果:
70、1、本發(fā)明采用低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物的樹脂共混體系,區(qū)別于傳統(tǒng)泡棉中單一的低密度聚乙烯基體,這種復(fù)合配方通過不同樹脂的協(xié)同作用,優(yōu)化了泡棉的熔體強(qiáng)度和柔韌性,實(shí)現(xiàn)了低壓縮強(qiáng)度和高開孔率的特性,同時(shí)提升了泡棉的綜合性能;本發(fā)明使用偶氮二甲酰胺、碳酸鈉和4,4'-氧代雙苯磺酰肼的多發(fā)泡劑組合,區(qū)別于傳統(tǒng)泡棉中單一發(fā)泡劑的使用,利用不同發(fā)泡劑的分解溫度和動(dòng)力學(xué)特性,實(shí)現(xiàn)了階梯式發(fā)泡過程,有效控制了泡孔的形成和破裂,最終形成具有高開孔率和低壓縮強(qiáng)度的泡棉結(jié)構(gòu);本發(fā)明采用三氧化二銻與十溴二苯乙烷的復(fù)合阻燃劑,配合金屬皂類潤滑劑(氧化鋅、硬脂酸鋅),區(qū)別于傳統(tǒng)泡棉中單一阻燃劑及潤滑劑的使用,在提升阻燃性能的同時(shí)避免對泡棉回彈性的負(fù)面影響;
71、2、區(qū)別于傳統(tǒng)泡棉,本發(fā)明通過優(yōu)化樹脂配比、發(fā)泡劑組合和助劑體系,實(shí)現(xiàn)了泡棉在30%應(yīng)變下低于10kpa的低壓縮強(qiáng)度,可有效吸收電池充放電過程中的膨脹應(yīng)力,降低電芯摩擦風(fēng)險(xiǎn);通過多種發(fā)泡劑的協(xié)同作用和物理碾壓破孔工藝,本發(fā)明泡棉開孔率≥85%,結(jié)合液氮驟冷定型工藝,鎖定泡孔結(jié)構(gòu),顯著提升隔熱性能,穩(wěn)定電池包內(nèi)部溫度;同時(shí)本發(fā)明的電池包保溫泡棉阻燃等級達(dá)到ul94hf-1,耐溫范圍寬,耐化學(xué)腐蝕性強(qiáng),可適應(yīng)復(fù)雜工況環(huán)境,保障電池包長期安全運(yùn)行;
72、3、本發(fā)明通過階梯式發(fā)泡工藝(分階段控溫發(fā)泡)、s形動(dòng)態(tài)輻照交聯(lián)(雙面均勻輻照)及雙輥筒多級碾壓破孔技術(shù)(分步破壞閉孔結(jié)構(gòu)),結(jié)合液氮驟冷定型工藝,實(shí)現(xiàn)了泡棉開孔率≥85%、壓縮強(qiáng)度≤10kpa的突破性性能,同時(shí)優(yōu)化了生產(chǎn)效率,確保材料阻燃性(ul94hf-1)與耐溫性的全面提升,還降低了生產(chǎn)成本,提升了產(chǎn)品的市場競爭力,為新能源汽車電池包提供了高安全性、高穩(wěn)定性的隔熱緩沖解決方案。