一种动力电池密封胶及其制备方法与流程

本技术涉及密封胶，尤其是涉及一种动力电池密封胶及其制备方法。

背景技术：

1、能源电动汽车，是解决能源、环境、城市交通等问题的一个主流趋势，也是未来汽车产业发展的一个主要方向。动力电池pack是电动汽车生产的一个重要过程，pack工艺和技术的好坏往往会影响到整个电池的性能和安全性。胶粘剂封装材料在动力电池pack的制造环节，主要解决结构固定、导热、防护与密封等功能，并且对电池轻量化、安全性、可靠性、寿命等性能均有较大影响。

2、硅烷改性密封胶具良好的粘接性能及密封性能，市面上动力电池的密封胶常采用硅烷改性密封胶，然而硅烷改性密封胶在耐高温及耐水性能较差，在复杂环境中使用后，粘接性能明显降低，从而导致硅烷改性密封胶对动力电池的防护效果变差。

技术实现思路

1、为了克服现有硅烷改性密封胶的耐水性及耐高温较差，在复杂环境中使用后，粘接性能明显降低的问题，本技术提供了一种动力电池密封胶及其制备方法。

2、第一方面，本技术提供一种动力电池密封胶。

3、一种动力电池密封胶，以质量份数计，包括以下组分：

4、硅烷改性聚合物140-180份；

5、增塑剂60-90份；

6、填料250-350份；

7、触变剂4-10份；

8、抗紫外剂0.5-3份；

9、光稳定剂0.5-3份；

10、热稳定剂0.5-3份；

11、除水剂3-10份；

12、硅烷偶联剂ⅰ3-8份；

13、聚丁二烯2-6份；

14、螯合锡催化剂1-3份；

15、所述填料包括50-90份的膨胀微胶囊及200-260份的填料a；所述膨胀微胶囊包括质量比(0.67-0.85)：1为芯材及壁材，所述壁材为聚氨酯，所述芯材包括有机膨润土、气相二氧化钛及硅烷偶联剂ⅱ。

16、通过采用上述技术方案，在动力电池密封胶的原料中采用膨胀微胶囊及聚丁二烯，膨胀微胶囊的芯材采用有机膨润土、气相二氧化钛及硅烷偶联剂ⅱ，壁材采用聚氨酯，可以有效的提升动力电池密封胶的耐高温性能及耐热水性能，使得动力电池密封胶适用于复杂的使用环境。

17、动力电池密封胶在较高的温度下，膨胀微胶囊的壁材的软段呈现熔融态；膨胀微胶囊遇到水后壁材的软段发生水解及有机膨润土吸水胀大，使得膨胀微胶囊的壁材释放气相二氧化钛及硅烷偶联剂ⅱ，气相二氧化钛及硅烷偶联剂ⅱ增强动力电池密封胶的强度，提升动力电池密封胶与基材的粘结界面的结合力，进而减少动力经历浸水或高温后电池密封胶的抗渗性能及剪切强度的衰减。

18、采用聚丁二烯与膨胀微胶囊配伍使用，聚丁二烯改善动力电池密封胶的韧性及强度，进而提升动力电池密封胶的抗渗性能、剪切强度、拉伸强度及断裂伸长率；同时改善动力电池密封胶因添加膨胀微胶囊导致剪切强度、拉伸强度及断裂伸长率下降的问题。

19、优选的，所述膨胀微胶囊的制备工艺如下：

20、聚氨酯预聚体的制备：将110-140质量份的大分子二元醇、6-8质量份的蓖麻油及20-40质量份羟基封端聚二甲基硅氧烷升温到80-90℃，在氮气保护及300-500r/min的搅拌条件下加入100-120质量份的二异氰酸酯及催化剂，反应1-2h，制备得到聚氨酯预聚体；

21、成盐及乳化：向聚氨酯预聚体中加入6-15质量份的亲水扩链剂，在搅拌的条件下反应1.5-2.5h；随后降温加入8-15质量份的有机溶剂；接着加入90-110质量份的有机膨润土、3-10质量份的硅烷偶联剂ⅱ、80-110质量份的气相二氧化钛及2-5质量份的三乙胺，在3000-5000r/min搅拌的条件下反应0.8-1.5h，降温加入800质量份的水在5000-8000r/min的条件下进行乳化；接着加入3-8质量份的扩链剂进行扩链，升温至70-90℃，在500-700r/min搅拌条件下反应0.5-1h，经过滤、洗涤、烘干，即得到膨胀微胶囊。

22、通过采用上述技术方案，制备得到膨胀微胶囊，膨胀微胶囊在遇到高温或浸水后，膨胀微胶囊的壁材释放气相二氧化钛及硅烷偶联剂ⅱ，气相二氧化钛及硅烷偶联剂ⅱ增强动力电池密封胶的强度，提升动力电池密封胶与基材的粘结界面的结合力，进而减少动力电池密封胶经历浸水或高温后的抗渗性能及剪切强度的衰减。

23、优选的，所述亲水扩链剂为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、n-(羟甲基)甲基-2-氨基乙磺酸中的一种；所述扩链剂为乙二醇、二乙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、丙二醇、乙二胺；所述有机溶剂为丙酮、四氢呋喃、n,n-二甲基甲酰胺中的一种。

24、通过采用上述技术方案，优选聚氨酯的原料，使得制备得到的膨胀微胶囊具有较好的稳定性，膨胀微胶囊的壁材具有一定强度。

25、优选的，所述填料a为碳酸钙、氢氧化铝、粘土、滑石粉、炭黑中的一种或几种。

26、通过采用上述技术方案，通过优选填料增强密封胶的耐高温性能、隔热性能、耐水解性能及机械强度。

27、优选的，所述硅烷改性聚合物为硅烷基封端的聚醚聚合物或硅烷改性聚氨酯聚合物。

28、通过采用上述技术方案，优选硅烷改性聚醚密封胶及硅烷改性聚氨酯聚合物密封胶，使得动力电池密封胶对各种基材具有较好的粘附效果。

29、优选的，所述硅烷基封端的聚醚聚合物为kaneka公司的s203h、s303h、sax260、sax750；硅烷改性聚氨酯聚合物为agc株式会社的sx3430e、sx6735d、s888e、stp-e15、stp-e35；迈图公司spur+*1015、spur+*1012、spur+*3030、spur+*3040中的一种。

30、通过采用上述技术方案，优选硅烷改性聚醚密封胶及硅烷改性聚氨酯聚合物密封胶的牌号及厂商，硅烷改性聚合物性能较稳定且与其他原料有较好的配伍效果，进而增强密封胶的耐水解性能、机械强度及耐热性能。

31、优选的，所述增塑剂为邻苯二甲酸酯类化合物和聚醚多元醇中至少一种；触变剂为聚酰胺蜡、氢化蓖麻油、白炭黑中至少一种；聚丁二烯为马来酸酐改性液体聚丁二烯、羟基封端的液体聚丁二烯、三乙氧基封端的液体聚丁二烯中至少一种。

32、通过采用上述技术方案，增塑剂及聚丁二烯提高密封胶的柔韧性；触变剂使得密封胶具有不拉丝、不流淌和触变性等性能，具有良好的施工性能。

33、优选的，所述螯合锡催化剂为u-220型催化剂、u303型催化剂、tib 226型催化剂及有机锡dbtdl中的一种；所述除水剂为乙烯基三甲氧基硅烷或者乙烯基三乙氧基硅烷；所述热稳定剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯抗氧剂中至少一种；所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂；所述抗紫外剂为苯并三唑类抗紫外剂。

34、通过采用上述技术方案，热稳定剂、光稳定剂及抗紫外剂配伍使用，减少光及热对密封胶的老化，进而提升密封胶的耐候性；螯合锡催化剂促进密封胶的原料发生交联及除水剂具有一定的除水能力，提升密封胶的耐水性。

35、优选的，所述硅烷偶联剂ⅰ及硅烷偶联剂ⅱ为γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、三氨基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-脲丙基三甲氧基硅烷、γ-脲丙基三已氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷中的一种。

36、通过采用上述技术方案，采用硅烷偶联剂提高密封胶的湿态的粘合力及提高填料的分散性，进一步增强密封胶的机械强度、耐水性能及耐热性能。

37、第二方面，本技术提供一种动力电池密封胶的制备方法。

38、一种动力电池密封胶的制备方法，包括以下步骤：

39、将硅烷改性聚合物、增塑剂、填料、触变剂、抗紫外剂、光稳定剂及热稳定剂在真空度不低于980mbar，搅拌速度600-800rpm/min条件下进行混合；

40、然后加热到110-130℃，在真空度不低于980mbar，搅拌速度300-600rpm/min的条件下脱水120-140min；

41、接着降温至40-45℃，加除水剂，在转速为250-300rpm/min的条件下搅拌20-30min；加入硅烷偶联剂，在转速为250-300rpm/min的条件下搅拌25-35min；加入螯合锡催化剂，在真空度不低于980mbar，转速为250-300rpm/min的条件下搅拌25-35min后制备得到动力电池密封胶。

42、通过采用上述技术方案，使得密封胶的原料分散性良好，使得制备得到的动力电池密封胶具有优异的机械性能、耐热性能及耐水性能。

43、综上所述，本技术具有如下有益效果：

44、1、本技术的动力电池密封胶中采用膨胀微胶囊及聚丁二烯，膨胀微胶囊的芯材采用有机膨润土、气相二氧化钛及硅烷偶联剂ⅱ，壁材采用聚氨酯，有效的提升动力电池密封胶的耐高温性能及耐热水性能，减少经历浸水或高温后的动力电池密封胶的抗渗性能及剪切强度衰减，使得动力电池密封胶适用于复杂的使用环境。

45、2、通过膨胀微胶囊的芯材采用有机膨润土、气相二氧化钛及硅烷偶联剂ⅱ配伍使用，动力电池密封胶在经受高温及浸水后，膨胀微胶囊释放气相二氧化钛及硅烷偶联剂ⅱ，减少经历浸水或高温后的动力电池密封胶的抗渗性能及剪切强度衰减。

46、3、聚丁二烯优选质量比1：(2-3)端羟基聚丁二烯与马来酸酐改性聚丁二烯，进一步提升动力电池密封胶的抗渗性能、剪切强度、拉伸强度及断裂伸长率。