一种双组分聚氨酯发泡结构胶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种双组分聚氨酯发泡结构胶及其制备方法和应用，所述双组份聚氨酯发泡结构胶包括A组分和B组分，所述A组分包括特定份数的聚合物多元醇、扩链剂、水和催化剂，所述B组分包括特定份数的脂肪族多异氰酸酯、芳香族多异氰酸酯和硅烷偶联剂；采用上述特定的A组分和B组分进行搭配，利用各个组分之间的相互作用，使得到的双组分聚氨酯发泡结构胶在具有优异的粘结性能的前提下，具有更低的密度，特别适用于动力电池PACK包的粘接。别适用于动力电池PACK包的粘接。

【技术实现步骤摘要】
一种双组分聚氨酯发泡结构胶及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于聚氨酯粘结剂
，具体涉及一种双组分聚氨酯发泡结构胶及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着新能源汽车发展速度的不断加快，各汽车主机厂也纷纷提出了新能源车的发展目标。其中，在动力电池PACK包的结构粘接用胶方面，因动力电池PACK模组表面的材质包括PET、PC、铝合金等各种功能材料，因此对胶粘剂产品的粘接要求较高，同时，由于动力电池PACK包的一般重量较大，因此对配套胶粘剂的密度也提出了一定的要求。
[0003]双组份聚氨酯胶黏剂具有存储周期长、模量可调和安全环保等优势，逐渐成为动力电池PACK包的结构粘接用胶首选。近年来，随着动力电池包粘接用结构胶需求量的迅猛增长，对于双组分聚氨酯结构胶的研究和报道也开始增多。
[0004]CN109609081A公开了一种用于动力电池PACK结构粘接的聚氨酯胶粘剂，该胶粘剂A组份与B组份的体积比为1:1；A组份包括：环氧树脂改性多元醇、含苯环的多元醇、生物基多元醇、交联剂、催化剂、阻燃剂、分子筛、触变剂；B组份包括：端异氰酸酯基的聚氨酯预聚体、异氰酸酯、阻燃剂、附着力促进剂、分子筛、触变剂。CN110699033A公开了一种双组份聚氨酯胶粘剂及其制备方法和应用，该胶粘剂包括重量比为1:0.8～1.2的A组分和B组分；其中：A组分包括蓖麻油、蓖麻油改性多元醇、芳香族聚醚多元醇、增粘树脂、阻燃无机填料、白炭黑、偶联剂和催化剂；B组分包括含功能性官能团的固化剂、白炭黑、阻燃增塑剂以及阻燃无机填料。但是，上述专利技术提供的聚氨酯胶黏剂中均使用含苯环的多元醇，含苯环多元醇的使用可以提高双组分聚氨酯胶在基材表面的浸润，从而提高在PET、PC等塑料材质和铝、钢及其合金等金属材料表面的粘接性，然而含苯环多元醇的引入会导致双组分聚氨酯结构胶硬段增加，从而导致结构胶固化后硬度和模量上升，无法满足动力电池长时间高频振动的工况条件。
[0005]CN111303820A公开了一种动力电池粘接用双组分聚氨酯结构胶及其制备方法，聚氨酯结构胶包括A组分和B组分；A组分包括多亚甲基多苯基异氰酸酯40～65份，氢氧化铝30～50份，疏水气相白炭黑2～5份，增塑剂0～5份；B组分包括生物基多元醇40～65份，气相白炭黑1～4份，阻燃剂25～50份，1～5份促粘接剂和0.01～0.5份催化剂；生物基多元醇选自菜籽油改性多元醇、蓖麻油改性多元醇、大豆油改性多元醇和棕榈油改性多元醇中的一种或多种；所述促粘接剂由氨苯基硅烷与硅烷改性剂反应制得。该胶粘结强度较高，且具有中等的弹性模量。阻燃效果好，对裸铝、PET膜等材料具有优异粘接性能，能够用于动力电池PACK包的结构粘接。但是，该专利技术提供的双组分聚氨酯结构胶的密度较大，用于动力电池PACK包的结构粘胶难以满足新能源汽车轻量化的要求。
[0006]因此，开发一种粘结性能优异且密度较低的双组分聚氨酯发泡结构胶，是本领域急需解决的技术问题。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种双组分聚氨酯发泡结构胶及其制备方法和应用，所述双组份聚氨酯发泡结构胶包括A组分和B组分，通过A组分和B组分中各个组分的协调配合，使得到的双组分聚氨酯发泡结构胶在满足较高的粘结强度的要求下，还具有较低的密度，更加适用于动力电池PACK包的粘接，有助于新能源汽车轻量化的实现。
[0008]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]第一方面，本专利技术提供一种双组分聚氨酯发泡结构胶，所述双组分聚氨酯发泡结构胶包括A组分和B组分；
[0010]所述A组分按照重量份包括如下组分：
[0011][0012]其中，所述聚合物多元醇可以为42重量份、44重量份、46重量份、48重量份、50重量份、52重量份、54重量份、56重量份或58重量份等。
[0013]所述扩链剂可以为6重量份、7重量份、8重量份、9重量份、10重量份、11重量份、12重量份、13重量份或14重量份等。
[0014]所述水可以为0.7重量份、0.9重量份、1.1重量份、1.3重量份、1.5重量份、1.7重量份或1.9重量份等。
[0015]所述催化剂可以为0.3重量份、0.4重量份、0.5重量份、0.6重量份、0.7重量份、0.8重量份或0.9重量份等。
[0016]所述脂肪族多异氰酸酯可以为6重量份、7重量份、8重量份、9重量份、10重量份、11重量份、12重量份、13重量份或14重量份等。
[0017]所述芳香族多异氰酸酯可以为40重量份、45重量份、50重量份、55重量份或60重量份等。
[0018]所述硅烷偶联剂可以为1.2重量份、1.4重量份、1.6重量份、1.8重量份、2重量份、2.2重量份、2.4重量份、2.6重量份或2.8重量份等。
[0019]本专利技术提供的双组份聚氨酯发泡结构胶包括A组分和B组分，所述A组分包括特定
份数的聚合物多元醇、扩链剂、水和催化剂，所述B组分包括特定份数的脂肪族多异氰酸酯、芳香族多异氰酸酯和硅烷偶联剂；通过在A组分中添加水作为发泡剂，与扩链剂进行搭配，并采用催化剂进行对二者进行催化发泡，可以合理控制结构胶的发泡倍率；同时在A组分采用脂肪族多异氰酸酯和芳香族多异氰酸酯进行搭配，并添加硅烷偶联剂，利用其在催化剂的作用下会发生水解，使最终得到的双组份聚氨酯发泡结构胶具有优异的粘结性能，可以对铝合金界面进行有效粘结，还具有较低的密度，进而更加适用于动力电池PACK包的粘接。
[0020]优选地，所述A组分和B组分的体积比为(0.8～1.2):1，例如0.85:1、0.9:1、0.95:1、1:1、1.05:1、1.1:1或1.15:1等。
[0021]优选地，所述双组份聚氨酯发泡结构胶的密度不高于0.9g/cm3，例如0.85g/cm3、0.8g/cm3、0.75g/cm3、0.7g/cm3、0.65g/cm3、0.6g/cm3、0.55g/cm3或0.5g/cm3等。
[0022]优选地，所述聚合物多元醇的官能度为2～4。
[0023]优选地，所述聚合物多元醇的数均分子量为300～18000，例如500、1000、5000、7000、9000、10500、12000、14000或16000等。
[0024]优选地，所述聚合物多元醇选自官能度为3的聚醚多元醇。
[0025]优选地，所述扩链剂选自乙二醇、1,3
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丙二醇、1,4
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丁二醇、1,5
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戊二醇、1,6
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己二醇、1,7
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庚二醇、1,8
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辛二醇、1,9
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壬二醇、1,10
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癸二醇、1,2
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丙二醇、1,3
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丁二醇、2,3
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丁二醇、2
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甲基
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双组分聚氨酯发泡结构胶，其特征在于，所述双组分聚氨酯发泡结构胶包括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：脂肪族多异氰酸酯5～15重量份芳香族多异氰酸酯35～60重量份硅烷偶联剂1～3重量份。2.根据权利要求1所述的双组份聚氨酯发泡结构胶，其特征在于，所述A组分和B组分的体积比为(0.8～1.2):1；优选地，所述双组份聚氨酯发泡结构胶的密度不高于0.9g/cm3。3.根据权利要求1或2所述的双组份聚氨酯发泡结构胶，其特征在于，所述聚合物多元醇的官能度为2～4；优选地，所述聚合物多元醇的数均分子量为300～18000；优选地，所述聚合物多元醇选自官能度为3的聚醚多元醇；优选地，所述扩链剂选自乙二醇、1,3
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丙二醇、1,4
‑
丁二醇、1,5
‑
戊二醇、1,6
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己二醇、1,7
‑
庚二醇、1,8
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辛二醇、1,9
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壬二醇、1,10
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癸二醇、1,2
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丙二醇、1,3
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丁二醇、2,3
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丁二醇、2
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甲基
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1,3
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丙二醇、1,2
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戊二醇、2,4
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戊二醇、2
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甲基
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1,4
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丁二醇、2,2
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二甲基
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1,3
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丙二醇、1,2
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己二醇、1,3
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己二醇、1,4
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己二醇、2
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甲基
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1,5
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戊二醇、3
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甲基
‑
1,5戊二醇、2
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乙基
‑
1,4
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丁二醇、1,2
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辛二醇、3,6
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辛二醇、2
‑
乙基
‑
1,3
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己二醇、2,2,4
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三甲基
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1,3
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戊二醇、2
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丁基
‑2‑
乙基
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1,3
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丙二醇、2,7
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二甲基
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3,6
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辛二醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇或三丙二醇中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述水为蒸馏水。4.根据权利要求1～3任一项所述的双组分聚氨酯发泡结构胶，其特征在于，所述催化剂包括胺类催化剂和金属催化剂的组合；优选地，所述A组分中胺类催化剂的含量为0.1～0.5重量份；优选地，所述胺类催化剂选自N,N
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二甲基环己胺、双(2
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二甲氨基乙基)醚、双吗啉二乙基醚、N,N,N',N'
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四甲基亚烷基二胺、三乙胺或N,N
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二甲基苄胺中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述A组分中金属催...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙辉，丁佳彬，李广强，周朝栋，冯明军，尤羽中，陶小乐，何永富，
申请(专利权)人：宁波吉利汽车研究开发有限公司杭州之江新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：