一种电池单元用聚氨酯泡沫灌封胶及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种电池单元用聚氨酯泡沫灌封胶及其制备方法，本发明专利技术所述的电池单元用聚氨酯泡沫灌封胶组合物，由多元醇A组分和异氰酸酯B组分组成，其中多元醇A组分的原料为特种聚酯多元醇、植物油改性多元醇、阻燃多元醇、阻燃剂、发泡剂、泡沫稳定剂、延迟催化剂，异氰酸酯B组分的原料为小分子二元醇、异氰酸酯。本发明专利技术所述的电池单元用聚氨酯泡沫灌封胶，具有流动性好，阻燃性能优异，抗环境变化性能优异，与传统的聚氨酯灌封胶相比，重量轻，可以减轻新能源车的自重；本发明专利技术并提供其制备方法，先制备多元醇A组分和异氰酸酯B组分，然后两组分低压浇注机的料罐中，调整比例后，注入电池单元壳体的空隙中。壳体的空隙中。

【技术实现步骤摘要】
一种电池单元用聚氨酯泡沫灌封胶及其制备方法


[0001]本专利技术属于化学合成领域，更具体地，本专利技术涉及一种电池单元用聚氨酯泡沫灌封胶及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着国家节能环保政策要求的提高，新型能源的应用和开发得到了广泛的重视。特别是新能源汽车快速发展，2020年，产销分别完成136.6万辆和136.7万辆，同比分别增长7.5％和10.9％，产销量创历史新高。动力电池的产能高速增长，2020年9月，我国动力电池装车量6.6GWh，同比上升66.4％，环比上升28.3％，保持持续增长态势。为了保护车辆电池模块，厂商通常会在电池的壳体及电池单元间的缝隙中填充灌封胶，意图为电池模块提供机械稳定性和抗冲击性，同时还兼顾粘接性，阻燃性，耐高温性，耐水解性及电气性能。目前市场上的电子灌封胶材料大多数是不发泡材料，有些灌封胶还填充了大量高密度填料，导致灌封后的电池包重量大幅提高，影响新能源车的自重。
[0003]聚氨酯泡沫具有较低的密度，且具有较好的抗冲击性能。采用聚氨酯泡沫对电池进行填充，可以很好的满足电池的安全需求，并且重量较轻。同时新能源电池的使用环境的苛刻性导致其对灌封胶产品的阻燃性、力学性能、耐水解老化性能、耐高低温冲击性能及尺寸稳定性有很高的要求。但现有的市场上聚氨酯泡沫灌封胶产品并没有专门针对新能源电池设计，无法满足新能源电池的要求。专利CN 110392945 A提供了一种含有阻燃剂的电池单元聚氨酯泡沫灌封胶，该灌封胶的密度小于0.5g/m3，阻燃等级至少为V2级，灌封组合物具有低粘度，有充分的流动性在电池单元缝隙中填充。但该专利未提及灌封胶的力学性能、耐环境变化性能及电气性能。
[0004]综上所述，目前电池单元用聚氨酯泡沫灌封胶存在密度过大的缺点，还不能满足新能源电池要求。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的不足之处，本专利技术的目的之一在于提供一种电池单元用聚氨酯泡沫灌封胶。本专利技术的目的之二在于电池单元用聚氨酯泡沫灌封胶的制备方法。
[0006]所生产的电池单元用聚氨酯泡沫灌封胶密度相对低且具有良好的耐环境变化性能及电气性能。
[0007]为了实现本专利技术的目的之一，所采用的技术方案是：
[0008]一种电池单元用聚氨酯泡沫灌封胶由多元醇A组分和异氰酸酯B组分两个组分组成，其中，所述多元醇A组分当中，以重量份计算，包括如下组分：
[0009][0010]所述异氰酸酯B组分当中，以重量份计算，包括如下组分：
[0011]小分子扩链剂
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3份；
[0012]异氰酸酯
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97
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100份；
[0013]在本专利技术的一个优选实施例中，所述特种聚酯多元醇为聚碳酸酯多元醇，分子量为400
‑
1500。优选的官能度为2。
[0014]聚碳酸酯多元醇具有极好的耐水解性能和抗老化性能，在硬泡体系中加入聚碳酸酯二元醇可以增加泡沫的拉伸强度和伸长率，提高抗冲击性能。
[0015]聚碳酸酯二元醇的加入可以降低硬泡的高低温环境冲击后尺寸变化率。聚碳酸酯二元醇的加入可以防止泡沫在低温下变脆，导致灌封胶层的断裂损坏。
[0016]优选的聚碳酸酯二元醇为日本旭化成公司的T5651、T5650J或T5650E中的任意一种或多种。
[0017]在本专利技术的一个优选实施例中，所述植物油改性多元醇为高官能度含有苯环的植物油多元醇，所述植物油多元醇的官能度不低于3，优选的官能度范围为3.0
‑
5.0。
[0018]所述植物油改性多元醇为以蓖麻油，大豆油，棕榈油，腰果壳油为原材料制备的植物油改性多元醇；
[0019]或以植物油甘油醇解产物，含有苯环的多元酸或酸酐，小分子多元醇为原料制备的植物油改性多元醇；
[0020]或以植物油聚醚多元醇以植物油，小分子多元醇，环氧丙烷为原料制备。
[0021]优选为聚酯多元醇、聚醚多元醇或聚酯和聚醚多元醇的共聚产物。
[0022]在本专利技术的一个优选实施例中，所述植物油多元醇的粘度不超过3000mPa
·
s。
[0023]优选以腰果壳油制备的植物油多元醇。腰果壳油中含有一个苯环和15个碳的长的碳链，使得植物油改性多元醇可以有很好的耐热性和抗水解老化性。
[0024]所述植物油多元醇优选的是卡德莱公司的产品NX
‑
9001，NX
‑
9008，NX
‑
9014的一种或多种。所述的植物油改性多元醇具有较低的酸值，酸值低于5mgKOH。
[0025]高官能度含有苯环的植物油多元醇与由甘油、山梨醇、三羟甲基丙烷、蔗糖为起始剂制备的环氧丙烷小分子聚醚多元醇相比，有着更好的耐热性和阻燃性。
[0026]在本专利技术的一个优选实施例中，所述阻燃多元醇当中含有磷、氮、卤族元素当中的任意一种或多种，并同时含有至少一个羟基。
[0027]所述阻燃多元醇与异氰酸酯反应，将阻燃元素固定在聚氨酯的链段上，防止阻燃
元素的迁移，得到稳定的阻燃性。
[0028]含卤族元素阻燃多元醇优选为德国苏威公司的IXPLR B251，含磷阻燃多元醇优选为科莱恩公司的Exolit OP550，含氮元素阻燃多元醇优选为卡德莱公司的曼尼希多元醇GX
‑
9101。
[0029]所述阻燃剂优选在室温下为液体状态的上述阻燃剂，优选多个上述阻燃剂的联合使用。所述阻燃剂在25℃下的粘度小于300mPaS,优选小于100mPaS。较低粘度的阻燃剂可以降低A组份的粘度。
[0030]进一步地，所述阻燃剂优选在多元醇A组份中稳定存在的耐水解液体阻燃剂，所述耐水解液体阻燃剂为磷酸酯类或卤代磷酸酯类阻燃剂。
[0031]所述耐水解磷酸酯阻燃剂优选的是K
‑
400,苏州嘉怡化工有限公司产品；Fyrol RDP，ICL公司产品。
[0032]所述卤代磷酸酯阻燃剂优选的是RAYNOL FR
‑
300，淄博瑞诺化工科技有限公司产品。
[0033]在本专利技术的一个优选实施例中，所述的发泡剂为水。
[0034]在本专利技术的一个优选实施例中，所述的泡沫稳定剂为硅烷稳定剂。优选为NIAX L
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5440迈图公司产品。
[0035]在本专利技术的一个优选实施例中，所述的延迟催化剂为延迟性金属催化剂或延迟性胺发泡催化剂中的一种或多种。延迟性金属催化剂优选为UL
‑
29，迈图公司产品。延迟性胺催化剂优选为NIAX C
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225，迈图公司产品。延迟催化剂可提供更长的乳白时间，更好的流动性。
[0036]在本专利技术的一个优选实施例中，所述小分子扩链剂为含有支链的小分子二元醇。优选的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池单元用聚氨酯泡沫灌封胶，由多元醇A组分和异氰酸酯B组分两个组分组成，其特征在于，所述多元醇A组分当中，以重量份计算，包括如下组分：所述异氰酸酯B组分当中，以重量份计算，包括如下组分：小分子扩链剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ0‑
3份；异氰酸酯
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100份；所述特种聚酯多元醇为聚碳酸酯多元醇，分子量为400
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1500。2.如权利要求1所述的一种电池单元用聚氨酯泡沫灌封胶，其特征在于，聚碳酸酯多元醇的官能度为2。3.如权利要求1所述的一种电池单元用聚氨酯泡沫灌封胶，其特征在于，所述植物油改性多元醇为高官能度含有苯环的植物油多元醇，所述植物油多元醇的官能度不低于3。4.如权利要求1所述的一种电池单元用聚氨酯泡沫灌封胶，其特征在于，所述植物油改性多元醇为以蓖麻油，大豆油，棕榈油，腰果壳油为原材料制备的植物油改性多元醇；或以植物油甘油醇解产物，含有苯环的多元酸或酸酐，小分子多元醇为原料制备的植物油改性多元醇；或以植物油聚醚多元醇以植物油，小分子多元醇，环氧丙烷为原料制备；所述植物油多元醇的粘度不超过3000mPa
·
s。5.如权利要求3或4所述的一种电池单元用聚氨酯泡沫灌封胶，其特征在于，所述的植物油改性多元醇酸值低于5mgKOH。6.如权利要求1所述的一种电池单元用聚氨酯泡沫灌封胶，其特征在于，所述阻燃多元醇当中含有磷、氮、卤族元素当中的任意一种或多种，并同时含有至少一个羟基。7.如权利要求6所述的一种电池单元用聚氨酯泡沫灌封胶，其特征在于，所述阻燃剂在25℃下的粘度小于300mPaS。8.如权利要求1所述的一种电池单元用聚氨酯泡沫灌封胶，其特征在于，所述的发泡剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱建中，汪乐春，彭理想，严毅凡，
申请(专利权)人：上海汇得科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：