双组分聚氨酯结构胶及其制备方法与流程

本发明涉及胶黏剂，具体涉及一种双组分聚氨酯结构胶及其制备方法。

背景技术：

1、目前新能源汽车动力电池大多数是锂离子电池，汽车电池包中的锂离子电池在充放电过程中会产生热量。为了将电池产生的热量传递至电池包的降温系统中，需要用导热结构粘接材料。电池包中电池组装结构紧凑，电池之间的空隙小，需要导热结构粘接材料在固化前具有优异的流动性，从而填满电池的空隙。另外，在汽车行驶过程中，电池包难免会受到震动，因此导热结构粘接材料需要具有优异的粘接性能和减震性。目前市场上主流的导热结构粘接材料为双组分聚氨酯导热结构胶，考虑到轻量化的原则，使用最广的导热系数为1-2w/(m·k)的聚氨酯胶粘剂。而市面上超过2w/(m·k)的聚氨酯导热结构胶，黏度都比较粘稠，不利于流动润湿电芯缝隙，且密度都比较高，不利于电池包轻量化。

2、相关技术中，一种方案是使用球形氧化铝搭配部分氢氧化铝做填料，虽然可以达到低粘度、阻燃和高粘接的效果，但因为氧化铝的密度较高，在3.6-3.9g/ml之间，所以胶的密度也会升高，此方法制作的导热系数为2w/(m·k)聚氨酯结构胶，其密度一般在2.5-2.6g/ml之间。另一种方案是使用全球形氧化铝搭配磷酸酯液体阻燃剂，和前述方案一样，密度更高，且磷酸酯阻燃剂会起到增塑效果，导致胶的粘接强度降低。还有一种方案是使用氢氧化铝搭配增塑剂，虽然可以做到低密度且阻燃，但是增塑剂也会使粘接强度降低，而不加增塑剂，由于氢氧化铝的强极性，会使胶体特别的稠，无法达到低粘度的效果，该方案制作的导热系数为2w/(m·k)聚氨酯结构胶，其密度一般在2.1-3.0g/ml之间。还有一种方案参见专利cn114316880a，使用氢氧化铝、氧化铝和玻璃微珠的方式混搭，有效的降低了密度，但是缺点是玻璃微珠添加太多会使黏度骤升和粘接强度降低，且微珠与聚氨酯体系相容性不好，时间长，微珠会析出浮在表面上，不利于产品长期储存稳定性，且微珠是空心的特性，会使导热率降低，故该方案的微珠只能应用在低导热率，如0.8w/(m·k)的聚氨酯体系中。

3、鉴于此，提供一种新的双组分聚氨酯结构胶及其制备方法成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、针对现有技术上的缺陷，本发明的目的在于提供一种双组分聚氨酯结构胶及其制备方法，具有低密度、高导热、低粘度、粘接强度高、阻燃以及不易析出沉降的优点。

2、本发明的目的可通过以下的技术方案来实现：

3、本发明一方面提供了一种双组分聚氨酯结构胶，包括a组分和b组分，所述a组分和所述b组分按照体积比例为1：1混合使用；

4、所述a组分包括按重量份计的如下组分：5～15份蓖麻油改性多元醇、80～90份改性氢氧化铝、1～3份除水剂、1～5份气相白炭黑和1～3份催化剂；

5、所述b组分包括按重量份计的如下组分：2～8份端羟基聚丁二烯多元醇、5～11份二异氰酸酯、80～90份改性氢氧化铝、1～5份气相白炭黑和0.1～0.8份除水剂。

6、根据本发明的一个实施例，所述蓖麻油改性多元醇的羟值为170～315mg koh/g。

7、根据本发明的一个实施例，所述改性氢氧化铝的粒径为5～40μm。

8、根据本发明的一个实施例，所述改性氢氧化铝的粒径包括5μm、10μm、20μm和40μm中的一种或多种。

9、根据本发明的一个实施例，所述改性氢氧化铝采用硅烷偶联剂改性氢氧化铝制得，所述氢氧化铝与所述硅烷偶联剂的重量份比为100：1。

10、根据本发明的一个实施例，所述气相白炭黑的比表面积包括150m2/g、180m2/g和200m2/g中的一种或多种。

11、根据本发明的一个实施例，所述除水剂包括3a分子筛、4a分子筛、5a分子筛和对甲苯磺酰异氰酸酯中的一种或多种。

12、根据本发明的一个实施例，所述端羟基聚丁二烯多元醇包括2000分子量的端仲羟基聚丁二烯、3000分子量的端仲羟基聚丁二烯、2000分子量的端伯羟基聚丁二烯和3000分子量的端伯羟基聚丁二烯中的一种或多种。

13、本发明另一方面提供了一种双组分聚氨酯结构胶的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

14、步骤s1：制备a组分：将5～15份蓖麻油改性多元醇、80～90份改性氢氧化铝投入至反应容器中，搅拌升温至100℃～110℃，真空脱水1～2小时后降温至30～40℃，再加入1～3份除水剂、1～5份气相白炭黑和1～3份催化剂，搅拌1～1.5小时后，密封充氮保存为所述a组分；

15、步骤s2：制备b组分：将2～8份端羟基聚丁二烯多元醇和80～90份改性氢氧化铝投入至反应容器中，搅拌升温至100℃～110℃，真空脱水1～2小时后降温至50～60℃，再加入5～11份二异氰酸酯，保持温度80℃～85℃反应2～3小时后，降温至30～40℃，再加入1～5份气相白炭黑和0.1～0.8份除水剂，搅拌1～1.5小时后，密封充氮保存为所述b组分；

16、步骤s3：制备双组分聚氨酯结构胶：将所述a组分和所述b组分按照体积比例为1：1混合均匀，得到所述双组分聚氨酯结构胶。

17、根据本发明的一个实施例，在所述步骤s1之前，还包括：

18、制备改性氢氧化铝：将粒径为5～40μm的氢氧化铝投入搅拌器中，以800r/min转速边搅拌边升温至70℃；按照氢氧化铝与硅烷偶联剂的重量份比为100：1，将硅烷偶联剂通过喷淋的方式加入到所述氢氧化铝中，保持800r/min转速，升温至105℃反应20min后；保持转速降温冷却到室温，出料密封保存，得到所述改性氢氧化铝。

19、有益效果：a组分和b组分按照体积比例为1：1混合使用，制得双组分聚氨酯结构胶，其中，a组分包括按重量份计的如下组分：5～15份蓖麻油改性多元醇、80～90份改性氢氧化铝、1～3份除水剂、1～5份气相白炭黑和1～3份催化剂；b组分包括按重量份计的如下组分：2～8份端羟基聚丁二烯多元醇、5～11份二异氰酸酯、80～90份改性氢氧化铝、1～5份气相白炭黑和0.1～0.8份除水剂。该双组分聚氨酯结构胶对于不做处理的gb/t7124-2008(3003铝材)之间的粘接破坏形式可以达到内聚破坏，剪切强度≥9.00mpa，对pet(polyethylene terephthalate，涤纶树脂)基材的剪切强度≥3.00mpa，导热系数达2.00w/(m·k)以上，同时混合密度≤2.00g/ml，具有低密度、高导热、低粘度、粘接强度高、阻燃以及不易析出沉降的优点。

技术特征：

1.一种双组分聚氨酯结构胶，其特征在于，包括a组分和b组分，所述a组分和所述b组分按照体积比例为1：1混合使用；

2.根据权利要求1所述的双组分聚氨酯结构胶，其特征在于，所述蓖麻油改性多元醇的羟值为170～315mg koh/g。

3.根据权利要求1所述的双组分聚氨酯结构胶，其特征在于，所述改性氢氧化铝的粒径为5～40μm。

4.根据权利要求3所述的双组分聚氨酯结构胶，其特征在于，所述改性氢氧化铝的粒径包括5μm、10μm、20μm和40μm中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的双组分聚氨酯结构胶，其特征在于，所述改性氢氧化铝采用硅烷偶联剂改性氢氧化铝制得，所述氢氧化铝与所述硅烷偶联剂的重量份比为100：1。

6.根据权利要求1所述的双组分聚氨酯结构胶，其特征在于，所述气相白炭黑的比表面积包括150m2/g、180m2/g和200m2/g中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的双组分聚氨酯结构胶，其特征在于，所述除水剂包括3a分子筛、4a分子筛、5a分子筛和对甲苯磺酰异氰酸酯中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的双组分聚氨酯结构胶，其特征在于，所述端羟基聚丁二烯多元醇包括2000分子量的端仲羟基聚丁二烯、3000分子量的端仲羟基聚丁二烯、2000分子量的端伯羟基聚丁二烯和3000分子量的端伯羟基聚丁二烯中的一种或多种。

9.一种双组分聚氨酯结构胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤s1之前，还包括：

技术总结
本发明涉及胶黏剂技术领域，具体涉及一种双组分聚氨酯结构胶及其制备方法。其中，双组分聚氨酯结构胶包括按照体积比例为1：1混合使用的A组分和B组分，其中，A组分包括按重量份计的如下组分：5～15份蓖麻油改性多元醇、80～90份改性氢氧化铝、1～3份除水剂、1～5份气相白炭黑和1～3份催化剂；B组分包括按重量份计的如下组分：2～8份端羟基聚丁二烯多元醇、5～11份二异氰酸酯、80～90份改性氢氧化铝、1～5份气相白炭黑和0.1～0.8份除水剂。该双组分聚氨酯结构胶具有低密度、高导热、低粘度、粘接强度高、阻燃以及不易析出沉降的优点。

技术研发人员：范单敏,叶星嘉
受保护的技术使用者：深圳市安伯斯科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15