[发明专利]一种动力电池托盘用多功能聚脲涂层及其制备方法和应用

说明书

本发明属于纯电动汽车涂层技术领域，提供了一种动力电池托盘用多功能聚脲涂层及其制备方法和应用，通过改性异氰酸酯提高了聚脲涂层对基体的附着力，从而提高了涂层的抗冲击性能；通过添加改性碳纳米纤维、改性纳米三氟化铈和改性纳米三氟化镧，提高了聚脲涂层的抗冲击性能，同时使得涂层具有超疏水性；通过添加石墨烯，进一步提高了涂层的抗冲击性能；通过添加阻燃剂，使得涂层具有稳定高效的阻燃性能。实施例的结果显示，本发明提供的动力电池托盘用多功能聚脲涂层的拉伸强度为40MPa，断裂伸长率为450％，撕裂强度为121kN/m，接触角为153°，UL‑94阻燃测试为V0，与45钢的附着力为16.57MPa。

技术领域

本发明涉及纯电动汽车涂层技术领域，尤其涉及一种动力电池托盘用多功能聚脲涂层及其制备方法和应用。

背景技术

纯电动汽车车型在新能源汽车中占比较高，与传统汽车相比，最大区别为动力来源。传统汽车是以燃油为能源的发动机做功提供动力，而新能源汽车以动力电池(储电量75％)结合驱动电机、电机控制器为动力来源。动力电池作为新能源汽车的核心，一旦遇到电解液泄露或者电池温度失控等情况，就会造成整个汽车的燃烧，甚至发生爆炸。现在大多数电动汽车为了得到足够的车内空间以及提高整车的行驶性能，将动力电池组放在托盘上，托盘布置在整车的底盘位置，而汽车底盘的工况非常恶劣，极易造成托盘的腐蚀、污损以及冲击等，也就容易引起动力电池组的失控而带来电动汽车燃烧爆炸等危险的发生，所以，对动力电池托盘的保护至关重要。

聚脲是由异氰酸酯组分和氨基化合物反应而成的弹性体喷涂材料，具有环保、价格低廉的优点，而且兼顾良好的抗冲击强度、柔韧性、防水、防腐蚀和施工性能。但是，在将其用于动力电池托盘时，需要面对的是汽车底盘非常恶劣的工况，如路面石子的高速冲击、雨天的不断冲蚀等，而且要求其能够阻止火势的蔓延，而现有的聚脲涂层材料无法在上述工况下仍保持良好的防水、抗冲击性能，并且不具备阻燃性能。因此，亟需提供一种同时兼具超疏水、高抗冲击性能和阻燃性能的聚脲涂层，以保护动力电池托盘，防止电动汽车燃烧爆炸等危险的发生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种动力电池托盘用多功能聚脲涂层及其制备方法和应用，本发明提供的动力电池托盘用多功能聚脲涂层具有超疏水性、高阻燃性能和极高的抗冲击性。

本发明提供了一种动力电池托盘用多功能聚脲涂层，由组分A和组分B固化而成；所述组分A和组分B的质量比为1:1.3～1.5；

按重量份数计，制备所述组分A的原料包括：30～55份改性异氰酸酯、20～40份聚醚多元醇、1～10份稀释剂、1～10份阻燃剂和2～10份改性碳纳米纤维；

所述改性异氰酸酯为表面带有羟基的碳纳米纤维CNF-OH改性异氰酸酯；

所述改性碳纳米纤维的制备方法为：用甲基三甲氧基硅烷对表面带有羟基的碳纳米纤维CNF-OH进行改性，得到改性碳纳米纤维；

按重量份数计，制备所述组分B的原料包括：10～28份扩链剂、30～55份端氨基聚醚、5～15份稀释剂、1～5份石墨烯、1～10份发泡剂、4～6份改性纳米三氟化铈、3～5份改性纳米三氟化镧和12～20份助剂；

所述改性纳米三氟化铈的制备方法包括：将溶解在羟基硅酸镁中的纳米三氟化铈与油酸和聚二甲基硅氧烷混合进行改性，得到改性纳米三氟化铈；

所述改性纳米三氟化镧的制备方法包括：以乙烯基三乙氧基硅烷和六甲基二硅氮烷为改性剂，对纳米三氟化镧进行水热改性处理，得到改性纳米三氟化镧。

优选地，所述改性异氰酸酯中的异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或几种。

优选地，所述聚醚多元醇包括聚氧化丙烯二醇、阻燃型聚醚多元醇和聚四氢呋喃二醇中的一种或多种。