一种新能源电池用高柔韧性UV光固化丙烯酸结构胶及其制备方法与流程

本发明涉及动力电池pack包封装，更具体地说，是涉及一种新能源电池用高柔韧性uv光固化丙烯酸结构胶及其制备方法。

背景技术：

1、目前，在动力电池pack包封装领域，客户在选择起结构粘接作用的胶水时，主要会选择双组分聚氨酯胶，因为其在粘接强度、柔韧性、耐低温性、耐疲劳震动性上能够有一个平衡，整体表现较好。但是聚氨酯胶水也有它自身的缺点，例如耐高温性能不佳、固化速度慢(常温下需要7天)、异氰酸酯组分对湿气非常敏感，客户在施工时经常会因为结皮而无法继续使用，造成了很大的浪费。

2、另一方面，uv光固化胶水在消费电子和工业电子领域已经证明了其无法替代的优势，包括固化速度快(10～20s)、结构强度高、胶层厚度薄等特点；在新能源电池(汽车和储能)pack包封装领域，由于粘接的界面通常是金属和塑料(主要是pet和pc)，透明的塑料基材提供了uv光固化的可能性；很多下游客户已开始将目光转向uv光固化的胶水。

3、uv光固化的丙烯酸胶水强度高、基材适应性广，但当考虑在新能源汽车及储能领域应用时，就面临着断裂伸长率低、韧性不足、耐疲劳震动性不足的情况，这些缺点严重限制了其在汽车行业中的应用。

4、uv光固化的丙烯酸胶水固化机理是配方中的光引发剂uv光照下生成自由基，然后引发丙烯酸双键进行自由基聚合生成高强度的聚合物网络，那么影响最终胶水性能的主要是丙烯酸树脂。目前市场上比较常见的丙烯酸树脂有：聚酯丙烯酸树脂、环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、丙烯酸丙烯酸树脂等，其中当需要考虑到柔韧性时，通常会选择聚氨酯丙烯酸树脂并且搭配一些柔性的丙烯酸单体，但始终效果不甚理想；当柔性单体添加太多时，又会导致产品太软、极性太低而导致粘接强度不足。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种新能源电池用高柔韧性uv光固化丙烯酸结构胶及其制备方法，解决uv光固化丙烯酸胶水断裂伸长率低、韧性不足、耐疲劳震动表现差的问题。

2、本发明提供了一种新能源电池用高柔韧性uv光固化丙烯酸结构胶，由包括以下组分的原料制备而成：

3、丙烯酸齐聚物树脂40重量份；

4、丙烯酸单体20重量份～60重量份；

5、轮烷结构丙烯酸树脂5重量份～25重量份；

6、白炭黑触变剂0.5重量份～3重量份；

7、附着力促进剂0.5重量份～3重量份；

8、阻聚剂0.1重量份～1重量份；

9、光引发剂2重量份～6重量份。

10、优选的，所述丙烯酸齐聚物树脂选自润奥lucure8674聚氨酯丙烯酸脂齐聚物、沙多玛cn 8888ns聚氨酯丙烯酸酯齐聚物、沙多玛cn8891 ns聚氨酯丙烯酸酯齐聚物中的一种或多种。

11、优选的，所述丙烯酸单体选自丙烯酸异冰片酯、四氢呋喃丙烯酸酯、二甲基丙烯酰胺、丙烯酰吗啉、2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯中的一种或多种。

12、优选的，所述白炭黑触变剂选自卡博特ts720白炭黑和/或赢创r202白炭黑。

13、优选的，所述附着力促进剂选自毕克byk-4510和/或毕克byk-4511。

14、优选的，所述阻聚剂为对羟基苯甲醚。

15、优选的，所述光引发剂选自安息香二乙醚、2-羟基-2-甲基-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦中的一种或多种。

16、本发明还提供了一种上述技术方案所述的新能源电池用高柔韧性uv光固化丙烯酸结构胶的制备方法，包括以下步骤：

17、将丙烯酸齐聚物树脂、丙烯酸单体、轮烷结构丙烯酸树脂进行第一次反应后，加入白炭黑触变剂、附着力促进剂、阻聚剂进行第二次反应，最后加入光引发剂进行第三次反应，得到新能源电池用高柔韧性uv光固化丙烯酸结构胶。

18、优选的，所述第一次反应的温度为20℃～30℃，搅拌转速为50rpm～150rpm，真空度为-0.05mpa～-0.15mpa，时间为0.5h～1.5h；

19、所述第二次反应的温度为20℃～30℃，搅拌转速为150rpm～250rpm，真空度为-0.05mpa～-0.15mpa，时间为0.5h～1.5h；

20、所述第三次反应的温度为20℃～30℃，搅拌转速为10rpm～100rpm，真空度为-0.05mpa～-0.15mpa，时间为20min～40min。

21、优选的，所述丙烯酸单体和白炭黑触变剂在使用前进行脱水处理。

22、本发明提供了一种新能源电池用高柔韧性uv光固化丙烯酸结构胶，由包括以下组分的原料制备而成：丙烯酸齐聚物树脂40重量份；丙烯酸单体20重量份～60重量份；轮烷结构丙烯酸树脂5重量份～25重量份；白炭黑触变剂0.5重量份～3重量份；附着力促进剂0.5重量份～3重量份；阻聚剂0.1重量份～1重量份；光引发剂2重量份～6重量份。与现有技术相比，本发明提供的新能源电池用高柔韧性uv光固化丙烯酸结构胶采用特定含量的特定组分，实现整体较好相互作用，尤其是在配方中引入轮烷结构丙烯酸树脂，提升了uv光固化结构胶的韧性和抗疲劳振动的能力；本发明提供的uv光固化结构胶在保证了本体强度和粘接强度的同时，胶水本身具有更高的断裂伸长率，并且耐疲劳振动次数更高，满足电池在汽车行驶中的耐疲劳震动、耐伸缩等要求。实验结果表明，本发明提供的uv光固化结构胶的本体拉伸强度为17～19mpa，断裂伸长率为40～60％，拉伸剪切强度(pc-pc)为7～8mpa，破坏方式为pc基材断裂，拉伸剪切强度(pet-pet)为4～5mpa，破坏模式为pet基材断裂，拉伸剪切疲劳性能中m5疲劳振动模式下振动次数可达800～1000万次，m6疲劳振动模式下振动次数可达400～600万次。

23、另外，本发明提供的制备方法工艺简单，条件温和、易控，原材料易得且成本低，具有广阔的工业化应用前景。

技术特征：

1.一种新能源电池用高柔韧性uv光固化丙烯酸结构胶，由包括以下组分的原料制备而成：

2.根据权利要求1所述的新能源电池用高柔韧性uv光固化丙烯酸结构胶，其特征在于，所述丙烯酸齐聚物树脂选自润奥lucure8674聚氨酯丙烯酸脂齐聚物、沙多玛cn 8888ns聚氨酯丙烯酸酯齐聚物、沙多玛cn8891 ns聚氨酯丙烯酸酯齐聚物中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的新能源电池用高柔韧性uv光固化丙烯酸结构胶，其特征在于，所述丙烯酸单体选自丙烯酸异冰片酯、四氢呋喃丙烯酸酯、二甲基丙烯酰胺、丙烯酰吗啉、2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的新能源电池用高柔韧性uv光固化丙烯酸结构胶，其特征在于，所述白炭黑触变剂选自卡博特ts720白炭黑和/或赢创r202白炭黑。

5.根据权利要求1所述的新能源电池用高柔韧性uv光固化丙烯酸结构胶，其特征在于，所述附着力促进剂选自毕克byk-4510和/或毕克byk-4511。

6.根据权利要求1所述的新能源电池用高柔韧性uv光固化丙烯酸结构胶，其特征在于，所述阻聚剂为对羟基苯甲醚。

7.根据权利要求1所述的新能源电池用高柔韧性uv光固化丙烯酸结构胶，其特征在于，所述光引发剂选自安息香二乙醚、2-羟基-2-甲基-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦中的一种或多种。

8.一种权利要求1～7任一项所述的新能源电池用高柔韧性uv光固化丙烯酸结构胶的制备方法，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述第一次反应的温度为20℃～30℃，搅拌转速为50rpm～150rpm，真空度为-0.05mpa～-0.15mpa，时间为0.5h～1.5h；

10.根据权利要求8～9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸单体和白炭黑触变剂在使用前进行脱水处理。

技术总结
本发明提供了一种新能源电池用高柔韧性UV光固化丙烯酸结构胶，由包括以下组分的原料制备而成：丙烯酸齐聚物树脂40重量份；丙烯酸单体20～60重量份；轮烷结构丙烯酸树脂5～25重量份；白炭黑触变剂0.5～3重量份；附着力促进剂0.5～3重量份；阻聚剂0.1～1重量份；光引发剂2～6重量份。与现有技术相比，本发明提供的新能源电池用高柔韧性UV光固化丙烯酸结构胶采用特定含量的特定组分，实现整体较好相互作用，尤其是在配方中引入轮烷结构丙烯酸树脂，提升了UV光固化结构胶的韧性和抗疲劳振动的能力，保证了本体强度和粘接强度的同时，胶水本身具有更高的断裂伸长率，并且耐疲劳振动次数更高，满足电池在汽车行驶中的耐疲劳震动、耐伸缩等要求。

技术研发人员：陈杨,邢浩,陈丹,仇迅,尤羽中,陶小乐,何丹薇
受保护的技术使用者：杭州之江有机硅化工有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16