[發明專利]一種耐熱沖擊的動力電池密封用過氧氟橡膠

在審

• 申請號: 202011556681.1
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112679889A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 趙駿一;王勇;肖風亮;高燕;鄧娟;羅靖宜
• 申請（專利權）人: 廣州機械科學研究院有限公司
• 主分類號: C08L27/12
• 分類號: C08L27/12;C08L91/06;C08K5/14;C08K5/3492;C08K3/04;H01M50/195;H01M50/198
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文

本發明公開了了一種耐熱沖擊的動力電池密封用過氧氟橡膠，屬于橡膠材料技術領域。本發明所述耐熱沖擊的動力電池密封用過氧氟橡膠通過在組分中添加特定比例的高沸點微晶蠟作為加工助劑，使其在應用時會析出一層蠟層保護膜到密封材料表面，顯著提高抗熱沖擊能力，可長時間經受300℃×2min下的熱沖擊，也同時保留了氟橡膠原有的機械力學性能。本發明還公開了所述耐熱沖擊的動力電池密封用過氧氟橡膠的制備方法，該方法操作簡單，可實現工業化大規模生產。

技術領域

本發明涉及橡膠材料技術領域，具體涉及一種耐熱沖擊的動力電池密封用過氧氟橡膠。

背景技術

氟橡膠因為其優異的耐介質與耐高溫性能在密封行業得到廣泛應用，而過氧硫化型氟橡膠在電解液中有著良好的穩定性，一般使用過氧氟橡膠作為動力電池的密封材料。電池密封件在電池蓋板封裝的過程中需要高溫注射PPS樹脂，溫度高達300℃持續時間2min，而且電池密封件因為成本和輕量化的要求，電池密封件被要求越做越薄，目前只有1mm左右的厚度。雖然氟橡膠有著優異的耐高溫性能，其在232℃的高溫下能工作3000h，在260℃的高溫下能工作1000h；但在288℃的高溫下就只能工作240h，在316℃的高溫下就只有48h。雖然300℃下還可以短暫的工作，但電池需要穩定持續工作15年，300℃×2min的熱沖擊對后續電池密封件的使用性能的影響是不能忽略的。

因此，目前現有技術中存在以下問題：過氧氟橡膠在經過300℃的高溫沖擊后對材料的性能產生一定的影響，特別是在需要長達15年壽命的動力電池密封應用中其影響不可忽視。因此，提供一種耐熱沖擊的動力電池密封用過氧氟橡膠材料及其制造方法是十分有必要。

針對上訴問題，前人做了一些研究，如王暖在《溫度對橡膠材料性能的影響及機理研究》中提出了2603、2462和246G三種氟橡膠的耐熱性，發現246G型氟橡膠的分解溫度最高，質量剩余量最多，這表明了氟含量越高，氟橡膠耐熱性越好。填料用量的增加，也可以提高膠料的耐熱性。王珊等在《填料對過氧化物硫化氟橡膠性能的影響》研究了填料種類對過氧氟橡膠的耐熱性，發現添加硫酸鋇的耐熱性最好，而用N990和石墨填充的氟橡膠的耐熱性較差。為了提高過氧氟橡膠的耐高溫性能，湖北派克公司《一種耐高溫高壓耐氫氟酸的氟橡膠及其制備方法》在傳統的氟橡膠中加入了20～40份的全氟醚橡膠，制備出了可以再250℃～300℃使用的氟橡膠。通常可以使用高溫加速老化來預測材料的在特定溫度下使用或者存儲壽命，但是魏浩在《高溫加速老化試驗溫度對F108硫化膠老化性能預測結果的影響》指出，對于預測材料的使用壽命，試驗的溫度越高，預測結果與實際結果偏差越大，所以通過時溫等效方程來預測材料在高溫下的性能變化的偏差較大。張曉軍在《氟橡膠密封材料熱氧老化試驗與壽命評估》等認為，對于非正常老化橡膠密封圈在使用之前經受過高溫高壓等條件處理的密封效果會降低，因此應該考慮非正常老化對產品的密封性能的影響。

然而，上述公開技術中均未提及使用加工助劑來提升過氧氟橡膠的在300℃下短時間的熱沖擊性能。

發明內容

基于現有技術的不足，本發明的目的在于提供了一種耐熱沖擊的動力電池密封用過氧氟橡膠，該材料通過加工助劑的加入，不僅對氟橡膠材料的物理性能及外觀沒有太多影響，同時顯著提高了材料的抗熱沖擊能力，可長時間經受300℃×2min下的熱沖擊。

為了達到上述目的，本發明采取的技術方案為：

一種耐熱沖擊的動力電池密封用過氧氟橡膠，包括以下組分：過氧化物硫化型氟橡膠、過氧化物、交聯劑、填料和加工助劑；所述過氧化物硫化型氟橡膠與加工助劑的質量比為500:1～4；所述加工助劑為C₃₁～C₇₀的微晶蠟，所述微晶蠟的沸點＞510℃。

本發明所述耐熱沖擊的動力電池密封用過氧氟橡膠，通過在組分中添加特定比例的高沸點微晶蠟作為加工助劑，使其在應用時會析出一層蠟層保護膜到密封材料表面，顯著提高抗熱沖擊能力；同時適宜的添加量避免因微晶蠟過多影響產品的物理性能及密封材料外觀或添加量過少導致保護膜過薄效果不佳。