一种高导热、可拆卸聚氨酯结构胶及其制备方法技术

本发明专利技术属于高导热聚氨酯结构胶领域，具体涉及一种高导热、可拆卸聚氨酯结构胶及其制备方法，聚氨酯结构胶包括A组分以及B组分，所述A组分包含多元醇单体、结构控制剂、第一导热填料、除水剂、催化剂、抑制剂以及第一助剂；B组分包含异氰酸酯单体、第二导热填料、除水剂以及第二助剂；其中，结构控制剂为具有包含有氮杂原子推电子基团的一元醇单体；催化剂为胺类催化剂；抑制剂为ⅡA族到

【技术实现步骤摘要】
一种高导热、可拆卸聚氨酯结构胶及其制备方法


[0001]本专利技术属于高导热聚氨酯结构胶领域，具体涉及一种高导热、可拆卸聚氨酯结构胶及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着新能源行业的飞速发展，动力电池以及储能电池行业也得到了蓬勃发展。双组分聚氨酯结构胶对金属、蓝膜等新能源电芯包装材料具有良好的粘接性能。因此新能源电芯
‑
电芯之间往往使用聚氨酯胶作为用胶选择。
[0003]电芯工作时候会出现局部过热的情况，这时候就需要高导热的胶将热量快速传递分散，避免出现短路或自燃等情况。因此个别电芯出现破损、电路故障的时候需要马上拆解修理。目前，市面上主流的高聚氨酯结构胶往往都具有较高的最终粘接强度、较快初始固化强度、较大最终固化硬度。当发现电池模组出现问题的时候，已经难以将电芯完好无损的拆解出来。
[0004]现有技术如，专利CN 115637128 A一种快速固化的聚氨酯结构胶粘剂及其制备方法中所述，聚氨酯胶最短可在2.5min内完全固化，当发现电芯故障的时候，已经完全来不及进行拆解维修。专利CN 115322727 A一种高强度双组分聚氨酯结构胶及其制备方法中所述，双组分聚氨酯结构胶对各种基材具有较高的粘接强度，固化完全后很难无损的拆解。专利CN 112608707 B一种双组分聚氨酯结构胶及其制备方法中所述，当聚氨酯结构胶完全固化后，硬度测试数据为shore 67及以上，在搬运过程中会有磕碰损害电芯的风险。并且在后期维修的过程中，由于硬度太大，拆解往往会损伤电芯本体，严重的会造成电池模组的完全报废。
[0005]因此，开发一款具有高导热、易拆解的聚氨酯结构胶迫在眉睫。

技术实现思路

[0006]本申请是为了克服现有技术中的聚氨酯结构胶固化速度过快，同时固化后粘结强度过高硬度过大，从而导致难以拆卸的缺陷，因此提供了一种高导热、可拆卸聚氨酯结构胶及其制备方法。
[0007]为实现上述专利技术目的，本专利技术通过以下技术方案实现：第一方面，本专利技术首先提供了一种高导热、可拆卸聚氨酯结构胶，所述聚氨酯结构胶包括A组分以及B组分，所述A组分包含多元醇单体、结构控制剂、第一导热填料、除水剂、催化剂、抑制剂以及第一助剂；所述B组分包含异氰酸酯单体、第二导热填料、除水剂以及第二助剂；其中，所述结构控制剂为具有包含有氮杂原子推电子基团的一元醇单体；所述催化剂为胺类催化剂；所述抑制剂为ⅡA族到
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A族的金属化合物。
[0008]聚氨酯结构胶其主要应用于受力结构件胶接场合，为了使其能够承受较大动负荷以及在较大静负荷下能够长期使用，现有技术中的聚氨酯结构胶在开发过程中往往其主要聚焦于其粘结强度。然而，如
技术介绍
中所述，过高的粘结强度则导致了难以拆卸的问题，这对于新能源行业而言，严重影响了电芯的维修以及可拆卸。
[0009]因此，本申请中的聚氨酯结构胶，其在开发之初便已经展现出与现有聚氨酯结构胶的不同定位，即本申请中的聚氨酯结构胶其目的并不是基于提升其自身固化后的粘结强度，反而本申请通过有目的的调控其粘结强度，从而达到了可拆卸的专利技术目的。
[0010]为了实现上述专利技术目的，本申请通过多种技术方案联用，从而达到可拆卸的目的。
[0011]首先，本申请在聚氨酯结构胶的A组分中添加有一定量的结构控制剂，所述的结构控制剂其主体结构为一元醇单体，从而在多元醇单体与异氰酸酯单体发生交联的过程中，一元醇单体的加入其能够使得其能够与A组分中的多元醇单体发生竞争作用，从而调控聚氨酯的交联度，进而实现了粘结强度的调控。
[0012]因此，为了使得结构控制剂能够优选于多元醇单体参与到与异氰酸酯单体之间的反应，本申请中的结构控制剂的结构中还具有推电子基团，其能够提高结构控制剂中的活泼氢(即羟基)与NCO的反应活性，从而提升了与多元醇单体之间的竞争能力。然而，由于结构控制剂与异氰酸酯单体之间的反应性过强，则会导致固化后的聚氨酯交联密度过低，从而导致聚氨酯结构胶的粘结强度过低，以至于无法达到实用的目的。因此，本申请中的推电子基团中包含有氮杂原子，其能够在引入到聚氨酯结构胶后，其能够与聚氨酯中的残余活泼氢之间生成氢键，从而弥补因为交联密度下降而导致的粘结强度的下降。同时，由于这部分氢键受温度的影响较大，在升高温度时能够自行断裂，从而降低整体聚氨酯结构胶的粘结强度，因此在维修过程中只需要对电芯进行升温处理，即可软化聚氨酯结构胶，从而实现了可拆卸的目的。
[0013]此外，聚氨酯在固化过程中羟基中的活泼氢与异腈酸酯基团的反应速度过快，从而导致现有技术中的聚氨酯在应用过程中几乎没有容错时间。针对该技术问题，本申请除了在A组分中加入了常规的胺类催化剂，还额外加入了一定量的抑制剂，本申请中所述的抑制剂其为ⅡA族到
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A族的金属化合物，其原理在于，在A组分制备的过程中抑制剂能够优先与催化剂之间形成络合物，因而降低了后续反应过程中对于多元醇与异腈酸酯之间反应的催化活性，从而适当的减弱了A组分与B组分混合后的反应速率，从而为后续工艺提供了一定的容错时间。
[0014]因此，本申请通过上述技术手段的联用，不仅实现了聚氨酯结构胶的可拆卸功能，还适当延长了整体固化反应的固化时间，从而为后续工艺提供了一定的容错时间。
[0015]作为优选，所述结构控制剂的添加量为多元醇单体总质量的3～15％。
[0016]本申请的申请人发现结构控制剂的添加量对于最终聚氨酯结构胶的性能有着重要的影响，其中，当结构控制剂的添加量过低时，其对于聚氨酯结构胶的力学性能、硬度以及可拆卸性能调节影响较小，从而导致最终固化后得到的聚氨酯结构胶的粘结强度依然过高，不利于后续的拆卸。而当结构控制剂的添加量过大时，则会影响聚氨酯结构胶的固化后的力学性能，从而出现粘结强度过低的缺陷，从而导致无法满足实际的使用的问题。经过测试后发现，当结构控制剂的添加量为多元醇单体总质量的3～15％时能够保证最终固化后的聚氨酯结构胶具有良好的可拆卸性能，且其粘结力依然保持在合理的使用区间范围内。
[0017]作为优选，所述结构控制剂N
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羟乙基
‑2‑
吡咯烷酮、2
‑
羟乙基吡啶、N
‑
羟乙基吡咯烷、3
‑
羟甲基吡咯烷、2
‑
羟基甲基吡咯烷、1
‑
甲基
‑3‑
吡咯烷醇、N
‑
羟乙基哌啶中的任意一种。
[0018]作为优选，所述抑制剂为镁、钙、铝、锰、铁、镍、铜、锌、锡、银、钼中的至少一种或多种的可溶性盐。
[0019]作为优选，所述抑制剂的添加量为催化剂添加量的0.1％～1％。
[0020]本申请的申请人发现抑制剂的添加量同样对于最终聚氨酯结构胶的性能有着重要的影响，当抑制剂的添加量过低时，则抑制剂对于延缓固化反应速率的作用不明显，而当抑制剂添加过量后则会导致聚氨酯结构胶的固化速率过低，同时降低了固化后的聚氨酯的电阻率，这对于电池而本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高导热、可拆卸聚氨酯结构胶，其特征在于，所述聚氨酯结构胶包括A组分以及B组分，所述A组分包含多元醇单体、结构控制剂、第一导热填料、除水剂、催化剂、抑制剂以及第一助剂；所述B组分包含异氰酸酯单体、第二导热填料、除水剂以及第二助剂；其中，所述结构控制剂为具有包含有氮杂原子推电子基团的一元醇单体；所述催化剂为胺类催化剂；所述抑制剂为ⅡA族到
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A族的金属化合物。2.根据权利要求1所述的一种高导热、可拆卸聚氨酯结构胶，其特征在于，所述结构控制剂的添加量为多元醇单体总质量的3～15％。3.根据权利要求1或2所述的一种高导热、可拆卸聚氨酯结构胶，其特征在于，所述结构控制剂N
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羟乙基
‑2‑
吡咯烷酮、2
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羟乙基吡啶、N
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羟乙基吡咯烷、3
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羟甲基吡咯烷、2
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羟基甲基吡咯烷、1
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甲基
‑3‑
吡咯烷醇、N
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羟乙基哌啶中的任意一种。4.根据权利要求1所述的一种高导热、可拆卸聚氨酯结构胶，其特征在于，所述抑制剂为镁、钙、铝、锰、铁、镍、铜、锌、锡、银、钼中的至少一种或多种的可溶性盐。5.根据权利要求1或4所述的一种高导热、可拆卸聚氨酯结构胶，其特征在于，所述抑制剂的添加量为催化剂添加量的0.1％～1％。6.根据权利要求1所述的一种高导热、可拆卸聚氨酯结构胶，其特征在于，所述聚氨酯结构胶包括体积比为1:0.8～1.2的A组分与B组分；以重量份数计，所述A组分组成如下：聚醚多元醇5～50份、生物基多元醇5～50份、聚酯多元醇5～40份、结构控制剂0.45～21份、第一导热填料30～100份、除水剂1～5份、催化剂0.2～1.5份、抑制剂0.0002～0.015份、第一助剂1～5份；以重量份数计，所述B组分组成如下：异氰酸酯封端聚氨...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鸿，赵银，夏亮亮，蒋俊杰，王东林，
申请(专利权)人：江西天永诚高分子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：