一种双组分聚氨酯结构胶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于高分子材料技术领域，具体涉及一种双组分聚氨酯结构胶及其制备方法和应用。本发明专利技术的双组分聚氨酯结构胶，包括A组分和B组分，所述A组分包括如下重量份的组分：NCO封端的聚氨酯预聚体10～40份；多亚甲基多苯基多异氰酸酯0～30份；导热填料A 50～80份；除水剂A 1～4份；所述B组分包括如下重量份的组分：蓖麻油多元醇5～30份；芳香族聚醚多元醇2～20份；非卤化磷多元醇1～10份；醛酮树脂1～8份；导热填料B 50～80份；除水剂B 1～3份。本发明专利技术的结构胶选用恰当的原料以及科学的配比，得到的结构胶具有高粘结强度、高导热性能、以及低密度的特点，可应用于电池的组装。可应用于电池的组装。

【技术实现步骤摘要】
一种双组分聚氨酯结构胶及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种双组分聚氨酯结构胶及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着CTP(Cell to Pack)与刀片电池技术的应用，对胶粘剂要求和用量的提高，单个PACK包胶黏剂用量会从目前的1
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2公斤呈现较高倍数的增长，单pack价值量也会从200
‑
300元增长至400
‑
900元。目前，用于PACK组装的胶粘剂有两大类：第一类以结构粘接为主，粘结强度及本体强度＞10MPa，兼顾阻燃及一定的导热作用；第二类以导热粘接为主，目的是将电芯工作时产生的热量传导到外部的散热部件，实现热管理的部分功能作用，且兼顾结构粘接，避免发生电芯之间相对位移或机械疲劳而导致电芯的串、并联焊接线断路，或与某些部件接触造成短路。
[0003]电池包在CTP发展趋势下，由于电池厂商对导热胶需求量大，同时追求低成本，促使在粘结强度、经济成本上占优的聚氨酯导热结构胶成为主流导热用胶。目前主流聚氨酯导热结构胶采用的导热填料主要为氢氧化铝和氧化铝，莫氏硬度较高，加之填料形貌多为角形或多边形，对打胶设备的关键部件造成较严重的磨损，导致频繁的停机和检修。且导热填料的密度大，达到一定导热系数需要添加大量的导热填料，不利于车辆轻量化。因此，如何实现导电胶高粘结强度、高导热率的同时满足轻量化的要求仍是本领域亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种双组分聚氨酯结构胶，具有低密度、高导热率、高强度的优势。
[0005]本专利技术还提出上述双组分聚氨酯结构胶的制备方法和应用。
[0006]本专利技术的第一方面，提出一种双组分聚氨酯结构胶，包括A组分和B组分，所述A组分包括如下重量份的组分：
[0007][0008]所述B组分包括如下重量份的组分：
[0009][0010]根据本专利技术的第一方面，至少具有如下的有益效果：
[0011]本专利技术采用的蓖麻油多元醇燃点高、稳定性好，能够改善结构胶的阻燃性能；芳香族聚醚多元醇中苯环具有耐湿热型，改善结构胶的耐老化性能；非卤化磷多元醇是含磷多元醇阻燃剂，具有阻燃效果，可以减少阻燃填料以及小分子阻燃剂的加入量，实现轻量化，且不含卤族元素，燃烧过程中无大量烟放出，环保无毒，而且非卤化磷多元醇参与固化反应，避免小分子阻燃剂在使用过程中析出。同时，醛酮树脂的加入可以增强结构胶对金属基材的粘结，提高粘结强度。本专利技术的结构胶选用恰当的原料和科学的配比，得到的结构胶具有高粘结强度、高导热性能、以及低密度的特点。
[0012]优选地，所述组分A包括如下重量份的组分：
[0013][0014]优选地，所述组分A包括如下重量份的组分：
[0015][0016][0017]优选地，所述B组分包括如下重量份的组分：
[0018][0019]优选地，所述B组分包括如下重量份的组分：
[0020][0021]优选地，所述导热填料A、导热填料B独立地包括球形氧化铝、片层氧化铝中的至少一种。
[0022]优选地，所述球形氧化铝包括大粒径球形氧化铝、小粒径球形氧化铝；所述大粒径球形氧化铝的粒径为10～50μm，更优选15～40μm；所述小粒径球形氧化铝的粒径为1～10μm，更优选1～6μm。
[0023]优选地，所述片层氧化铝的当量粒径为1～50μm，更优选2～50μm。
[0024]优选地，所述导热填料A、导热填料B独立地为大粒径球形氧化铝、小粒径球形氧化铝、片层氧化铝的组合；所述大粒径球形氧化铝、小粒径球形氧化铝、片层氧化铝的质量比为5～10：1～4：1，更优选7～8：2～4：1，进一步优选7.1～8：2.3～2.7：1。在本专利技术中，大粒径球形氧化铝、小粒径球形氧化铝分散在导热胶中，形成初步的导热网络；片层氧化铝的加入起到桥梁的作用，搭建在不同球形颗粒之间，得到三维立体的导热网络结构，能够有效改善聚氨酯导热胶的导热性能；其中以球形氧化铝为主体，能减少对打胶设备的磨损；同时球形氧化铝和片层氧化铝成本低廉，工艺简单。
[0025]优选地，所述除水剂A、除水剂B独立地包括3A分子筛活化粉、乙烯基三甲氧基硅烷、噁唑烷除水剂中的至少一种。
[0026]优选地，所述除水剂A为3A分子筛活化粉。
[0027]优选地，所述除水剂B选自3A分子筛活化粉、乙烯基三甲氧基硅烷中的至少一种。
[0028]优选地，所述3A分子筛活化粉的pH(1％水溶液)为8～10，更优选9～10，进一步优选9.8左右。
[0029]优选地，所述3A分子筛活化粉的静态水吸附量[75％ RH，(25
±
1)℃，24h]为25～28％，更优选26～27％，进一步优选26.65％左右。
[0030]优选地，所述3A分子筛活化粉为洛阳建龙维纳新材料股份有限公司的JLH
‑
PU分子筛活化粉。在本专利技术中，3A分子筛活化粉中含有Na
+
、K
+
，通过调节Na
+
、K
+
的量，使得3A分子筛活化粉的pH为9.8。碱性条件下会促进聚氨酯的反应，本专利技术选用pH为9.8的3A分子筛活化粉相较于常用的分子筛活化粉(pH一般在11左右)，能够有效延长施工时间。
[0031]优选地，所述NCO封端的聚氨酯预聚体的NCO质量百分比含量为15～20％，更优选17％。
[0032]优选地，所述NCO封端的聚氨酯预聚体由聚碳酸亚丙酯二元醇和二异氰酸酯聚合得到，所述二异氰酸酯中的NCO基团与聚碳酸亚丙酯二元醇中的OH基团的摩尔比为2～6：1，
更优选2～5：1，进一步优选4：1左右。
[0033]优选地，制备NCO封端的聚氨酯预聚体的二异氰酸酯包括二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的至少一种。
[0034]优选地，所述多亚甲基多苯基多异氰酸酯包括二甲苯甲烷二异氰酸酯。
[0035]优选地，蓖麻油多元醇的羟值为100～200mgKOH/g，更优选150～170mgKOH/g，进一步优选165mgKOH/g。
[0036]优选地，所述蓖麻油多元醇的分子量700～1200，更优选1000。
[0037]优选地，所述非卤化磷多元醇的羟值为100～200mgKOH/g，更优选150～200mgKOH/g，进一步优选170mgKOH/g左右。
[0038]优选地，所述非卤化磷多元醇的分子量为400～700，更优选500～700，进一步优选600。
[0039]优选地，所述非卤化磷多元醇的磷质量百分比含量为15～20％，更优选16～18％。
[0040]优选地，所述非卤化磷多元醇的酸值≤5mgKOH/g，更优选酸值≤2mgKOH/g。
[0041]优选地，所述非卤化磷多元醇为科本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双组分聚氨酯结构胶，其特征在于，包括A组分和B组分，所述A组分包括如下重量份的组分：所述B组分包括如下重量份的组分：2.根据权利要求1所述的双组分聚氨酯结构胶，其特征在于，所述导热填料A、导热填料B独立地包括球形氧化铝、片层氧化铝中的至少一种。3.根据权利要求2所述的双组分聚氨酯结构胶，其特征在于，所述球形氧化铝包括大粒径球形氧化铝、小粒径球形氧化铝；所述大粒径球形氧化铝的粒径为10～50μm；所述小粒径球形氧化铝的粒径为1～10μm。4.根据权利要求3所述的双组分聚氨酯结构胶，其特征在于，所述导热填料A、导热填料B独立地为大粒径球形氧化铝、小粒径球形氧化铝、片层氧化铝的组合；所述大粒径球形氧化铝、小粒径球形氧化铝、片层氧化铝的质量比为5～10：1～4：1。5.根据权利要求1所述的双组分聚氨酯结构胶，其特征在于，所述除水剂A、除水剂B独立地包括3A...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小伟，潘守伟，陈权，程梦平，陈恒杰，
申请(专利权)人：广州集泰化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：