本發(fā)明涉及一種包含有機(jī)物含量低的氣凝膠的氣凝膠氈，及該氣凝膠氈的制備方法。

背景技術(shù)：

1、諸如筆記本電腦、oled或電視機(jī)等電子產(chǎn)品具有由熱源引起的熱點(diǎn)，這可能由于來自設(shè)備表面的部分散熱而使消費(fèi)者感知的情感品質(zhì)降低。此外，如果由于使用簡單的隔熱材料而導(dǎo)致熱量沒有適當(dāng)?shù)財(cái)U(kuò)散到外部，則過度積聚的熱量可能導(dǎo)致系統(tǒng)故障，縮短產(chǎn)品的壽命，甚至引起爆炸或火災(zāi)。為了解決由這種產(chǎn)熱引起的問題，已經(jīng)應(yīng)用了各種隔熱材料，但是到目前為止，尚未開發(fā)出薄且具有優(yōu)異的隔熱性能的最佳隔熱材料，因此正在對隔熱進(jìn)行各種研究和技術(shù)開發(fā)。

2、為了解決上述典型問題，存在應(yīng)用氣凝膠的情況，氣凝膠作為高效隔熱材料而受到關(guān)注。氣凝膠是由納米顆粒組成的高度多孔材料，并且具有高孔隙率、大比表面積和低熱導(dǎo)率，從而其由于作為高效的隔熱材料、隔音材料等的用途而受到關(guān)注。

3、然而，由于其制備工藝復(fù)雜并且其制備成本高，因此，盡管氣凝膠具有如此優(yōu)異的材料性質(zhì)，但僅用于極其有限的用途。此外，由于其高孔隙率，氣凝膠的機(jī)械強(qiáng)度很差，因此存在氣凝膠即使受到輕微沖擊也容易破裂的缺點(diǎn)。因此，近年來，已經(jīng)對氣凝膠氈復(fù)合技術(shù)進(jìn)行了研究，以彌補(bǔ)氣凝膠本身的上述缺點(diǎn)，并且使其能夠以各種形式加工。

4、氣凝膠氈是經(jīng)過復(fù)合并制成墊或片形式的氣凝膠材料，并且由于其柔韌性而具有可彎曲、折疊或切割的特性。因此，氣凝膠氈可以應(yīng)用于管道保溫材料、服裝等，并且也可將其用于各種工業(yè)應(yīng)用。由于氣凝膠氈是由纖維和氣凝膠組成的復(fù)合物，因此其具有柔韌性。纖維起到增強(qiáng)氣凝膠氈的柔韌性和機(jī)械強(qiáng)度的作用，并且氣凝膠由于其多孔性而賦予隔熱性質(zhì)。氣凝膠氈的關(guān)鍵復(fù)合技術(shù)在于將纖維的特征與氣凝膠的特征復(fù)合以加強(qiáng)纖維和氣凝膠的優(yōu)點(diǎn)并彌補(bǔ)其缺點(diǎn)。這種氣凝膠氈是耐熱性和隔熱性優(yōu)于作為常規(guī)聚合物隔熱材料的聚苯乙烯泡沫或聚氨酯泡沫的新材料，并且作為能夠解決將來展開的節(jié)能和環(huán)境問題的高科技材料而受到關(guān)注。

5、同時(shí)，這種氣凝膠由于其多孔隙結(jié)構(gòu)而具有非常低的機(jī)械強(qiáng)度，因此通過將作為常規(guī)隔熱纖維的諸如無機(jī)纖維或有機(jī)纖維等纖維與氣凝膠浸漬并結(jié)合，以制備和使用氣凝膠復(fù)合物，并且氣凝膠復(fù)合物的纖維與氣凝膠之間的粘附性弱，因此氣凝膠顆粒在諸如切割、彎曲等加工工序中分離，從而產(chǎn)生粉塵并使耐久性劣化，這在氣凝膠復(fù)合物用作電子產(chǎn)品用隔熱材料時(shí)可能導(dǎo)致裝置等的損壞。

6、因此，亟需開發(fā)一種材料，不論電池的容量如何以及電池模組和電池包的尺寸增加如何，該材料都能夠防止由電池模組和電池包起火和爆炸造成的火焰擴(kuò)散到相鄰的電池模組。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、技術(shù)問題

2、本發(fā)明的一個(gè)目的是提供了一種氣凝膠氈，其可以在諸如電池等產(chǎn)品中使用，以有效地實(shí)現(xiàn)隔熱和起火抑制性能，還提供了包含所述氣凝膠氈的隔熱部件。

3、技術(shù)方案

4、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種氣凝膠氈、包含所述氣凝膠氈的隔熱部件、包含所述隔熱部件的電池以及氣凝膠氈的制備方法。

5、(1)本發(fā)明提供了一種氣凝膠氈，其包含氣凝膠和氈用基材，其中，根據(jù)以下等式1的有機(jī)物含量為1.2重量％以下。

6、[等式1]

7、有機(jī)物含量(重量％)＝[(wa-wb)/wa]×100

8、在以上等式1中，wa是所述氣凝膠氈在熱處理前的重量(g)，并且wb是所述氣凝膠氈在600℃下熱處理12小時(shí)后的重量(g)。

9、(2)在上述(1)中，本發(fā)明提供了一種氣凝膠氈，其中，所述有機(jī)物是選自由與所述氣凝膠鍵合的疏水基團(tuán)、粘合劑和上漿劑組成的組中的一種以上。

10、(3)在上述(1)或(2)中，本發(fā)明提供了一種氣凝膠氈，其中，所述氣凝膠氈的室溫?zé)釋?dǎo)率為15mw/mk至35mw/mk。

11、(4)在上述(1)至(3)中的任一項(xiàng)中，本發(fā)明提供了一種氣凝膠氈，其中，所述氣凝膠包含孔徑為10nm至50nm的孔隙。

12、(5)在上述(1)至(4)中的任一項(xiàng)中，本發(fā)明提供了一種氣凝膠氈，其中，所述氈用基材是選自由膜、片、網(wǎng)、纖維、多孔體、泡沫體和非織造織物體組成的組中的一種以上。

13、(6)在上述(5)中，本發(fā)明提供了一種氣凝膠氈，其中，所述氈用基材是選自由玻璃纖維、陶瓷棉、玄武巖纖維和陶瓷紙組成的組中的一種以上。

14、(7)在上述(1)至(6)中的任一項(xiàng)中，本發(fā)明提供了一種氣凝膠氈，其中，所述氣凝膠氈的根據(jù)以下等式2的水分浸漬率為100重量％以上：

15、[等式2]

16、水分浸漬率(重量％)＝[(wc-wd)/wd]×100

17、在以上等式2中，wc是所述氣凝膠氈在21±2℃的蒸餾水中浸漬15分鐘后的重量(g)，并且wd是所述氣凝膠氈在浸漬前的重量(g)。

18、(8)在上述(1)至(7)中的任一項(xiàng)中，本發(fā)明提供了一種氣凝膠氈，其中，所述氣凝膠氈的根據(jù)iso?1716測量方法的燃燒熱為200cal/g以下。

19、(9)在上述(1)至(8)中的任一項(xiàng)中，本發(fā)明提供了一種氣凝膠氈，其中，所述氣凝膠氈通過包括以下步驟的制備方法制備：1)制備包含前體材料和催化劑組合物的溶膠；2)用所述溶膠浸漬氈用基材，并且使所述溶膠凝膠化以制備濕凝膠氈；3)對所述濕凝膠氈進(jìn)行表面改性；4)將經(jīng)表面改性的所述濕凝膠氈干燥；以及5)在450℃至650℃的溫度下對經(jīng)干燥的所述濕凝膠氈進(jìn)行熱處理10分鐘至6小時(shí)。

20、(10)在上述(1)至(9)中的任一項(xiàng)中，本發(fā)明提供了一種氣凝膠氈，其中，所述氣凝膠氈通過包括以下步驟的制備方法制備：1)制備包含前體材料和催化劑組合物的溶膠；2)用所述溶膠浸漬氈用基材，并且使所述溶膠凝膠化以制備濕凝膠氈；以及3)將所述濕凝膠氈干燥，其中，所述氈用基材在400℃至500℃的溫度下預(yù)處理30分鐘至2小時(shí)，并且不包括對所述濕凝膠氈進(jìn)行表面處理。

21、(11)本發(fā)明提供了一種隔熱部件，其包含根據(jù)上述(1)至(10)中的任一項(xiàng)所述的氣凝膠氈。

22、(12)本發(fā)明提供了一種電池，其包含上述(11)的隔熱部件。

23、(13)本發(fā)明提供了一種氣凝膠氈，其包含氣凝膠和氈用基材，其中，所述氣凝膠氈的根據(jù)以下等式3的壓縮率為15％至30％。

24、[等式3]

25、壓縮率(％)＝[(ta-tb)/ta]×100

26、在以上等式3中，ta是氣凝膠氈在壓縮前的厚度(mm)，并且tb是氣凝膠氈在350kpa下壓縮后的厚度(mm)。

27、有益效果

28、本發(fā)明的氣凝膠氈的有機(jī)物含量低，從而表現(xiàn)出優(yōu)異的吸熱和滅火作用，因此氣凝膠氈可以在制品中使用，以有效地發(fā)揮防止火災(zāi)發(fā)生和火勢蔓延的功能。

技術(shù)特征：

1.一種氣凝膠氈，其包含：

2.如權(quán)利要求1所述的氣凝膠氈，其中，所述有機(jī)物是選自由與所述氣凝膠鍵合的疏水基團(tuán)、粘合劑和上漿劑組成的組中的一種以上。

3.如權(quán)利要求1所述的氣凝膠氈，其中，所述氣凝膠氈的室溫?zé)釋?dǎo)率為15mw/mk至35mw/mk。

4.如權(quán)利要求1所述的氣凝膠氈，其中，所述氣凝膠包含孔徑為10nm至50nm的孔隙。

5.如權(quán)利要求1所述的氣凝膠氈，其中，所述氈用基材是選自由膜、片、網(wǎng)、纖維、多孔體、泡沫體和非織造織物體組成的組中的一種以上。

6.如權(quán)利要求5所述的氣凝膠氈，其中，所述氈用基材是選自由玻璃纖維、陶瓷棉、玄武巖纖維和陶瓷紙組成的組中的一種以上。

7.如權(quán)利要求1所述的氣凝膠氈，其中，所述氣凝膠氈的根據(jù)以下等式2的水分浸漬率為100重量％以上：

8.如權(quán)利要求1所述的氣凝膠氈，其中，所述氣凝膠氈的根據(jù)iso?1716測量方法的燃燒熱為200cal/g以下。

9.如權(quán)利要求1所述的氣凝膠氈，其中，所述氣凝膠氈通過包括以下步驟的制備方法制備：

10.如權(quán)利要求1所述的氣凝膠氈，其中，所述氣凝膠氈通過包括以下步驟的制備方法制備：

11.一種隔熱部件，其包含權(quán)利要求1至10中的任一項(xiàng)所述的氣凝膠氈。

12.一種電池，其包含權(quán)利要求11所述的隔熱部件。

13.一種氣凝膠氈，其包含：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及氣溶膠氈、包含該氣凝膠氈的隔熱部件、包含該隔熱部件的電池，以及氣凝膠氈的制造方法，其中，氣凝膠氈包含氣凝膠和氈用基材，并且有機(jī)物含量為1.2重量％以下。本發(fā)明的氣凝膠氈具有低有機(jī)物含量，表現(xiàn)出優(yōu)異的吸熱和滅火性質(zhì)，因此在各種產(chǎn)品中使用時(shí)可有效地控制火災(zāi)發(fā)生和蔓延。

技術(shù)研發(fā)人員：姜泰京,吳景實(shí),嚴(yán)基柱,金豪淵
受保護(hù)的技術(shù)使用者：株式會社LG化學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/24