【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于灌封胶材料，具体涉及一种阻燃聚氨酯发泡胶及其制备方法和圆柱电池模组。
技术介绍
1、为了实现电池体系具有更高的体积利用率和更高的能量密度的目标，在电池包的结构设计方面，研究人员开发了诸多技术手段，例如ctb电池与车身一体化技术以及ctp3.0技术麒麟电池封装技术。总体来看，电池包中电芯的形状包括圆柱、方壳或软包等形状，电池模组结构包括传统模组结构、ctp模组结构或ctc模组结构等。究其本质，研究人员通过对电芯、模组以及电池包等环节的改进和精简，从而能够最大化提升电池包的体积利用率。因此，需要开发轻量化材料来减少电池整包的重量，从而提高系统的能量密度，例如使用聚合物上盖替代传统金属材料上盖、使用灌封材料替代部分金属结构零部件、使用发泡材料替代实体灌封材料，以此降低电池包的密度、隔热件以及结构固定件的重量。
2、其中，圆柱电池包产品主要采用液体聚氨酯发泡灌封胶来填充圆柱电芯的间隙，其具备粘度低、工艺性能好、高强度、低密度和绝缘性好等特点。目前，由于市场对电池包的安全性能要求越来越严格，相应的发泡灌封胶材料也需要满足阻燃等级为v0的使用要求。为了进一步提升发泡胶的阻燃性能，研究人员一般采用添加高含量的阻燃剂材料，但会存在诸多问题：例如磷酸酯液体阻燃剂在存储期间容易水解，且水解后阻燃剂的反应活性发生改变；粉体阻燃剂在制备过程中引发的粉体沉降、设备兼容性以及绝缘性下降等问题。此外，如今应用于电池包灌封领域的设备大都为二液型发泡设备，存储期过短则不利于产品生产和管控，故发泡胶的组合料中各成分的长期存储稳定性显得尤为
3、cn116217869a公开了一种聚氨酯半硬泡组合物，其中多元醇组分组合料包含液体阻燃剂、粉体阻燃剂、陶瓷阻燃剂等，该技术方案通过粉体阻燃剂和陶瓷阻燃剂使泡沫材料在高温下形成坚固陶瓷体，实现了材料燃烧过后的低收缩率，并未涉及如何控制组合料粉体沉降及存储稳定性的技术问题。
4、综上可知，在本领域中，在保证发泡胶具有良好性能的情况下，亟需开发一种具有长期存储稳定性的发泡胶的组合料，以此解决上述问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种阻燃聚氨酯发泡胶及其制备方法和圆柱电池模组。本专利技术通过含阻燃元素化合物与异氰酸酯反应制备得到端异氰酸酯基阻燃预聚体，避免使用磷酸酯类阻燃剂加入多元醇组分中发生水解影响催化剂活性的问题，以此实现组合料的长期存储稳定性。此外，本专利技术提供的阻燃聚氨酯发泡胶为二液型浆料，其具有无粉体、低粘度、高强度、低密度、阻燃、成本低以及存储期长的优势，从而适用于圆柱型动力电池包的灌封填充。
2、为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种阻燃聚氨酯发泡胶，所述阻燃聚氨酯发泡胶的原料包括a组分和b组分；
4、所述a组分按照重量份数计包括以下组分：聚酯多元醇20-30份、聚醚多元醇20-30份、发泡剂0.2-1份、泡沫稳定剂3-5份、催化剂a 0.01-0.05份、催化剂b1-2份；
5、所述b组分按照重量份数计包括以下组分：端异氰酸酯基阻燃预聚体40-50份。
6、一方面，本专利技术通过含阻燃元素化合物与异氰酸酯反应制备得到端异氰酸酯基阻燃预聚体，使得阻燃聚氨酯发泡胶具有持久优异的阻燃效果，从而解决了采用液体阻燃剂在组合料中水解导致浆料固化异常的问题，也避免了粉体阻燃剂沉降问题，以此提升了组合料的长期存储稳定性，方便于生产应用，且材料具有较低成本。
7、另一方面，本专利技术提供的阻燃聚氨酯发泡胶兼具诸多优势，例如其具备一定的强度，能够吸收外部产生的应力和冲击产生的能量，加强对电芯结构的固定作用，以此保持整个电池模组的结构稳定性；阻燃聚氨酯发泡胶具备较低的导热系数，电芯发生热失控情况下填充于电芯间隙的发泡材料可有效抑制热量向相邻电芯传播，从而降低热蔓延风险，提高模组安全性；阻燃聚氨酯发泡胶具备良好的阻燃防火特性，在极端情况下电芯起火时可有效减缓火焰蔓延速度，持久的阻燃效果保证在长期运行老化过后材料仍保证较可靠的阻燃效果；阻燃聚氨酯发泡胶具备较低的密度，能够满足ctp电池模组轻量化的结构设计要求。
8、在本专利技术中，聚酯多元醇的重量份数为20-30份，例如可以为20份、22份、25份、28份、30份等。
9、在本专利技术中，聚醚多元醇的重量份数为20-30份，例如可以为20份、22份、25份、28份、30份等。
10、在本专利技术中，发泡剂的重量份数为0.2-1份，例如可以为0.2份、0.5份、0.8份、1份等。
11、在本专利技术中，泡沫稳定剂的重量份数为3-5份，例如可以为3份、3.2份、3.5份、3.8份、4份、4.2份、4.5份、4.8份、5份等。
12、在本专利技术中，催化剂a的重量份数为0.01-0.05份，例如可以为0.01份、0.02份、0.03份、0.04份、0.05份等。
13、在本专利技术中，催化剂b的重量份数为1-2份，例如可以为1份、1.2份、1.5份、1.8份、2份等。
14、在本专利技术中，端异氰酸酯基阻燃预聚体的重量份数为40-50份，例如可以为40份、42份、45份、48份、50份等。
15、优选地，所述a组分中的羟基基团与所述b组分中的异氰酸酯基团的摩尔比为1:(1.1-2)，优选为1:(1.1-1.5)，例如可以为1:1.1、1:1.2、1:1.3、1:1.4、1:1.5、1:1.6、1:1.7、1:1.8、1:1.9、1:2等。
16、优选地，所述聚酯多元醇包括苯酐聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇或聚己内酯多元醇中的任意一种或至少两种的组合。
17、优选地，所述聚酯多元醇的粘度为100-10000cps，优选为1000-3000cps，例如可以为100cps、200cps、500cps、800cps、1000cps、1500cps、2000cps、3000cps、4000cps、6000cps、8000cps、10000cps等。
18、优选地，所述聚酯多元醇的羟值为100mgkoh/g-300mgkoh/g，优选为150-250mgkoh/g，例如可以为100mgkoh/g、120mgkoh/g、150mgkoh/g、180mgkoh/g、200mgkoh/g、220mgkoh/g、250mgkoh/g、280mgkoh/g、300mgkoh/g等。
19、在本专利技术中，通过调控聚酯多元醇的粘度和羟值，使得发泡处理前的胶液能够填充满圆柱电池包的复杂型腔内，避免胶液粘度过低时发泡气体逸出，影响泡孔结构；进一步调控羟值使胶液固化后制备得到的阻燃聚氨酯发泡胶具备不同强度。
20、优选地，所述聚醚多元醇包括蔗糖聚醚多元醇、山梨醇聚醚多元醇、甘油聚醚多元醇、甲苯二胺聚醚多元醇、蓖麻油改性聚醚多元醇或聚四氢呋喃醚多元醇中的任意一种或至少两种的组合。
21、优选地，所述聚醚多元本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种阻燃聚氨酯发泡胶，其特征在于，所述阻燃聚氨酯发泡胶的原料包括A组分和B组分；
2.根据权利要求1所述的阻燃聚氨酯发泡胶，其特征在于，所述A组分中的羟基基团与所述B组分中的异氰酸酯基团的摩尔比为1:(1.1-2)，优选为1:(1.1-1.5)。
3.根据权利要求1或2所述的阻燃聚氨酯发泡胶，其特征在于，所述聚酯多元醇包括苯酐聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇或聚己内酯多元醇中的任意一种或至少两种的组合；
4.根据权利要求1-3中任一项所述的阻燃聚氨酯发泡胶，其特征在于，所述聚醚多元醇包括蔗糖聚醚多元醇、山梨醇聚醚多元醇、甘油聚醚多元醇、甲苯二胺聚醚多元醇、蓖麻油改性聚醚多元醇或聚四氢呋喃醚多元醇中的任意一种或至少两种的组合；
5.根据权利要求1-4中任一项所述的阻燃聚氨酯发泡胶，其特征在于，所述发泡剂包括水、环戊烷或一氟二氯乙烷中的任意一种或至少两种的组合；
6.根据权利要求1-5中任一项所述的阻燃聚氨酯发泡胶，其特征在于，所述端异氰酸酯基阻燃预聚体的制备原料包括多元异氰酸酯和含阻燃元素化合物；
7.一种制备根
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述一次混合在真空下进行；
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述B组分按照重量份数计还包括抗氧剂1-5份；
10.一种圆柱电池模组，其特征在于，所述圆柱电池模组包括灌封胶，所述灌封胶包括根据权利要求1-6中任一项所述的阻燃聚氨酯发泡胶或通过权利要求7-9中任一项所述的制备方法制备得到的阻燃聚氨酯发泡胶。
...【技术特征摘要】
1.一种阻燃聚氨酯发泡胶，其特征在于，所述阻燃聚氨酯发泡胶的原料包括a组分和b组分；
2.根据权利要求1所述的阻燃聚氨酯发泡胶，其特征在于，所述a组分中的羟基基团与所述b组分中的异氰酸酯基团的摩尔比为1:(1.1-2)，优选为1:(1.1-1.5)。
3.根据权利要求1或2所述的阻燃聚氨酯发泡胶，其特征在于，所述聚酯多元醇包括苯酐聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇或聚己内酯多元醇中的任意一种或至少两种的组合；
4.根据权利要求1-3中任一项所述的阻燃聚氨酯发泡胶，其特征在于，所述聚醚多元醇包括蔗糖聚醚多元醇、山梨醇聚醚多元醇、甘油聚醚多元醇、甲苯二胺聚醚多元醇、蓖麻油改性聚醚多元醇或聚四氢呋喃醚多元醇中的任意一种或至少两种的组合；
5.根据权利要求1-4中任一项所述的阻燃聚氨酯发泡胶，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐瑞龙，招家尧，赵林燕，冀亚娟，赵瑞瑞，
申请(专利权)人：惠州亿纬锂能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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