高导热低密度双组份聚氨酯结构胶及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种高导热低密度双组份聚氨酯结构胶及其制备方法，可用于动力电池结构粘接。本发明专利技术双组份聚氨酯结构胶通过筛选特定种类和配比的聚酯多元醇、聚醚多元醇、催化剂、无机填料、分子筛制成A组分，特定种类和配比的氢化二苯甲烷二异氰酸酯、聚醚多元醇、除水剂、无机填料、硅烷偶联剂制成B组分，两者按照1:1体积比复配使用，对于不做处理的3003铝材之间的粘接破坏形式可以达到内聚破坏，剪切强度≥8MPa，固化物导热系数达2.0W/(m.K)以上，同时各密度≤2.2g/mL，可借助双组份胶枪施胶，具备良好的可操作性能。良好的可操作性能。

【技术实现步骤摘要】
高导热低密度双组份聚氨酯结构胶及其制备方法


[0001]本专利技术涉及聚氨酯胶黏剂
，具体涉及一种高导热低密度双组份聚氨酯结构胶及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，新能源电动汽车发展迅速，是解决能源、环境、城市交通等问题的主流趋势之一，也是未来汽车产业发展的一个主要方向。目前，动力电池大多数是锂离子电池，然而锂离子电池在充电、针刺、碰撞等情况下易引起连锁放热反应造成热失控，导致汽车冒烟、失火甚至爆开等严重事故。且动力电池的性能，包括能量密度、使用寿命、放电倍率等受温度影响较大，所以动力电池的热管理技术是新能源汽车的核心技术之一，而动力电池所用的胶粘剂是实现电力驱动系统稳定、高效、持久、安全工作的核心因素之一。
[0003]方形电池是动力电池中占比很大的一块，在电池PACK结构粘接用胶方面要求结构粘胶具有较高的导热系数，能够更好地增强整个电池的散热性。目前，市场上常用具有较高的导热系数的导热硅胶，但是导热硅胶粘接性能较差，对于较大的PACK模组起不到良好的粘接效果。
[0004]另外，常规聚氨酯结构胶为了提高导热系数，导热填料含量较高，导致胶的密度较大，不利于动力电池轻量化的发展，并且导热填料的增多必然导致树脂含量的减少，从而影响胶对材质的粘接性能。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要高导热低密度双组份聚氨酯结构胶及其制备方法，能够达到兼顾导热性、密度、粘接性能的技术效果。
[0006]本专利技术采用如下技术方案：
[0007]本专利技术提供一种高导热低密度双组份聚氨酯结构胶，包括使用时按照体积比1:1混合的A组分和B组分；所述A组分包括如下重量份的各原料：聚醚多元醇3～6份、蓖麻油改性多元醇10～15份、氢氧化铝50～80份、氧化铝15～25份、分子筛0.5～5份以及催化剂0.001～0.2份；所述B组分包括如下重量份的各原料：聚酯多元醇4～10份、氢化二苯甲烷二异氰酸酯6～12份、恶唑烷除水剂0.05～0.5份、硅烷偶联剂0.4～0.8份、氢氧化铝60～65份以及氧化铝15～25份。
[0008]优选地，所述双组份聚氨酯结构胶的导热系数≥2.0W/m.K，混合密度≤2.2g/mL，可以在动力电池结构粘接中进行应用。
[0009]优选地，所述A组分包括如下重量份的各原料：聚醚多元醇4～6份、蓖麻油改性多元醇11.5～14份、氢氧化铝60～65份、氧化铝18～22份、分子筛1～3份以及催化剂0.001～0.2份；所述B组分包括如下重量份的各原料：聚酯多元醇4.5～8份、氢化二苯甲烷二异氰酸酯8～10份、恶唑烷除水剂0.05～0.2份、硅烷偶联剂0.4～0.6份、氢氧化铝60～65份以及氧化铝20～25份。
[0010]在其中一些实施例中，所述聚醚多元醇为双酚A聚醚多元醇，相对分子质量为400～1000，羟值为200～400mgKOH/g，优选羟值为(280
±
10)mgKOH/g。
[0011]在其中一些实施例中，所述蓖麻油改性多元醇为蓖麻油改性后得到，相对分子质量为500～2000，羟值为100～300mgKOH/g，优选羟值为(195
±
10)mgKOH/g。
[0012]在其中一些实施例中，所述聚酯多元醇为二聚酸改性聚酯多元醇，相对分子质量为1000～3000，羟值为50～70mgKOH/g，优选羟值为(56
±
10)mgKOH/g。
[0013]在其中一些实施例中，所述分子筛为活化4A分子筛。
[0014]在其中一些实施例中，所述催化剂为有机锡催化剂二月硅酸二丁基锡。
[0015]本专利技术还提供上述高导热低密度双组份聚氨酯结构胶的制备方法，包括如下步骤：
[0016]制备A组分：将聚醚多元醇和蓖麻油改性多元醇混合，加热至100℃～120℃，并在真空状态下搅拌脱水，降温至60℃，加入到行星搅拌动混机中，再加入催化剂，在真空状态下搅拌，再加入氢氧化铝、氧化铝、分子筛除水剂，在真空状态下搅拌反应，即得；
[0017]制备B组分：将聚酯多元醇加热至100℃～120℃，并在真空状态下搅拌脱水，降温至60℃，加入氢化二苯甲烷二异氰酸酯，升温至80℃，并在通干燥氮气状态下搅拌反应，得到预聚物；将预聚物加入到行星搅拌动混机中，并加入恶唑烷除水剂和硅烷偶联剂，在真空状态下搅拌，再加入氢氧化铝、氧化铝，在真空状态下继续搅拌反应，即得。
[0018]优选地，在真空状态下搅拌的工艺参数为：转速公转(30
±
2)Hz，自转(30
±
2)Hz，搅拌时间20～30min。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0020]本专利技术提供一种高导热低密度双组份聚氨酯结构胶及其制备方法，本专利技术双组份聚氨酯结构胶通过筛选特定种类和配比的聚酯多元醇、聚醚多元醇、催化剂、无机填料、分子筛制成A组分，特定种类和配比的氢化二苯甲烷二异氰酸酯、聚醚多元醇、除水剂、无机填料、硅烷偶联剂制成B组分，两者按照1:1体积比复配使用，对于不做处理的3003铝材之间的粘接破坏形式可以达到内聚破坏，剪切强度≥8MPa，固化物导热系数达2.0W/(m.K)以上，同时各密度≤2.2g/mL，实现强度和伸长率的平衡，可借助双组份胶枪施胶，具备良好的可操作性能，可用于动力电池结构粘接以及新能源汽车的轻量化。
具体实施方式
[0021]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明，以使本领域的技术人员更加清楚地理解本专利技术。
[0022]以下各实施例，仅用于说明本专利技术，但不止用来限制本专利技术的范围。基于本专利技术中的具体实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的情况下，所获得的其他所有实施例，都属于本专利技术的保护范围。
[0023]在本专利技术实施例中，若无特殊说明，所有原料组分均为本领域技术人员熟知的市售产品；在本专利技术实施例中，若未具体指明，所用的技术手段均为本领域技术人员所熟知的常规手段。
[0024]原料说明：
[0025]双酚A聚醚多元醇：BPIP，购自赛比克，羟值为280mgKOH/mg。
[0026]蓖麻油改性多元醇：H
‑
368，购自日本伊藤，羟值为195mgKOH/g
[0027]二聚酸改性聚酯多元醇：DA21，购自上海精日，羟值为56mgKOH/g。
[0028]无机填料：氢氧化铝JAZ
‑
058，平均粒径10μm，氧化铝GD
‑
S286G，平均粒径20μm购自佛山金戈。
[0029]分子筛处理剂：选用4A型分子筛，平均粒径5μm。
[0030]氢化二苯甲烷二异氰酸酯：购自万华化学HMDI，NCO含量为32％。
[0031]硅烷偶联剂：购自德国毕克A
‑
535。
[0032]恶唑烷除水剂：购自江汉化工JH
‑
0187。
[0033]实施例1
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高导热低密度双组份聚氨酯结构胶，其特征在于，包括使用时按照体积比1:1混合的A组分和B组分；所述A组分包括如下重量份的各原料：聚醚多元醇3～6份、蓖麻油改性多元醇10～15份、氢氧化铝50～80份、氧化铝15～25份、分子筛0.5～5份以及催化剂0.001～0.2份；所述B组分包括如下重量份的各原料：聚酯多元醇4～10份、氢化二苯甲烷二异氰酸酯6～12份、恶唑烷除水剂0.05～0.5份、硅烷偶联剂0.4～0.8份、氢氧化铝60～65份以及氧化铝15～25份。2.根据权利要求1所述的高导热低密度双组份聚氨酯结构胶，其特征在于，所述双组份聚氨酯结构胶的导热系数≥2.0W/m.K，混合密度≤2.2g/mL。3.根据权利要求1所述的高导热低密度双组份聚氨酯结构胶，其特征在于，所述A组分包括如下重量份的各原料：聚醚多元醇4～6份、蓖麻油改性多元醇11.5～14份、氢氧化铝60～65份、氧化铝18～22份、分子筛1～3份以及催化剂0.001～0.2份；所述B组分包括如下重量份的各原料：聚酯多元醇4.5～8份、氢化二苯甲烷二异氰酸酯8～10份、恶唑烷除水剂0.05～0.2份、硅烷偶联剂0.4～0.6份、氢氧化铝60～65份以及氧化铝20～25份。4.根据权利要求1至3任一项所述的高导热低密度双组份聚氨酯结构胶，其特征在于，所述聚醚多元醇的相对分子质量为400～1000，羟值为200～400mgKOH/g，优选羟值为(280
±
10)mgKOH/g；和/或所述蓖麻油改性多元醇的相对分子质量为500～2000，羟值为100～300mgKOH/g，优选羟值为(195
±
10)mgKO...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘赟，张虎极，唐礼道，张洋，赵祖培，韩胜利，赵勇刚，章力，章锋，
申请(专利权)人：湖北回天锂电新材料科技有限公司广州回天新材料有限公司上海回天新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：