本技術(shù)涉及新能源汽車動(dòng)力電池殼體保護(hù)領(lǐng)域，更具體地說，它涉及一種應(yīng)用于新能源電池的耐高溫uv絕緣涂料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、新能源電動(dòng)汽車，動(dòng)力電池是其最核心的部件之一，是汽車行駛的動(dòng)力來源，因此動(dòng)力電池要具備高安全性及長使用壽命。新能源動(dòng)力電池市場上大部分為三元鋰電池或磷酸鐵鋰電池，單個(gè)電池能量密度較大，且在電池包中緊密排列，短路時(shí)能瞬間產(chǎn)生高溫高壓引起自燃。因此需要對動(dòng)力電池的外殼表面進(jìn)行絕緣保護(hù)處理，來防止電池發(fā)生短路，防止電池內(nèi)部氧化釋放出可燃?xì)怏w，防止電池外殼被外界水汽、腐蝕性化學(xué)物質(zhì)侵蝕以及損傷。

2、當(dāng)前市場上的新能源汽車動(dòng)力電池外殼的絕緣保護(hù)使用的是一種pet（聚對苯二甲酸乙二醇酯）單面丙烯酸壓敏膠帶對電池外殼進(jìn)行包覆來進(jìn)行絕緣保護(hù)，也可稱為藍(lán)膜。藍(lán)膜對電池外殼的粘接強(qiáng)度較低，在高溫高濕環(huán)境下易發(fā)生收縮脫膠以及內(nèi)聚破壞的問題，因此會(huì)出現(xiàn)絕緣保護(hù)失效的情況而產(chǎn)生安全隱患。當(dāng)下隨著新能源汽車高壓快充技術(shù)的發(fā)展，藍(lán)膜已不能滿足對電池外殼的絕緣保護(hù)的要求。

3、目前有相關(guān)專利公開了一種uv絕緣涂料來替代藍(lán)膜，應(yīng)用于電池絕緣保護(hù)。uv絕緣涂料一般由丙烯酸樹脂、丙烯酸單體、助劑、引發(fā)劑等組成。相對藍(lán)膜來說具有更強(qiáng)的粘接強(qiáng)度以及絕緣性能。而當(dāng)下使用uv絕緣涂料中，存在一些問題，新能源汽車在進(jìn)行充電或行駛時(shí)，時(shí)常有發(fā)生意外引起自燃的情況，電池外殼溫度過高，使絕緣涂料碳化或粉化，導(dǎo)致絕緣保護(hù)失效，加速自燃，縮短了人員逃生時(shí)間。加入無機(jī)填料雖能提高耐高溫性能，但漆膜中的樹脂基體在高溫下會(huì)發(fā)生黃變、剝落，不能解決耐高溫問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了改善uv絕緣涂料在使用時(shí)耐高溫性能仍有所不足的缺陷，本技術(shù)提供一種應(yīng)用于新能源電池的耐高溫uv絕緣涂料及其制備方法。

2、第一方面，本技術(shù)提供的一種應(yīng)用于新能源電池的耐高溫uv絕緣涂料，采用如下的技術(shù)方案：

3、一種應(yīng)用于新能源電池的耐高溫uv絕緣涂料，包括以下質(zhì)量份原料：10-30份聚氨酯改性丙烯酸樹脂、15-40份聚硅氮烷改性丙烯酸樹脂、20-30份環(huán)氧丙烯酸樹脂、10-30份單官能度丙烯酸單體、10-20份雙官能度丙烯酸單體、5-10份多官能度丙烯酸單體、5-10份改性聚丙烯腈共聚物、1-5份氣相二氧化硅、1-5份光引發(fā)劑、1-5份顏料、1-5份分散劑、1-5份消泡劑、1-5份流平劑。

4、通過采用上述技術(shù)方案，由于采用的耐高溫絕緣涂料是以聚氨酯改性丙烯酸樹脂和聚硅氮烷改性丙烯酸樹脂為主體，聚氨酯中的氨基甲酸酯極性基團(tuán)、多元醇聚醚軟段基團(tuán)在金屬基材上具有優(yōu)異的附著力和柔韌性，但是耐高溫性能一般，聚硅氮烷改性丙烯酸酯中硅氮原子以共價(jià)化學(xué)鍵相連為主鏈，在其末端進(jìn)行丙烯酸改性使其具有可光固化特性，聚硅氮烷改性的丙烯酸樹脂賦予聚硅氮烷可光固化特性，能夠與其他丙烯酸光固化單體及樹脂相容。

5、聚硅氮烷含有硅、氮、碳三種元素，其中硅氮鍵是強(qiáng)極性基團(tuán)對金屬基材具有優(yōu)異的附著力，在1400℃以后聚硅氮烷樹脂中的硅氮碳會(huì)轉(zhuǎn)化成氧化氮碳化硅和氮化碳化硅，氧化氮碳化硅和氮化碳化硅具有優(yōu)異的耐高溫性能，耐高溫可達(dá)1800℃以上，同時(shí)對金屬底材具有優(yōu)異的附著力和優(yōu)異的絕緣性，通過調(diào)整不同聚硅氮烷改性丙烯酸樹脂的官能度及黏度，配合聚氨酯改性丙烯酸樹脂、環(huán)氧丙烯酸樹脂以及丙烯酸單體實(shí)現(xiàn)耐高溫性能優(yōu)異的uv絕緣涂料。

6、優(yōu)選的，所述聚氨酯改性丙烯酸樹脂為雙官能度聚氨酯改性丙烯酸樹脂、三官能度聚氨酯改性丙烯酸樹脂、四官能度聚氨酯改性丙烯酸樹脂、五官能度聚氨酯改性丙烯酸樹脂、六官能度聚氨酯改性丙烯酸樹脂中的一種或幾種組合。

7、由于多官能度聚氨酯改性丙烯酸樹脂是一種具有多個(gè)官能度的聚氨酯改性丙烯酸樹脂，多官能度聚氨酯改性丙烯酸樹脂的分子中含有丙烯酸官能團(tuán)和氨基甲酸酯鍵，使得相對于單官能度樹脂，多官能度聚氨酯改性丙烯酸樹脂解決了涂膜固化速度慢、硬度不高的問題。?

8、優(yōu)選的，所述聚硅氮烷改性丙烯酸樹脂的官能度為雙官能度聚硅氮烷改性丙烯酸樹脂、三官能度聚硅氮烷改性丙烯酸樹脂、四官能度聚硅氮烷改性丙烯酸樹脂中的一種或幾種組合。

9、多官能度聚硅氮烷改性丙烯酸樹脂是一種通過將聚硅氮烷與丙烯酸樹脂結(jié)合來改善性能的材料，由于丙烯酸樹脂由丙烯酸、甲基丙烯酸及其衍生物聚合而成，這些單體在聚合過程中形成了穩(wěn)定的分子鏈結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)使得丙烯酸樹脂能夠承受一定的高溫環(huán)境，不易產(chǎn)生熱分解或燃燒，聚硅氮烷是一種以硅-氮為重復(fù)主鏈的聚合物，在高溫條件下可以轉(zhuǎn)化形成氧化氮碳化硅、氮化碳化硅，因此，引入聚硅氮烷能夠進(jìn)一步提升整體的耐高溫性。

10、優(yōu)選的，所述聚硅氮烷改性丙烯酸樹脂的粘度為5000-80000mpa·s。

11、優(yōu)選的，所述聚硅氮烷改性丙烯酸樹脂的粘度選自5000、6000、8000、10000、20000、50000、80000?mpa·s中的任意值或任意值兩者之間的范圍值。

12、優(yōu)選的，所述聚硅氮烷改性丙烯酸樹脂的聚硅氮烷結(jié)構(gòu)為直鏈型聚硅氮烷、環(huán)狀聚硅氮烷中的一種或兩種組合。

13、由于直鏈型聚硅氮烷和環(huán)狀聚硅氮烷中包含的硅-氮鍵是一種非常穩(wěn)定的共價(jià)鍵，具有較高的鍵能，因此能夠在高溫條件下保持穩(wěn)定，使得在高溫條件下可以轉(zhuǎn)化為氧化氮碳化硅和氮化碳化硅，氧化氮碳化硅和氮化碳化硅具有更高的耐高溫性能，從而進(jìn)一步提升整體涂料的耐高溫性能。

14、優(yōu)選的，所述聚硅氮烷改性丙烯酸樹脂中直鏈型聚硅氮烷的含量為20%-50%，環(huán)狀聚硅氮烷的含量為50%-80%。

15、優(yōu)選的，所述環(huán)氧丙烯酸樹脂為單官能度環(huán)氧丙烯酸樹脂，雙官能度環(huán)氧丙烯酸樹脂、三官能度環(huán)氧丙烯酸樹脂中的一種或幾種組合。

16、由于環(huán)氧丙烯酸樹脂能夠在固化過程中形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)有利于增加分子間的作用力，使得樹脂在高溫下仍能夠保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，不易軟化或降解，同時(shí)，環(huán)氧丙烯酸樹脂屬于熱固性樹脂，不易出現(xiàn)再次熔化或軟化的情況，使得環(huán)氧丙烯酸樹脂在高溫環(huán)境下具有優(yōu)異的耐高溫性能，而環(huán)氧丙烯酸樹脂的分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，使得其不易因環(huán)境因素而發(fā)生變化，從而保持了優(yōu)異的絕緣性能。

17、優(yōu)選的，所述單官能度丙烯酸單體為四氫呋喃丙烯酸酯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸異冰片酯、丙烯酰嗎啉、雙環(huán)戊烯丙烯酸酯、環(huán)三羥甲基丙烷甲縮醛丙烯酸酯、乙氧化苯氧基丙烯酸酯中的一種或幾種組合。

18、優(yōu)選的，所述雙官能度丙烯酸單體為1,6己二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、1,4丁二醇二丙烯酸酯、乙氧化雙酚a二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、三環(huán)癸烷二甲醇二甲基丙烯酸酯、三丙二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯中的一種或幾種組合。

19、優(yōu)選的，所述多官能度丙烯酸單體為三官能度及以上丙烯酸單體。

20、由于三官能度及以上丙烯酸單體含有三個(gè)或更多的丙烯酸酯基團(tuán)，使得在固化過程中可以形成更多的交聯(lián)點(diǎn)，從而顯著提高涂料的交聯(lián)密度，高交聯(lián)密度有助于提高涂料的耐高溫性能，使其在高溫環(huán)境下保持穩(wěn)定，不易軟化或降解，高交聯(lián)密度的涂層通常具有更好的電氣絕緣性能，這有助于防止電池內(nèi)部的短路和漏電。

21、優(yōu)選的，所述多官能度丙烯酸單體為三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、雙三羥甲基丙烷四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯中的一種或幾種組合。

22、優(yōu)選的，所述氣相二氧化硅為疏水性氣相二氧化硅，主要對涂層起補(bǔ)強(qiáng)、耐溫、耐化學(xué)性的作用。

23、優(yōu)選的，所述氣相二氧化硅的粒徑范圍為7～40nm，例如10nm、20nm、30nm等。

24、優(yōu)選的，所述光引發(fā)劑為2-羥基-甲基苯基丙烷-1-酮、1-羥基環(huán)己基苯基甲酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-嗎啉基-1-丙酮、安息香雙甲醚、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-嗎啉基-1-丙酮、2-異丙基硫雜蒽酮、4-二甲胺基-苯甲酸乙酯中的一種或幾種組合。

25、優(yōu)選的，所述顏料為藍(lán)色顏料。

26、優(yōu)選的，所述顏料為酞青藍(lán)、寶藍(lán)、深藍(lán)、普魯士藍(lán)中的一種或幾種組合。

27、優(yōu)選的，所述顏料分散在單官能度丙烯酸單體、雙官能度丙烯酸單體以及多官能度丙烯酸單體中，形成藍(lán)色色漿，不含有機(jī)溶劑。

28、優(yōu)選的，所述藍(lán)色色漿由以下方法制備：

29、s1：將顏料、單官能度丙烯酸單體、雙官能度丙烯酸單體、多官能度丙烯酸單體、分散劑、消泡劑、流平劑放入拌漿機(jī)中進(jìn)行混合攪拌；

30、s2：將第一步混合攪拌均勻的原料放入到砂磨機(jī)中進(jìn)行分散、研磨,將顏料的細(xì)度控制在1μm以下出料，得到藍(lán)色色漿。

31、優(yōu)選的，所述分散劑為byk-190、byk-160、byk-2012、byk-2150、byk-110中的一種或幾種組合。

32、優(yōu)選的，消泡劑為byk-141、byk-065、byk-1790、byk-1780、byk-092中的一種或幾種組合。

33、優(yōu)選的，所述流平劑為byk-333、byk-3550、byk-3560、byk-354中的一種或幾種組合。

34、優(yōu)選的，所述改性聚丙烯腈共聚物包括以下原料：0.5-1.5g聚丙烯腈、0.03-0.07g改性阻燃劑、20-30ml四氫呋喃。

35、由于聚丙烯腈分子鏈中含有大量的氰基官能團(tuán)，這些氰基官能團(tuán)具有較高的化學(xué)鍵能，使得聚丙烯腈在高溫下不易發(fā)生分解或結(jié)構(gòu)變化，從而提高涂料的耐高溫性能，且聚丙烯腈分子結(jié)構(gòu)不含有能夠自由移動(dòng)的電荷，因此聚丙烯腈也是一種良好的電絕緣材料，通過加入改性阻燃劑，也能夠提高涂料整體的阻燃性能。

36、優(yōu)選的，所述改性聚丙烯腈共聚物由如下制備方法制得：稱取0.5-1.5g聚丙烯腈溶于20-30ml四氫呋喃中，在轉(zhuǎn)速為650-750r/min的磁力攪拌器上攪拌3-7h后，加入0.03-0.07g改性阻燃劑，繼續(xù)攪拌10-14h。

37、優(yōu)選的，所述改性阻燃劑包括以下原料：0.6-1.6g羧甲基殼聚糖、95-105ml去離子水、0.04-0.08g六方氮化硼、95-105ml無水乙醇。

38、由于羧甲基殼聚糖中含有的羥基與氨基在燃燒時(shí)，能夠釋放出氨氣、二氧化碳等不燃性氣體，會(huì)降低氧氣的濃度，減緩熱量的傳播，從而具有一定的阻燃作用，六方氮化硼由于超高溫穩(wěn)定性以及獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)，在聚合物燃燒過程中可以起到阻隔作用，從而提高整體的阻燃性能。

39、優(yōu)選的，所述改性阻燃劑由如下制備方法制得：將0.6-1.6g羧甲基殼聚糖溶解在95-105ml去離子水中，在70-80℃環(huán)境下進(jìn)行攪拌，得羧甲基殼聚糖溶液，將0.04-0.08g六方氮化硼加入95-105ml無水乙醇中，進(jìn)行超聲分散得六方氮化硼懸浮液，將六方氮化硼懸浮液倒入羧甲基殼聚糖溶液中進(jìn)行攪拌，隨后將混合液進(jìn)行離心，用去離子水與無水乙醇交替洗滌2-4次后，進(jìn)行冷凍干燥。

40、由于六方氮化硼的b和n電負(fù)性的差異導(dǎo)致相鄰層酯鍵存在所謂的“唇-唇”相互作用，使得大量的六方氮化硼難以被剝離，也很容易重新團(tuán)聚，因此采用羧甲基殼聚糖來微膠囊化改性六方氮化硼，利用羧甲基殼聚糖良好的成膜性以及易形成焦炭的能力，通過氫鍵酯鍵的連接來包覆六方氮化硼，從而改善六方氮化硼的分散性。

41、第二方面，本技術(shù)提供一種應(yīng)用于新能源電池的耐高溫uv絕緣涂料的制備方法，采用如下的技術(shù)方案：

42、一種應(yīng)用于新能源電池的耐高溫uv絕緣涂料的制備方法，包括以下步驟：

43、s1：將10-30份聚氨酯改性丙烯酸樹脂、15-40份聚硅氮烷改性丙烯酸樹脂、20-30份環(huán)氧丙烯酸樹脂、10-30份單官能度丙烯酸單體、10-20份雙官能度丙烯酸單體、5-10份多官能度丙烯酸單體、5-10份改性聚丙烯腈共聚物、1-5份氣相二氧化硅、1-5份光引發(fā)劑、1-5份顏料、1-5份分散劑、1-5份消泡劑、1-5份流平劑依次加入到攪拌釜中進(jìn)行充分?jǐn)嚢杈鶆?，即可得到uv絕緣涂料。

44、綜上所述，本技術(shù)具有以下有益效果：

45、1、通過采用上述技術(shù)方案，由于采用的耐高溫絕緣涂料是以聚氨酯改性丙烯酸樹脂和聚硅氮烷改性丙烯酸樹脂為主體，聚氨酯中的氨基甲酸酯極性基團(tuán)、多元醇聚醚軟段基團(tuán)在金屬基材上具有優(yōu)異的附著力和柔韌性，但是耐高溫性能一般，聚硅氮烷改性丙烯酸酯中硅氮原子以共價(jià)化學(xué)鍵相連為主鏈，在其末端進(jìn)行丙烯酸改性使其具有可光固化特性，聚硅氮烷改性的丙烯酸樹脂賦予聚硅氮烷可光固化特性，能夠與其他丙烯酸光固化單體及樹脂相容。

46、聚硅氮烷含有硅、氮、碳三種元素，其中硅氮鍵是強(qiáng)極性基團(tuán)對金屬基材具有優(yōu)異的附著力，在1400℃以后聚硅氮烷樹脂中的硅氮碳會(huì)轉(zhuǎn)化成氧化氮碳化硅和氮化碳化硅，氧化氮碳化硅和氮化碳化硅具有優(yōu)異的耐高溫性能，耐高溫可達(dá)1800℃以上，同時(shí)對金屬底材具有優(yōu)異的附著力和優(yōu)異的絕緣性，通過調(diào)整不同聚硅氮烷改性丙烯酸樹脂的官能度及黏度，配合聚氨酯改性丙烯酸樹脂、環(huán)氧丙烯酸樹脂以及丙烯酸單體實(shí)現(xiàn)耐高溫性能優(yōu)異的uv絕緣涂料。

47、2、由于多官能度聚氨酯改性丙烯酸樹脂是一種具有多個(gè)官能度的聚氨酯改性丙烯酸樹脂，多官能度聚氨酯改性丙烯酸樹脂的分子中含有丙烯酸官能團(tuán)和氨基甲酸酯鍵，使得相對于單官能度樹脂，多官能度聚氨酯改性丙烯酸樹脂解決了涂膜固化速度慢、硬度不高的問題。

48、3、多官能度聚硅氮烷改性丙烯酸樹脂是一種通過將聚硅氮烷與丙烯酸樹脂結(jié)合來改善性能的材料，由于丙烯酸樹脂由丙烯酸、甲基丙烯酸及其衍生物聚合而成，這些單體在聚合過程中形成了穩(wěn)定的分子鏈結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)使得丙烯酸樹脂能夠承受一定的高溫環(huán)境，不易產(chǎn)生熱分解或燃燒，聚硅氮烷是一種以硅-氮為重復(fù)主鏈的聚合物，在高溫條件下可以轉(zhuǎn)化形成氧化氮碳化硅、氮化碳化硅，因此，引入聚硅氮烷能夠進(jìn)一步提升整體的耐高溫性。