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- 有机硅发泡质料在新能源汽车中的应用
- 宣布时间： 2019-06-11 点击次数：4849
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有机硅质料的主链中含有“硅-氧-硅”结构 ，侧链含有少量有机基团 ，因而它兼具有机及无机质料的双重优点 ，耐崎岖温、耐辐照和耐候（无双键 ，不易被紫外光和臭氧剖析）、憎水、生理惰性、耐油、耐溶剂等性能 ，这点其他质料无可与之相比。
有机硅橡胶发泡质料（亦称：硅胶泡棉/发泡硅胶）是以硅橡胶生胶、填料、硫化剂、发泡剂等为原料 ，混炼均匀后 ，在高温下发泡硫化制备的一种多孔、低密度、可压缩的高分子弹性体质料。现今 ，硅橡胶泡沫应用日益广泛 ，因其同时具备了硅橡胶和泡沫质料的优异性能。既具有橡胶的高弹性 ，又具有吸音、减震等泡沫所具有的性能 ，多用于减震垫、密封垫、隔音质料、绝缘质料、航空隔热质料等性能要求比较高的质料。
1. 有机硅橡胶的通性
有机硅橡胶具有许多优异的性能：
（1）耐崎岖温性
有机硅橡胶在高温（200℃以上）情况下 ，力学性能优异 ，且仍拥有一定的韧性与弹性。而玻璃化温度（Tg）可低至-70 ℃。一般情况下 ，硅橡胶事情温度为-100 ℃到 350 ℃。它可以蒙受数千度的瞬间高温 ，故常用于制作防热涂层 ，如航空领域。
（2）电绝缘性
有机硅橡胶绝缘性好 ，燃烧后 ，生成的二氧化硅仍然是绝缘物质。别的 ，硅橡胶在电弧放电时 ，不易焦烧 ，因其结构中碳原子数较少 ，并且其补强填料白炭黑 ，适用于高压场合。
（3）生理惰性
有机硅橡胶外貌疏水 ，因此 ，湿润情况下物理性能降低小。粘结性差 ，可以起到隔离的一个作用。而它自己无毒无味 ，对人体健康没有伤害 ，仅能与机体爆发轻微反应 ，这也就造就了其优良的生理惰性 ，同时 ，在生理老化性能方面也十分优越。
2. 有机硅橡胶泡沫质料（发泡硅胶）的特性
硅橡胶泡沫应用日益广泛 ，因其同时具备了硅橡胶和泡沫质料的优异性能 ，既具有橡胶的高回弹性、耐老化 ，又具有吸声、减震等泡沫所具有的性能 ，多用于防水、减震、密封垫(密封品级IP68)、隔音、绝缘、航空隔热等性能要求比较高的情况。凭据泡孔结构 ，硅橡胶泡沫分为闭孔型、开孔型及混淆型三种。
图2 发泡硅胶微观结构图
闭孔发泡的有机硅发泡质料具有较好防震缓冲、隔音、隔热保温以及阻燃防爆等特性 ，其在汽车领域主要用于汽车车载空挪用隔热泡沫管材、汽车减震、新能源汽车电池用发泡硅胶密封垫圈等。
目前大大都汽车内饰质料 ，如地板、顶棚、偏向盘、汽车座椅等均为聚氨酯类泡沫质料 ，这是因为一方面聚氨酯泡沫质料的技术相对成熟 ，性能满足使用需求 ；另外一方面 ，聚氨酯泡沫质料价格较低。然而 ，聚氨酯类泡沫质料耐候性能较差 ，易燃且燃烧历程中释放大宗对人体有害的有毒气体。因此 ，随着发泡硅胶质料的推广以及人们对其认识的提升 ，未来发泡硅胶质料有望替代古板聚氨酯类发泡质料。
表1 发泡硅胶主要性能参数指标
2.1 发泡硅胶的密度选择
有机硅橡胶基体的密度为1.17g/cm3。但通过发泡处理 ，目今的成熟工艺中所制备的有机硅橡胶泡沫质料的密度最低可为0.16-0.20 g/cm3 ，可被用于汽车座椅、头枕等部件 ；而通例的有机硅橡胶泡沫质料（密度为0.45 g/cm3）则被广泛用于密封、减震等部位的漏洞填充。
2.2 发泡硅胶的阻燃性能
常用于表征聚合物阻燃性能之一的测试要领为笔直燃烧法 ，其燃烧模式很是接近物体燃烧的实际情况, 因此能很好地反应硅橡胶的实际阻燃效果。阻燃剂用量对硅橡胶笔直燃烧性能的影响如表2所示。从表2可以看出, 未加阻燃剂的硅橡胶完全燃烧 ；加入40份阻燃剂的硅橡胶笔直燃烧品级抵达FV-1级, 具有一定的自熄能力 ；加入80 份阻燃剂的硅橡胶笔直燃烧品级更是抵达了FV-0级, 体现出良好的自熄性。
表2 阻燃剂用量对发泡硅胶笔直燃烧性能的影响
2.3 发泡硅胶的电绝缘性能
随着物理填料用量的增大 ，硅橡胶的体积电阻率和外貌电阻率呈减小趋势,介电常数和介电损耗因数总体呈增大趋势� ？杉�, 添加物理填料在一定水平上损害了硅橡胶的电绝缘性能。
表3 填料对发泡硅胶电绝缘性能的影响
3. 发泡硅胶在新能源汽车上的应用
新能源电动汽车的技术要害在于其高能量密度锂电池的充放电技术及宁静性能。锂电池在使用历程中必须坚持绝佳的防水防尘效果 ，而易发热自燃是影响其宁静使用的头等难题。在暴雨、浅滩、雾霾等极端条件下 ，为满足汽车行驶历程中动力电池的密封缓和冲� ；さ囊� ，特斯拉等美国车企率先将发泡硅胶这一小众质料应用到动力电池上。
例如：特斯拉model3电池PACK包为了减轻模组重量、提升宁静性 ，大宗使用有机硅发泡灌封质料来� ；さジ龅缧� ，可在一准时间内有限阻止电池包上部热量传输给电芯导致热失控。由于特斯拉在动力电池组技术便当的标杆作用 ，大大加速硅胶发泡质料在动力电池PACK包上的应用推广。
图3(模组上方隔热发泡泡棉（灰白色模切片材）
海内目前已经有成熟的、性能相当的液体有机硅发泡硅胶片材。
图4
同时 ，发泡硅胶还被广泛用于LED周围的防漏光、防尘、吸攻击、增加气密性处理 ；以及喇叭、音响周围的防杂音、填补空隙的处理。
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