动力电池粘接密封用双组分阻燃型聚氨酯胶及其制备方法技术

本申请涉及聚氨酯胶技术领域，本发明专利技术提供了动力电池粘接密封用双组分阻燃型聚氨酯胶及其制备方法，其粘接施工时将体积比15:1‑5:1的A组分、B组分混合以产生固化；其中，A组分包含以聚碳酸亚丙酯多元醇为单体得到的NCO封端聚氨酯预聚物以及硫醇丁基锡；B组分包含去离子水。本发明专利技术提供的动力电池粘接密封用双组分阻燃型聚氨酯胶，粘接施工时NCO封端聚氨酯预聚物和去离子水发生交联反应大幅提升电池壳体密封速度，可实现高强度粘接密封和快速固化，同时所述NCO封端聚氨酯预聚物有效提升电池壳体的阻燃性能，满足电池壳体的V‑0阻燃性能；通过添加硫醇丁基锡可以明显改善产品的固化速度，同时相对普通的二月桂酸二丁基锡，耐热性得到明显改善。

【技术实现步骤摘要】
动力电池粘接密封用双组分阻燃型聚氨酯胶及其制备方法
本申请涉及聚氨酯胶
，特别涉及动力电池粘接密封用双组分阻燃型聚氨酯胶及其制备方法。
技术介绍
随着新能源车的快速发展，动力电池包作为新能源车的核心部件，成为各主机厂的重点研究对象。对于电池包部件而言，防火性能和密封性能直接影响到电池包系统的工作安全，同时影响到新能源车的使用安全。目前市场上量产的电池包中，壳体密封圈主要有三大类，分别是橡胶密封圈类(材质主要为三元乙丙橡胶EPDM、丁苯橡胶SBR、硅橡胶泡棉等)、胶黏剂类(材质主要为有机硅体系或单组分聚氨酯加涂抹防火涂料)、现线发泡胶类(材质主要为发泡硅橡胶)，各类型的成型工艺、优缺点见表1。表1电池壳体密封工艺优缺点对比表采用单组分聚氨酯胶密封时，靠环境中的湿气由外向内渗透实现固化，固化速度慢，固化速度受环境温湿度影响大，导致生产节拍不稳定。这类胶粘剂具有可燃性，不满足电池包零件V-0的阻燃要求；另外这种胶粘剂固化速度慢，涂胶后12h才能完成气密性验证，7天后胶层才完全固化，通过气密性验证后需要再进行防火涂料的刷涂，防火涂料现场配置，施工现场味道大，在已固化的聚氨酯胶表面进行涂抹，待防火涂料完全固化后完成装配而且防火涂料固化速度慢，严重影响生产节拍。
技术实现思路
本申请实施例提供动力电池壳体粘接密封用双组分阻燃型聚氨酯胶及其制备方法，以解决相关技术中传统胶粘剂固化速度慢、不满足V-0阻燃要求。第一方面，本专利技术提供了动力电池粘接密封用双组分阻燃型聚氨酯胶，其粘接施工时将质量比15:1-5:1的A组分、B组分混合以产生固化；其中，A组分包含以聚碳酸亚丙酯多元醇为单体得到的NCO封端聚氨酯预聚物以及硫醇丁基锡，所述NCO封端聚氨酯预聚物的分子量小于5000；B组分包含去离子水。一些实施例中，按重量百分比计算，所述A组分包含：一些实施例中，按重量百分比计算，所述B组分包含：一些实施例中，所述增塑剂为异丙基化三苯基磷酸酯、二苯基磷酸酯的一种或两种。一些实施例中，所述硅烷偶联剂为异氰酸酯偶联剂、巯基偶联剂、环氧基偶联剂中的一种或多种。一些实施例中，所述表面活性剂是非离子表面活性剂，是由长链单醇和环氧乙烷开环形成的两亲化合物，所述表面活性剂的结构式为式一，其中n的取值范围为5-20的自然数。所述B组分通过非离子表面活性剂实现了水和油性体系的相容，提高了两组分固化的均一性，也解决了一些离子型表面活性剂对产品本体性能的影响。一些实施例中，所述A组分还包括交联剂、除水剂和无机填料。所述除水剂用于降低A组分中的水分，以免A组分中的NCO封端聚氨酯预聚物发生交联反应而导致在施工胶粘时应用失效。一些实施例中，所述无机填料为氢氧化镁、氢氧化铝粉体中的一种或两种。一些实施例中，所述除水剂为对甲苯磺酰异氰酸酯、3-丁基-2-(1-乙基戊基)噁唑烷、2-异丙基-3-噁唑烷乙醇中的一种或多种。第二方面，本专利技术还提供一种制备如上所述的动力电池粘接密封用双组分阻燃型聚氨酯胶的方法，包括如下步骤：粉料预备处理：将炭黑在120-130℃，真空度小于-0.095MPa，干燥2h，冷却后通氮气密封保存备用；无机填料在130-140℃干燥8h以上，冷却后通氮气密封备用。制备A组分：在环境温度5-25℃，湿度低于50％的条件下，将25％-35％NCO封端聚氨酯预聚物、20％-30％增塑剂、0-0.5％交联剂、0.1％-0.6％硅烷偶联剂、0.1％-0.4％除水剂在搅拌机中分散10min，加入20％-40％预先干燥的无机填料，在真空低于-0.095MPa下分散15min，氮气解压后加入预先干燥的炭黑在真空低于-0.095MPa下分散15min，加入0.01％-0.1％有机金属催化剂在真空低于-0.095MPa下分散10min，出料密封保存。一些实施例中，通过将异氰酸酯与聚碳酸亚丙酯二元醇反应制得NCO封端聚氨酯预聚物：其中，所述聚碳酸亚丙酯二元醇(PCC)的结构式二所示，是由二氧化碳和环氧丙烷聚合而成。其中，n的取值范围为5-20的自然数。本专利技术通过往聚氨酯主体预聚物中引入聚碳酸亚丙酯多元醇，以及少量交联剂，相对于普通聚醚多元醇，可大幅提高胶的本体强度和密封强度。同时相对于普通的聚醚多元醇，聚碳酸亚丙酯多元醇和阻燃增塑剂及填料的配合，使阻燃效果更好。制备B组分：在搅拌机中加入50％-80％增塑剂、0.4％-1％表面活性剂、1.5％-3.5％去离子水，在50℃乳化10min，降温至30℃以下，加入15％-25％炭黑，在真空度低于-0.095MPa下分散15min，出料密封保存。粘接施工时按体积比15:1-5:1的A组分、B组分混合形成所述动力电池粘接密封用双组分阻燃型聚氨酯胶。本专利技术采用双组分聚氨酯体系，通过合适的包装和设备，两组分通过混合头混合后打胶装配，混合后的组分实现整体快速固化，2h后可满足5-6KPa气密性检测。本专利技术采取的技术效果为：本专利技术提供的动力电池粘接密封用双组分阻燃型聚氨酯胶，通过包含有NCO封端聚氨酯预聚物的A组分和包含有去离子水的B组分在粘接施工时相互混合，NCO封端聚氨酯预聚物和去离子水发生交联反应大幅提升电池壳体密封速度，可实现高强度粘接密封和快速固化，同时所述NCO封端聚氨酯预聚物有效提升电池壳体的阻燃性能，满足电池壳体的V-0阻燃性能；通过添加硫醇丁基锡可以明显改善产品的固化速度，同时相对普通的二月桂酸二丁基锡，耐热性得到明显改善，相对于有机铋催化剂，用量可以明显减少。具体实施方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。以下各实施例和对比例的份数均为质量份。A组分实施例1：34份上述聚碳酸亚丙酯多元醇(PCC)，29份增塑剂异丙基化三苯基磷酸酯(IPPP)，0.5份偶联剂A-87，0.4份除水剂对甲苯磺酰异氰酸酯(PTSI，山东欧申化工)，23.5份800目的氢氧化铝，13份碳黑(M570，天津卡博特)，0.02份硫醇丁基锡。A组分实施例2：34份上述聚碳酸亚丙酯多元醇(PCC)，29份增塑剂异丙基化三苯基磷酸酯(IPPP)，0.5份偶联剂A-87，0.4份除水剂对甲苯磺酰异氰酸酯(PTSI，山东欧申化工)，0.5份交联剂HDI三聚体(N100，德国科思创)，23份800目的氢氧化铝，13份碳黑(M570，天津卡博特)，0.02份硫醇丁基锡。A组分实施例3：34份上述聚碳酸亚丙酯多元醇(PCC)，29份增塑剂异丙基化三苯基磷酸酯(IPPP)，0.5份偶联剂A-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.动力电池粘接密封用双组分阻燃型聚氨酯胶，其特征在于:/n其粘接施工时将体积比15:1-5:1的A组分、B组分混合以产生固化；/n其中，A组分包含以聚碳酸亚丙酯多元醇为单体得到的NCO封端聚氨酯预聚物和硫醇丁基锡，所述NCO封端聚氨酯预聚物的分子量小于5000；B组分包含去离子水。/n

【技术特征摘要】
1.动力电池粘接密封用双组分阻燃型聚氨酯胶，其特征在于:
其粘接施工时将体积比15:1-5:1的A组分、B组分混合以产生固化；
其中，A组分包含以聚碳酸亚丙酯多元醇为单体得到的NCO封端聚氨酯预聚物和硫醇丁基锡，所述NCO封端聚氨酯预聚物的分子量小于5000；B组分包含去离子水。


2.如权利要求1所述的动力电池粘接密封用双组分阻燃型聚氨酯胶，其特征在于:
按重量百分比计算，所述A组分包含：





3.如权利要求1所述的动力电池粘接密封用双组分阻燃型聚氨酯胶，其特征在于：
按重量百分比计算，所述B组分包含：





4.如权利要求2或3所述的动力电池粘接密封用双组分阻燃型聚氨酯胶，其特征在于：
所述增塑剂为选自异丙基化三苯基磷酸酯、二苯基磷酸酯的一种或两种。


5.如权利要求2所述的动力电池粘接密封用双组分阻燃型聚氨酯胶，其特征在于：
所述硅烷偶联剂为异氰酸酯偶联剂、巯基偶联剂、环氧基偶联剂中的一种或多种。


6...

【专利技术属性】
技术研发人员：石腾龙，张丽萍，倪铮，陈林，黄江玲，
申请(专利权)人：东风汽车集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42