一种用于动力电池缓冲防护的聚氨酯材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种用于动力电池缓冲防护的聚氨酯材料及其制备方法和应用，所述聚氨酯材料包括A组分和B组分，所述A组分包括特定份数的脂肪族聚氧化丙烯多元醇、苯乙烯

【技术实现步骤摘要】
一种用于动力电池缓冲防护的聚氨酯材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于聚氨酯材料
，具体涉及一种用于动力电池缓冲防护的聚氨酯材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着近年来对动力电池的需求的不断高速增长，对动力电池的研究逐渐增加。动力电池组一般位于车底，离路面近，容易受到外部冲击或机械损伤，对其安全性提出了更高的要求。
[0003]目前，作为动力电池包的缓冲防护材料主要为弹性体材料，例如三元乙丙橡胶。CN114316450A公开了一种用于锂离子电池的热防护材料，以重量份数计，所述热防护材料包括如下组份：三元乙丙橡胶100份、白炭黑20～70份、KH550 5～10份、过氧化物硫化剂0.5～10份、防老剂2～8份、促进剂0.2～5份、氮化硼纳米粒子5～15份、二氧化硅气凝胶15～40份、成瓷填料20～80份，该专利技术还公开了该热防护材料的制备方法，包括混炼，模压，微波硫化等步骤，该专利技术所提供的热防护材料在常温下导热系数高于三元乙丙橡胶，在高温下可通过热反应形成一定强度的陶瓷体，不仅导热系数下降，而且有效的提高的热防护材料的阻燃性能，将这种材用作电池组单体电池之间的隔片，可防止电池单元热失控时连锁反应的发生。但是，该专利技术提供的热防护材料的密度较大、流动性及阻燃要求无法同时满足，且生产成本高，模组轻量化标准低，无法满足电芯模组强量化的设计要求，无法同时满足轻质量、特定压缩缓冲性能、阻燃、低成本、隔热、耐老化、耐温度冲击、耐酸碱、低吸水率、低气味等要求；此外，作为电池模组内的电池缓冲垫，需通过被压缩而产生的适当反作用力来实现电池模组内的预紧力要求，并能有效缓解电池模组使用时产生的膨胀力，这对材料的压缩性能要求具有较高的要求。
[0004]因此，期待开发一种能满足特定的压缩曲线要求，且综合性能优异的聚氨酯材料。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种用于动力电池缓冲防护的聚氨酯材料及其制备方法和应用，通过选择特定的A组分和B组分进行搭配，使得到的聚氨酯材料能满足特定的压缩曲线要求，还具备优异的综合性能，同时采用所述聚氨酯材料制成的电池缓冲垫能够在不同挤压力作用下梯度释放压缩空间，既能够满足电池模组组装时对于预紧力的要求，又能够有效缓解电池模组使用时产生的膨胀力。
[0006]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种用于动力电池缓冲防护的聚氨酯材料，所述聚氨酯材料包括A组分和B组分；
[0008]所述A组分按照重量份包括如下组分：
[0009][0010]所述B组分按照重量份包括如下组分：
[0011]多苯基甲烷多异氰酸酯
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50～70重量份
[0012]二苯基甲烷二异氰酸酯
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30～40重量份
[0013]聚氧化丙烯醚二元醇
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10～20重量份。
[0014]其中，所述脂肪族聚氧化丙烯多元醇可以为31重量份、32重量份、33重量份、34重量份、35重量份、36重量份、37重量份、38重量份或39重量份等。
[0015]所述苯乙烯
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丙烯腈接枝多元醇可以为5.5重量份、6重量份、6.5重量份、7重量份、7.5重量份、8重量份、8.5重量份、9重量份或9.5重量份等。
[0016]所述芳胺多元醇可以为5.5重量份、6重量份、6.5重量份、7重量份、7.5重量份、8重量份、8.5重量份、9重量份或9.5重量份等。
[0017]所述交联剂可以为4重量份、5重量份、6重量份、7重量份、8重量份或9重量份等。
[0018]所述催化剂可以为1.3重量份、1.4重量份、1.5重量份、1.6重量份、1.7重量份、1.8重量份或1.9重量份等。
[0019]所述发泡剂可以为3重量份、4重量份、5重量份、6重量份或7重量份等。
[0020]所述多苯基甲烷多异氰酸酯可以为52重量份、54重量份、56重量份、58重量份、60重量份、62重量份、64重量份、66重量份或68重量份等。
[0021]所述二苯基甲烷二异氰酸酯可以为31重量份、32重量份、33重量份、34重量份、35重量份、36重量份、37重量份、38重量份或39重量份等。
[0022]所述聚氧化丙烯醚二元醇可以为11重量份、12重量份、13重量份、14重量份、15重量份、16重量份、17重量份、18重量份或19重量份等。
[0023]本专利技术提供的聚氨酯材料包括A组分和B组分，所述A组分包括特定份数的脂肪族聚氧化丙烯多元醇、苯乙烯
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丙烯腈接枝多元醇、芳胺多元醇、交联剂、催化剂和发泡剂的组合，所述B组分包括特定份数的多苯基甲烷多异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和聚氧化丙烯醚二元醇的组合；通过在A组分中选择特定份数的脂肪族聚氧化丙烯多元醇、苯乙烯
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丙烯腈接枝多元醇和芳胺多元醇三种多元醇进行复配，并搭配特定份数的交联剂、催化剂和发泡剂，能够使制备得到的聚氨酯材料满足特定的压缩曲线要求，还具有高阻燃性、低导热性、低密度、低吸水率、和低气味、优异的耐老化、耐温度冲击以及耐酸碱等性能，综合性能优异；同时可以使得采用所述聚氨酯材料制成的电池缓冲垫在不同挤压力作用下梯度释放压缩空间，既能够满足电池模组组装时的预紧力要求，又能够有效缓解电池模组使用时产
生的膨胀力。
[0024]具体分析而言，首先，本专利技术提供的聚氨酯材料的A组分中苯乙烯
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丙烯腈接枝多元醇和芳胺多元醇的相对添加量是十分关键的，调整苯乙烯
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丙烯腈接枝多元醇和芳胺多元醇的质量比可以对聚氨酯材料的压缩曲线的前端及后端的斜率进行控制及设计，限定上述二者的添加量在本专利技术限定的范围内可以将聚氨酯材料的压缩曲线调整至更加合适的要求范围，使其能够在不同挤压力作用下梯度释放压缩空间，既能够满足电池模组组装时的预紧力要求，又能够有效缓解电池模组使用时产生的膨胀力；其次，选取的苯乙烯
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丙烯腈接枝多元醇和芳胺多元醇是十分关键的，所述苯乙烯
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丙烯腈接枝多元醇的分子主链上接枝的乙烯基侧链是一种有机填料，可取代无机填料，不仅能使聚氨酯材料具有较高的承载能力和良好的回弹性能，还使聚氨酯材料的泡孔结构、物理机械性能得到改进；同时通过调整其添加量，可以对聚氨酯材料的压缩曲线斜率进行改变，特别是对较大压缩量时的压缩强度影响显著；而芳胺多元醇的结构中含酚醛结构芳环和叔胺基，苯环的引入可以使聚氨酯泡材料具有优异的耐热、阻燃性和力学性能，且通过调整其添加量也可以对泡沫的压缩曲线斜率进行改变，特别是对较小压缩量时的压缩强度影响显著。
[0025]在本专利技术中，所述脂肪族聚氧化丙烯多元醇优选PN
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400、PN
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560、ST
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481或411本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于动力电池缓冲防护的聚氨酯材料，其特征在于，所述聚氨酯材料包括A组分和B组分；所述A组分按照重量份包括如下组分：所述B组分按照重量份包括如下组分：多苯基甲烷多异氰酸酯
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50～70重量份二苯基甲烷二异氰酸酯
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30～40重量份聚氧化丙烯醚二元醇
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10～20重量份。2.根据权利要求1所述的聚氨酯材料，其特征在于，所述脂肪族聚氧化丙烯多元醇的羟值为300～1000mg KOH/g；优选地，所述脂肪族聚氧化丙烯多元醇的官能度不低于3；优选地，所述苯乙烯
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丙烯腈接枝多元醇的羟值为20～40mg KOH/g；优选地，所述苯乙烯
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丙烯腈接枝多元醇为以PO
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EO共聚醚三醇为基础的苯乙烯
‑
丙烯腈接枝多元醇；优选地，所述苯乙烯
‑
丙烯腈接枝多元醇的固含量为20～50％；优选地，所述芳胺多元醇为Mannich芳胺多元醇；优选地，所述芳胺多元醇的羟值为300～1000mg KOH/g；优选地，所述芳胺多元醇包括芳香族聚氧化丙烯多元醇。3.根据权利要求1或2所述的聚氨酯材料，其特征在于，所述交联剂的官能度不低于3；优选地，所述交联剂包括小分子醇或小分子胺；优选地，所述小分子醇包括丙三醇、三羟甲基丙烷或季戊四醇中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述小分子胺包括三乙醇胺、二乙醇胺或三异丙醇胺中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述发泡剂包括环戊烷、氢氟碳、1,1
‑
二氯
‑1‑
氟乙烷或水中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述催化剂包括反应型胺类催化剂。4.根据权利要求1～3任一项所述的聚氨酯材料，其特征在于，所述A组分还包括增塑剂、阻燃剂或泡沫稳定剂中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述A组分中增塑剂的含量为5～20重量份；
优选地，所述增塑剂为酯类增塑剂；优选地，所述酯类增塑剂包括偏苯三酸三辛酯、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三丁酯、2,2,4
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三甲基
‑
1,3
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【专利技术属性】
技术研发人员：韩文，盛兴丰，张礼海，丁科涌，戴胜，唐劲松，
申请(专利权)人：浙江华峰新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：