[发明专利]改性环氧基封装材料及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性环氧基封装材料，此外，本发明还涉及该材料的制备方法和用途。

背景技术

一直以来电动汽车的电池箱体都采用易于成型的金属箱体，但金属箱体过于笨重且耐腐蚀程度不高，给实际应用带来很大问题。随着注塑成型技术的不断发展，人们开始把目光转移到树脂材料上。例如，德国法兰克福(2011年12月20日)电动车(EV)的电池箱体过去由金属制成，如今，热塑性塑料和热固性塑料的电池箱体正在开发中，而热塑性塑料材质的电池模块框架已经正式投入生产。

然而，电动汽车最大的安全隐患是锂电池，提高电池本身的安全水平，是提升电动汽车安全性的核心。电池系统易燃易爆的特点使得电动汽车的安全性成为世界汽车产业面临的难题。而电池箱体作为电池组的载体，对电池组的安全工作和防护起着关键作用。

电动汽车蓄电池组的电压，一般都远远大于安全电压36V，有的电动汽车的标称工作电压甚至可以高达400～500V，这就对电池箱体的电绝缘性提出了要求。而且，电动汽车启动或加速时电池的瞬间电流很大，电池温度会随之提高，如果不将电池充放电所产生的热量及时导走，电池将无法正常运转甚至发生自燃和爆炸。因此，在满足箱体材料绝缘和机械性能的基础上，同时对电池箱体的导热和阻燃性能提出了要求。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，根据本发明的实施例，希望提供一种高效导热、高电绝缘、环保阻燃，可在电池充放电所产生的高温环境下长期使用的改性环氧基封装材料，并提出该材料的制备方法和用途。

根据实施例，本发明的提供的改性环氧基封装材料，其组分及其质量百分比分别为：

环氧树脂9～18％；

固化剂4.5～8.5％；

改性硅微粉填料70-75％；

导热剂1～5％；

阻燃剂2～8％，其中：

前述环氧树脂为ECN型环氧树脂、萘环型环氧树脂，或二者的混合物，混合物中ECN型环氧树脂和萘环型环氧树脂的质量比为(0.5～2):1；ECN型环氧树脂的结构式如式(1)，萘环型环氧树脂的结构式如式(2)：

式(1)和(2)中，n为1～400的整数；

前述固化剂为线性酚醛树脂；

前述导热剂为氧化铝(Al2O3)、氢氧化铝[Al(OH)3]、氧化镁(MgO)和陶瓷晶须组成的混合物，该混合物各组分之间的质量比为Al2O3：[Al(OH)3]：MgO：陶瓷晶须＝1:1:1:2，并由卧式无重力混合机进行充分混合；

前述阻燃剂为可膨胀石墨和不燃性纤维混合物，该混合物中可膨胀石墨和不燃性纤维的质量比为(2～5):5，并由卧式无重力混合机进行充分混合。

根据一个实施例，本发明前述改性环氧基封装材料中，线性酚醛树脂为丙烯基线性酚醛树脂或双酚A线性酚醛树脂。

根据一个实施例，本发明前述改性环氧基封装材料中，改性硅微粉填料为改性角形结晶硅微粉、改性球形熔融硅微粉、改性角形熔融硅微粉或改性低α-射线硅微粉。

本发明中，改性硅微粉填料是通过表面化学方法改性后的硅微粉，表面改性剂可为偶联剂、高级脂肪酸及其盐、不饱和有机酸和有机硅等。硅微粉的改性工艺如下：

将硅微粉加入到三口烧瓶中，预热，加入氨水使pH＝8，控制温度于120℃预热2h脱除水分，待温度降至90℃后加入硅微粉质量的0.5～1.5％的偶联剂进行表面改性，高速搅拌90min后，105℃干燥。

本发明利用导热剂中不同填料体系的尺寸和热流子耦合效应，达到填料间的导热协同效应。

本发明利用阻燃剂的膨化阻燃和无滴落性能，使得电池箱体材料达到薄壁阻燃和高导热的完美平衡。

本发明前述改性环氧基封装材料的制备工艺如下：

(1)各组分按照质量百分比加入到高速混合机，待混合均匀后，将混合物料加入到热料筒的加料装置中；

(2)通过螺杆将混合物料送到热料筒的加热区，加热至150～160℃，混合物料逐渐软化成熔融态；

(3)螺杆继续将塑化的熔融物料向喷口推动，并用150～250MPa的螺旋压力将熔融物料推入闭合的模具中，充模时间为8～15秒；

(4)给闭合的模具施加70～100MPa的压力，施压时间为50～100秒，熔融物料在高温高压下，迅速进行化学反应，然后固化成型；

(5)冷却50～150秒，开模，取出成型制品。