有机硅发泡胶组合物及其应用制造技术

本公开涉及一种有机硅发泡胶组合物，包含(a)至少一种每分子中含有至少2个与硅键合的链烯基的聚有机硅氧烷，(b)至少一种每分子中含有至少2个与硅键合的氢原子的聚有机硅氧烷，(c)能够在(b)存在下产生氢气的致孔剂，包含(c1)每分子中含有至少1个与硅键合的羟基的聚有机硅氧烷，和(c2)水，及(d)氢化硅烷化催化剂；条件是组分(c2)中的羟基与组分(c1)中的羟基的摩尔比在1:5～20:1范围内。该组合物具有较低的粘度，较长的可操作时间，固化所得的泡沫密度较低，泡孔细且均一。泡孔细且均一。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】有机硅发泡胶组合物及其应用


[0001]本公开涉及一种有机硅发泡胶组合物及其应用。

技术介绍

[0002]新能源汽车事故中，锂电池着火或爆炸是最主要原因。减少甚至消除这类事故的一个方法是使用液体硅胶作灌封材料，起到导热散热、阻燃防爆的作用。但是液体硅胶比重较大，将其用作电池灌封材料会加重电池包，降低单位体积的能量比，最终影响能量密度。
[0003]液体发泡硅胶一定程度上可减轻电池包的重量，但关于其在电池灌封应用上的报道尚不多。CN106589954A公开了一种低粘度阻燃室温硫化泡沫硅橡胶，包含作为主体聚合物的粘度为300～5,000mPa
·
s的α,ω
‑
二羟基聚二甲基硅氧烷，含氢硅油和作为致孔剂的粘度为60～150mPa
·
s的端羟基硅油。该泡沫硅橡胶的密度在0.58～0.68g/cm3范围内，可用于新能源电池模组的灌封保护。如此获得的泡沫为了显示出合意的特性需要使用行星搅拌机，尽管这样，确保发泡均匀还是相当成问题的，而且这类产品的成本也相对较高。
[0004]US4189545A实施例4公开了另一种泡沫硅橡胶组合物，包含作为主体聚合物的粘度为380cps的乙烯基聚二甲基硅氧烷，含氢硅油和作为致孔剂的水。该组合物的可操作时间(potlife)仅为45s，且水与硅氧烷的相容性不好。
[0005]电池灌封材料因流动性要求一般粘度较低，为方便灌封操作又要求具有相对较长的可操作时间，但由相对低粘度和相对长可操作时间的发泡胶组合物制备低密度孔隙均匀的有机硅泡沫一直是本领域的难题。粘度较低，通常意味着硅氢基与羟基反应形成的气泡容易从组合物中逸出；可操作时间相对较长，通常意味着硅氢基与链烯基的反应启动较慢，难以快速固化形成网络结构锁住发泡产生的气泡。作为结果，所得泡沫的密度就会较高。

技术实现思路

[0006]针对上述问题，本公开提供的有机硅发泡胶组合物通过特定比例的水和硅醇作为致孔剂，妥善解决了组合物相对低粘度和相对长可操作时间与泡沫相对低密度之间的矛盾。
[0007]本公开的第一方面提供了一种有机硅发泡胶组合物，包含：
[0008](a)至少一种每分子中含有至少2个与硅键合的链烯基的聚有机硅氧烷，
[0009](b)至少一种每分子中含有至少2个与硅键合的氢原子的聚有机硅氧烷，
[0010](c)能够在(b)存在下产生氢气的致孔剂，包含
[0011](c1)每分子中含有至少1个与硅键合的羟基的聚有机硅氧烷，和
[0012](c2)水，及
[0013](d)氢化硅烷化催化剂；
[0014]条件是组分(c2)中的羟基与组分(c1)中的羟基的摩尔比在1:5～20:1范围内。
[0015]组分(a)
[0016]所述聚有机硅氧烷(a)作为基础聚合物，是本领域众所周知的。合适的链烯基含有
2～6个碳原子，例如乙烯基、烯丙基、丙烯基、丁烯基、己烯基，优选乙烯基、烯丙基和丙烯基，更优选乙烯基。与聚有机硅氧烷(a)上剩余硅原子键合的有机基团各自独立地选自含有1～20个碳原子、优选1～10个碳原子的不含脂肪族不饱和基团的单价有机基团，例如烷基如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、辛基，芳基或烷芳基如苯基、甲苯基、二甲苯基、均三甲苯基、乙苯基、苄基、萘基，及以上基团的卤代或有机官能化衍生物如3,3,3
‑
三氟丙基、邻
‑
、对
‑
和间
‑
氯苯基、氨基丙基、3
‑
异氰酸丙基、氰乙基，优选甲基和苯基，更优选甲基。
[0017]所述聚有机硅氧烷(a)典型地是线性的。某些示例性的聚有机硅氧烷(a)可通过下式来描述：
[0018]R1R
22
SiO(R
22
SiO)
m
(R1R2SiO)
n
SiR
22
R1[0019]式中，R1各自独立地为含有2～6个碳原子的链烯基，其例子如上所述；
[0020]R2各自独立地为取代或未取代的含有1～20个碳原子、优选1～10个碳原子的不含脂肪族不饱和基团的单价有机基团特别是单价烃基，其例子如上所述；
[0021]m是正数，n是0或正数，优选m+n满足所述聚有机硅氧烷(a)25℃下的动力粘度在10～5,000mPa
·
s范围内，例如50～2,000mPa
·
s。
[0022]所述聚有机硅氧烷(a)可以是单一的含链烯基的聚有机硅氧烷，也可以是不同的含链烯基的聚有机硅氧烷的混合物，其差异例如在分子结构(如取代基的种类和数目)、或聚硅氧烷粘度上。对于聚有机硅氧烷的混合物来说，m+n代表平均值，m+n满足的粘度范围是相对于混合物的粘度而言。
[0023]一般，作为灌封材料使用的有机硅发泡胶组合物要求具有较低的粘度，相应地含链烯基的聚有机硅氧烷的粘度通常也较低。在某一实施方式中，组分(a)包含(a1)每分子中含有至少2个与硅键合的链烯基且25℃下动力粘度为10～1,000mPa
·
s，例如100～500mPa
·
s的第一聚有机硅氧烷，和(a2)每分子中含有至少2个与硅键合的链烯基且25℃下动力粘度为1,000～50,000mPa
·
s，例如5,000～20,000mPa
·
s的第二聚有机硅氧烷。在此实施方式中，组分(a1)的含量优选大于等于80wt％，所述百分比为基于组分(a)的总重量计得。
[0024]为改善泡沫的硬度，增加交联位点，组分(a)还可含有支化的或网状的聚有机硅氧烷，其含有如R1SiO
3/2
、R2SiO
3/2
的三官能单元，和/或SiO
4/2
的四官能单元，其中R1、R2如前所述。在某一实施方式中，组分(a)包含基本由R1R
22
SiO
1/2
和SiO
4/2
单元组成的聚有机硅氧烷，其中R1、R2如前所述。此处“基本”指聚有机硅氧烷包含至少80mol％，例如至少90mol％，甚至至少95mol％的上述单元。
[0025]本公开中，组分(a)的用量合适地在20～80wt％，例如30～70wt％，所述百分比为基于组合物的总重量计得。
[0026]组分(b)
[0027]所述聚有机硅氧烷(b)可以是线形的、环状的、支化的或网状的。线形的或环状的聚有机硅氧烷(b)典型地是由选自R
23
SiO
1/2
、HR2SiO
2/2
、HR
22
SiO
1/2
和R
22
SiO
2/2
的单元构成，其中R2如前所述。支化的或网状的聚有机硅氧烷(b)还含有如HSiO
3/2
、R2SiO...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种有机硅发泡胶组合物，包含：(a)至少一种每分子中含有至少2个与硅键合的链烯基的聚有机硅氧烷，(b)至少一种每分子中含有至少2个与硅键合的氢原子的聚有机硅氧烷，(c)能够在(b)存在下产生氢气的致孔剂，包含(c1)每分子中含有至少1个与硅键合的羟基的聚有机硅氧烷，和(c2)水，及(d)氢化硅烷化催化剂；条件是组分(c2)中的羟基与组分(c1)中的羟基的摩尔比在1:5～20:1范围内。2.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，组分(c2)中的羟基与组分(c1)中的羟基的摩尔比在1:2～10:1范围内。3.如权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，组分(c)的含量小于等于组合物总重量的15wt％。4.如权利要求1～3任一项所述的组合物，其特征在于，组分(b)中的硅氢基与组分(a)中的链烯基的摩尔比在2:1～15:1范围内。5.如权利要求1～4任一项所述的组合物，其特征在于，组分(b)中的硅氢基与组分(c)中的羟基的摩尔比在1:2～15:1范围内。6.如权利要求1～5任一项所述的组合物，其特征在于，组分(c1)25℃下的动力粘度为10～1,000mpas。7.如权利要求1～6任一项所述的组合物，其特征在于，固化前所述组合物在(23
±
2)℃下的动力粘度为200～10,000mPa
·
s。8.如权利要求1～7任一项所述的组合物，其特征在于，组分(a)中每分子含有至少2个与硅键...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐园园，
申请(专利权)人：瓦克化学股份公司，
类型：发明
国别省市：