一种动力电池用耐高温双组分聚氨酯结构胶及其制备方法与流程

1.本发明涉及聚氨酯胶技术领域，更具体地说，是涉及一种动力电池用耐高温双组分聚氨酯结构胶及其制备方法。


背景技术：

2.目前在动力电池pack包封装领域，双组分聚氨酯结构胶主要起到粘接固定的作用。其中胶水的本体强度、断裂伸长率、对基材的粘接强度以及弹性模量等力学性能对于动力电池包的结构粘接有着至关重要的影响。由于聚氨酯本身结构的特点，使其相对于环氧、丙烯酸、有机硅等胶种来说，在耐热性上有着明显的劣势。但由于聚氨酯胶本身优异的基材适应性、优异的柔韧性、优异的低温性能以及更低的成本，在动力电池结构粘接时仍无法被其他胶种所替代，因此提升聚氨酯结构胶的耐高温性能是一个亟待解决的问题，因为动力电池在汽车正常行驶中往往长期处在一个相对高温的状态，高温下力学性能的衰减会带来极大的安全隐患。
3.目前，现有技术主要是通过在分子链段中引入刚性结构或者提升聚氨酯网络的交联密度来提升最终聚氨酯胶的耐高温性能，因为采用以上两种方式均可以提升产品的玻璃化转变温度，那么其在高温下便会具有更高的力学强度和弹性模量。然而，一味地提升结构刚性和玻璃化转变温度会带来脆性的提升和韧性的下降。过多刚性结构的引入以及交联密度的增加，会导致断裂伸长率的显著下降，无法满足电池在汽车行驶中的耐疲劳震动、耐伸缩等要求。同时，硬度的剧烈上升也会使胶水有划破电芯的风险。因此，在开发耐高温聚氨酯胶的同时，我们需要做到尽可能的不降低或者少降低产品的柔韧性，这样才能使开发出的产品有真正的实际使用价值。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种动力电池用耐高温双组分聚氨酯结构胶及其制备方法，以解决现有双组分聚氨酯胶在高温下本体强度、粘接强度和弹性模量显著下降的问题。
5.本发明提供了一种动力电池用耐高温双组分聚氨酯结构胶，由体积比为(0.8～1.2)：1的a组分和b组分组成；所述a组分由包括以下组分的原料制备而成：
6.蓖麻油10重量份～40重量份；
7.改性蓖麻油20重量份；
8.5-(2-羟乙基)-6-甲基-2-氨基脲嘧啶1重量份～10重量份；
9.扩链剂1重量份～10重量份；
10.氢氧化铝阻燃粉30重量份～80重量份；
11.白炭黑触变剂1重量份～5重量份；
12.附着力促进剂0.5重量份～3重量份；
13.金属催化剂0.05重量份～0.5重量份；
14.黄色色浆0.1重量份～1重量份；
15.所述b组分由包括以下组分的原料制备而成：
16.二异氰酸酯30重量份；
17.聚醚二元醇5重量份～25重量份；
18.氢氧化铝阻燃粉30重量份～80重量份；
19.白炭黑触变剂1重量份～5重量份；
20.吸水剂0.1重量份～3重量份；
21.蓝色色浆0.1重量份～1重量份。
22.优选的，所述改性蓖麻油选自伊藤h-368改性蓖麻油、伊藤ac-009改性蓖麻油、凡特鲁斯t-400改性蓖麻油中的一种或多种。
23.优选的，所述扩链剂选自2-乙基-1,3-己二醇和/或2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇。
24.优选的，所述氢氧化铝阻燃粉选自金戈jaz-119和/或旭森xs-awc-505d。
25.优选的，所述白炭黑触变剂选自cabot ts720和/或赢创r202。
26.优选的，所述附着力促进剂选自毕克byk-4510和/或毕克byk-4511。
27.优选的，所述金属催化剂为凡特鲁斯coscat-83有机铋催化剂。
28.优选的，所述二异氰酸酯选自万华二苯基甲烷二异氰酸酯、液化二苯基甲烷二异氰酸酯、碳化二亚胺-脲酮亚胺改性4,4
’‑
二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种；
29.所述聚醚二元醇选自万华c2020、东大dl2000、东大dl1000中的一种或多种。
30.优选的，所述吸水剂为borchers ti吸水剂。
31.本发明还提供了一种上述技术方案所述的动力电池用耐高温双组分聚氨酯结构胶的制备方法，包括以下步骤：
32.a)将蓖麻油、改性蓖麻油、5-(2-羟乙基)-6-甲基-2-氨基脲嘧啶、扩链剂、氢氧化铝阻燃粉和白炭黑触变剂在100rpm～300rpm搅拌下加热到110℃～130℃，抽真空至-0.09mpa以下脱水1.5h～2.5h，然后降温至50℃以下加入附着力促进剂、金属催化剂和黄色色浆，抽真空至-0.09mpa以下继续50rpm～150rpm搅拌0.5h～1h，得到组分a；
33.b)将氢氧化铝阻燃粉和白炭黑触变剂于90℃～110℃烘房中烘干脱水20h～30h，备用；将二异氰酸酯和聚醚二元醇在20℃～30℃下50rpm～150rpm搅拌并抽真空至-0.1mpa～-0.08mpa反应1h～3h，随后加入提前烘干的氢氧化铝阻燃粉和白炭黑触变剂，加入吸水剂和蓝色色浆，在20℃～30℃下150rpm～250rpm搅拌并抽真空至-0.1mpa～-0.08mpa反应0.5h～1.5h，得到组分b；
34.c)将上述a组分和b组分混合均匀，得到动力电池用耐高温双组分聚氨酯结构胶；
35.所述步骤a)和步骤b)没有顺序限制。
36.本发明提供了一种动力电池用耐高温双组分聚氨酯结构胶，由体积比为(0.8～1.2)：1的a组分和b组分组成；所述a组分由包括以下组分的原料制备而成：蓖麻油10重量份～40重量份；改性蓖麻油20重量份；5-(2-羟乙基)-6-甲基-2-氨基脲嘧啶1重量份～10重量份；扩链剂1重量份～10重量份；氢氧化铝阻燃粉30重量份～80重量份；白炭黑触变剂1重量份～5重量份；附着力促进剂0.5重量份～3重量份；金属催化剂0.05重量份～0.5重量份；黄色色浆0.1重量份～1重量份；所述b组分由包括以下组分的原料制备而成：二异氰酸酯30重量份；聚醚二元醇5重量份～25重量份；氢氧化铝阻燃粉30重量份～80重量份；白炭黑触变
剂1重量份～5重量份；吸水剂0.1重量份～3重量份；蓝色色浆0.1重量份～1重量份。与现有技术相比，本发明提供的动力电池用耐高温双组分聚氨酯结构胶采用特定含量的特定组分，实现整体较好相互作用，能够解决现有双组分聚氨酯胶在高温下本体强度、粘接强度和弹性模量显著下降的问题，产品在高温下具有更高的本体强度、更高的剪切强度和更高的弹性模量，并且体系的断裂伸长率几乎没有损失，满足电池在汽车行驶中的耐疲劳震动、耐伸缩等要求。
37.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。
具体实施方式
38.下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
39.本发明提供了一种动力电池用耐高温双组分聚氨酯结构胶，由体积比为(0.8～1.2)：1的a组分和b组分组成；所述a组分由包括以下组分的原料制备而成：
40.蓖麻油10重量份～40重量份；
41.改性蓖麻油20重量份；
42.5-(2-羟乙基)-6-甲基-2-氨基脲嘧啶1重量份～10重量份；
43.扩链剂1重量份～10重量份；
44.氢氧化铝阻燃粉30重量份～80重量份；
45.白炭黑触变剂1重量份～5重量份；
46.附着力促进剂0.5重量份～3重量份；
47.金属催化剂0.05重量份～0.5重量份；
48.黄色色浆0.1重量份～1重量份；
49.所述b组分由包括以下组分的原料制备而成：
50.二异氰酸酯30重量份；
51.聚醚二元醇5重量份～25重量份；
52.氢氧化铝阻燃粉30重量份～80重量份；
53.白炭黑触变剂1重量份～5重量份；
54.吸水剂0.1重量份～3重量份；
55.蓝色色浆0.1重量份～1重量份。
56.在本发明中，所述动力电池用耐高温双组分聚氨酯结构胶由体积比为(0.8～1.2)：1的a组分和b组分组成，优选由体积比为1：1的a组分和b组分组成。
57.在本发明中，所述a组分由包括以下组分的原料制备而成：
58.蓖麻油10重量份～40重量份；
59.改性蓖麻油20重量份；
60.5-(2-羟乙基)-6-甲基-2-氨基脲嘧啶1重量份～10重量份；
61.扩链剂1重量份～10重量份；
62.氢氧化铝阻燃粉30重量份～80重量份；
63.白炭黑触变剂1重量份～5重量份；
64.附着力促进剂0.5重量份～3重量份；
65.金属催化剂0.05重量份～0.5重量份；
66.黄色色浆0.1重量份～1重量份；
67.优选由以下组分的原料制备而成：
68.蓖麻油16重量份～22重量份；
69.改性蓖麻油20重量份；
70.5-(2-羟乙基)-6-甲基-2-氨基脲嘧啶3重量份～9重量份；
71.扩链剂5重量份～7重量份；
72.氢氧化铝阻燃粉40重量份～50重量份；
73.白炭黑触变剂1.5重量份～2.5重量份；
74.附着力促进剂0.8重量份～1.2重量份；
75.金属催化剂0.08重量份～0.12重量份；
76.黄色色浆0.4重量份～0.6重量份。
77.在本发明中，所述蓖麻油为未改性蓖麻油，采用本领域技术人员熟知的普通蓖麻油原料的市售商品即可。
78.在本发明中，所述改性蓖麻油优选选自伊藤h-368改性蓖麻油、伊藤ac-009改性蓖麻油、凡特鲁斯t-400改性蓖麻油中的一种或多种，更优选为伊藤h-368改性蓖麻油、伊藤ac-009改性蓖麻油或凡特鲁斯t-400改性蓖麻油。本发明对所述改性蓖麻油的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。
79.在本发明中，所述5-(2-羟乙基)-6-甲基-2-氨基脲嘧啶采用本领域技术人员熟知的市售商品或自制品均可，本发明对其来源没有特殊限制。本发明通过引入5-(2-羟乙基)-6-甲基-2-氨基脲嘧啶，得到了一种基于四重氢键基元构筑动力电池用耐高温双组分聚氨酯结构胶：聚氨酯胶中的核心基团为氨基甲酸酯结构，是由异氰酸酯和羟基反应形成，同时在最终的化学交联网络中氨基甲酸酯结构还会通过氢键进一步物理交联，协同提升产品的力学性能；参见下式所示：
[0080][0081]
但因为氨基甲酸酯基团之间只会形成一重氢键，此氢键结合常数较低，并且在较低的温度下就会被破坏，因此聚氨酯胶在高温状态下往往强度衰减的非常明显。本发明通过在聚氨酯结构中引入了脲基嘧啶酮(ureidopyrimidinone，简称upy)结构，此类型结构能够形成四重氢键的相互作用，具有极高的结合常数，往往需要在110℃以上才会被破坏，因
此能够极大的提升聚氨酯胶的耐高温性能；参见下式所示：
[0082][0083]
在本发明中，所述扩链剂优选选自2-乙基-1,3-己二醇(ehd)和/或2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇(bepd)，更优选为2-乙基-1,3-己二醇或2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇。本发明对所述扩链剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。
[0084]
在本发明中，所述氢氧化铝阻燃粉选自金戈jaz-119和/或旭森xs-awc-505d，更优选为金戈jaz-119或旭森xs-awc-505d；所述白炭黑触变剂优选选自cabot ts720和/或赢创r202，更优选为cabot ts720或赢创r202。本发明对所述氢氧化铝阻燃粉和白炭黑触变剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。
[0085]
在本发明中，所述附着力促进剂优选选自毕克byk-4510和/或毕克byk-4511，更优选为毕克byk-4510或毕克byk-4511。本发明对所述附着力促进剂的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。
[0086]
在本发明中，所述金属催化剂优选为凡特鲁斯coscat-83有机铋催化剂；采用本领域技术人员熟知的市售来源即可。
[0087]
在本发明中，所述b组分由包括以下组分的原料制备而成：
[0088]
二异氰酸酯30重量份；
[0089]
聚醚二元醇5重量份～25重量份；
[0090]
氢氧化铝阻燃粉30重量份～80重量份；
[0091]
白炭黑触变剂1重量份～5重量份；
[0092]
吸水剂0.1重量份～3重量份；
[0093]
蓝色色浆0.1重量份～1重量份；
[0094]
优选由以下组分的原料制备而成：
[0095]
二异氰酸酯30重量份；
[0096]
聚醚二元醇21重量份～23重量份；
[0097]
氢氧化铝阻燃粉40重量份～50重量份；
[0098]
白炭黑触变剂1.5重量份～2.5重量份；
[0099]
吸水剂0.4重量份～0.6重量份；
[0100]
蓝色色浆0.4重量份～0.6重量份。
[0101]
在本发明中，所述二异氰酸酯选自万华二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi-100)、液化二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi-50)、碳化二亚胺-脲酮亚胺改性4,4
’‑
二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi-100l)中的一种或多种，更优选为万华二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi-100)、液化二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi-50)或碳化二亚胺-脲酮亚胺改性4,4
’‑
二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi-100l)。本发明对所述二异氰酸酯的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。
[0102]
在本发明中，所述聚醚二元醇优选选自万华c2020、东大dl2000、东大dl1000中的一种或多种，更优选为万华c2020、东大dl2000或东大dl1000。本发明对所述聚醚二元醇的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。
[0103]
在本发明中，所述氢氧化铝阻燃粉和白炭黑触变剂与上述技术方案中所述的相同，在此不再赘述。
[0104]
在本发明中，所述吸水剂优选为borchers ti吸水剂；采用本领域技术人员熟知的上述单官能度小分子异氰酸酯吸水剂的市售商品即可。
[0105]
本发明提供的动力电池用耐高温双组分聚氨酯结构胶采用特定含量的特定组分，实现整体较好相互作用，提升了胶粘剂的耐高温性能的同时，保持了高断裂伸长率，能够解决现有双组分聚氨酯胶在高温下本体强度、粘接强度和弹性模量显著下降的问题，产品在高温下具有更高的本体强度、更高的剪切强度和更高的弹性模量，并且体系的断裂伸长率几乎没有损失，满足电池在汽车行驶中的耐疲劳震动、耐伸缩等要求。
[0106]
本发明还提供了一种上述技术方案所述的动力电池用耐高温双组分聚氨酯结构胶的制备方法，包括以下步骤：
[0107]
a)将蓖麻油、改性蓖麻油、5-(2-羟乙基)-6-甲基-2-氨基脲嘧啶、扩链剂、氢氧化铝阻燃粉和白炭黑触变剂在100rpm～300rpm搅拌下加热到110℃～130℃，抽真空至-0.09mpa以下脱水1.5h～2.5h，然后降温至50℃以下加入附着力促进剂、金属催化剂和黄色色浆，抽真空至-0.09mpa以下继续50rpm～150rpm搅拌0.5h～1h，得到组分a；
[0108]
b)将氢氧化铝阻燃粉和白炭黑触变剂于90℃～110℃烘房中烘干脱水20h～30h，备用；将二异氰酸酯和聚醚二元醇在20℃～30℃下50rpm～150rpm搅拌并抽真空至-0.1mpa～-0.08mpa反应1h～3h，随后加入提前烘干的氢氧化铝阻燃粉和白炭黑触变剂，加入吸水剂和蓝色色浆，在20℃～30℃下150rpm～250rpm搅拌并抽真空至-0.1mpa～-0.08mpa反应0.5h～1.5h，得到组分b；
[0109]
c)将上述a组分和b组分混合均匀，得到动力电池用耐高温双组分聚氨酯结构胶；
[0110]
所述步骤a)和步骤b)没有顺序限制。
[0111]
本发明提供的制备方法通过在配方中引入5-(2-羟乙基)-6-甲基-2-氨基脲嘧啶结构，提升了胶粘剂的耐高温性能，并且工艺简单，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。
[0112]
本发明提供了一种动力电池用耐高温双组分聚氨酯结构胶，由体积比为(0.8～1.2)：1的a组分和b组分组成；所述a组分由包括以下组分的原料制备而成：蓖麻油10重量份～40重量份；改性蓖麻油20重量份；5-(2-羟乙基)-6-甲基-2-氨基脲嘧啶1重量份～10重量份；扩链剂1重量份～10重量份；氢氧化铝阻燃粉30重量份～80重量份；白炭黑触变剂1重量
份～5重量份；附着力促进剂0.5重量份～3重量份；金属催化剂0.05重量份～0.5重量份；黄色色浆0.1重量份～1重量份；所述b组分由包括以下组分的原料制备而成：二异氰酸酯30重量份；聚醚二元醇5重量份～25重量份；氢氧化铝阻燃粉30重量份～80重量份；白炭黑触变剂1重量份～5重量份；吸水剂0.1重量份～3重量份；蓝色色浆0.1重量份～1重量份。与现有技术相比，本发明提供的动力电池用耐高温双组分聚氨酯结构胶采用特定含量的特定组分，实现整体较好相互作用，能够解决现有双组分聚氨酯胶在高温下本体强度、粘接强度和弹性模量显著下降的问题，产品在高温下具有更高的本体强度、更高的剪切强度和更高的弹性模量，并且体系的断裂伸长率几乎没有损失，满足电池在汽车行驶中的耐疲劳震动、耐伸缩等要求。
[0113]
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。
[0114]
为了进一步说明本发明，下面通过以下实施例进行详细说明。本发明以下实施例所用原料均为市售；包括：
[0115]
(改性)蓖麻油：蓖麻油、伊藤h-368改性蓖麻油、伊藤ac-009改性蓖麻油和凡特鲁斯t-400改性蓖麻油；
[0116]
扩链剂：2-乙基-1,3-己二醇(ehd)、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇(bepd)；
[0117]
二异氰酸酯：万华二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi-100)、液化二苯基甲烷二异氰酸酯mdi-50、碳化二亚胺-脲酮亚胺改性4,4
’‑
二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi-100l)；
[0118]
聚醚二元醇：万华c2020、东大dl2000和东大dl1000；
[0119]
氢氧化铝阻燃粉：金戈jaz-119和旭森xs-awc-505d；
[0120]
白炭黑触变剂：cabot ts720和赢创r202；
[0121]
附着力促进剂：毕克byk-4510和毕克byk-4511；
[0122]
金属催化剂：凡特鲁斯coscat-83有机铋催化剂；
[0123]
吸水剂：borchers ti(单官能度小分子异氰酸酯)；
[0124]
色浆：宝美施蓝色色浆和黄色色浆；
[0125]
5-(2-羟乙基)-6-甲基-2-氨基脲嘧啶的制备方法：制备方法主要参考已报道文献(j.med.chem.2000,43,3837)，描述如下：将2-乙酰丁内酯(2.2ml，20mmol)和碳酸胍(1.5g，20mmol)的混合物与无水乙醇(20ml)在三乙胺(5.5ml，40mmol)存在下回流1小时；混合物变澄清，然后沉淀出浅黄色固体。继续反应4小时。过滤沉淀物，用乙醇洗涤并真空干燥，得到1.16g的5-(2-羟乙基)-6-甲基-2-氨基脲嘧啶(产率69％)，为白色固体。
[0126]
本发明以下实施例的制备方法包括以下步骤：
[0127]
(1)a组分：
[0128]
将蓖麻油、改性蓖麻油、5-(2-羟乙基)-6-甲基-2-氨基脲嘧啶、扩链剂、氢氧化铝阻燃粉和白炭黑触变剂在200rpm搅拌下加热到120℃，抽真空至-0.09mpa以下脱水2h，然后降温至50℃以下加入附着力促进剂、金属催化剂和黄色色浆，抽真空至-0.09mpa以下继续100rpm搅拌45min，得到组分a。
[0129]
(2)b组分：
[0130]
将氢氧化铝阻燃粉和白炭黑触变剂于100℃烘房中烘干脱水24h，备用；将二异氰酸酯和聚醚二元醇在常温下100rpm搅拌并抽真空至-0.09mpa反应2h，随后加入提前烘干的
氢氧化铝阻燃粉和白炭黑触变剂，加入吸水剂和蓝色色浆，在常温下200rpm搅拌并抽真空至-0.09mpa反应1h，得到组分b。
[0131]
(3)将上述a组分和b组分按照体积比1：1混合均匀，得到双组份聚氨酯结构胶。
[0132]
实施例1
[0133]
a组分：蓖麻油22重量份、伊藤h-368改性蓖麻油20重量份、5-(2-羟乙基)-6-甲基-2-氨基脲嘧啶3重量份、2-乙基-1,3-己二醇6重量份、金戈jaz-119氢氧化铝阻燃粉45重量份、cabot ts720白炭黑触变剂2重量份、毕克byk-4510附着力促进剂1重量份、凡特鲁斯coscat-83金属催化剂0.1重量份、宝美施黄色色浆0.5重量份；
[0134]
b组分：万华mdi-100二苯基甲烷二异氰酸酯30重量份、万华c2020聚醚二元醇22重量份、金戈jaz119氢氧化铝阻燃粉45重量份、cabot ts720白炭黑触变剂2重量份、borchers ti吸水剂0.5重量份、宝美施蓝色色浆0.5重量份。
[0135]
按照上述制备方法制备得到双组份聚氨酯结构胶。
[0136]
实施例2
[0137]
a组分：蓖麻油19重量份、伊藤ac-009改性蓖麻油20重量份、5-(2-羟乙基)-6-甲基-2-氨基脲嘧啶6重量份、2-乙基-1,3-己二醇6重量份、金戈jaz-119氢氧化铝阻燃粉45重量份、cabot ts720白炭黑触变剂2重量份、毕克byk-4510附着力促进剂1重量份、凡特鲁斯coscat-83金属催化剂0.1重量份、宝美施黄色色浆0.5重量份；
[0138]
b组分：万华mdi-50液化二苯基甲烷二异氰酸酯30重量份、东大dl2000聚醚二元醇22重量份、金戈jaz-119氢氧化铝阻燃粉45重量份、cabot ts720白炭黑触变剂2重量份、borchers ti吸水剂0.5重量份、宝美施蓝色色浆0.5重量份。
[0139]
按照上述制备方法制备得到双组份聚氨酯结构胶。
[0140]
实施例3
[0141]
a组分：蓖麻油16重量份、凡特鲁斯t-400改性蓖麻油20重量份、5-(2-羟乙基)-6-甲基-2-氨基脲嘧啶9重量份、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇6重量份、旭森xs-awc-505d氢氧化铝阻燃粉45重量份、赢创r202白炭黑触变剂2重量份、毕克byk-4511附着力促进剂1重量份、凡特鲁斯coscat-83金属催化剂0.1重量份、宝美施黄色色浆0.5重量份；
[0142]
b组分：万华mdi-100l液化二苯基甲烷二异氰酸酯30重量份、东大dl1000聚醚二元醇22重量份、旭森xs-awc-505d氢氧化铝阻燃粉45重量份、赢创r202白炭黑触变剂2重量份、borchers ti吸水剂0.5重量份、宝美施蓝色色浆0.5重量份。
[0143]
按照上述制备方法制备得到双组份聚氨酯结构胶。
[0144]
对比例1
[0145]
a组分：蓖麻油25重量份、伊藤h-368改性蓖麻油20重量份、2-乙基-1,3-己二醇6重量份、金戈jaz-119氢氧化铝阻燃粉45重量份、cabot ts720白炭黑触变剂2重量份、毕克byk-4510附着力促进剂1重量份、凡特鲁斯coscat-83金属催化剂0.1重量份、宝美施黄色色浆0.5重量份；
[0146]
b组分：万华mdi-100二苯基甲烷二异氰酸酯30重量份、万华c2020聚醚二元醇22重量份、金戈jaz119氢氧化铝阻燃粉45重量份、cabot ts720白炭黑触变剂2重量份、borchers ti吸水剂0.5重量份、宝美施蓝色色浆0.5重量份。
[0147]
按照上述制备方法制备得到双组份聚氨酯结构胶。
[0148]
配方表参见下表1。
[0149]
表1典型对比实验
[0150][0151][0152]
上述试验中，实施例1～3中在a组分中加入了不同比例的5-(2-羟乙基)-6-甲基-2-氨基脲嘧啶，而对比例1中并未加入5-(2-羟乙基)-6-甲基-2-氨基脲嘧啶。
[0153]
按照以下测试标准对上述双组份聚氨酯结构胶的各项性能进行测试。
[0154]
测试标准：
[0155]
本体拉伸强度、断裂伸长率：gb/t 528-2009，硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定；
[0156]
剪切强度：gb/t 7124-2008，胶粘剂拉伸剪切强度的测定(刚性材料对刚性材料)；
[0157]
弹性模量：astm e1640，standard test method for assignment of the glass transition temperature by dynamic mechanical analysis。
[0158]
测试结果参见下表2。
[0159]
表2试验测试结果
[0160]
性能指标实施例1实施例2实施例3对比例1本体拉伸强度(25℃，mpa)11.011.912.79.8断裂伸长率(25℃，％)11098103120剪切强度(25℃，mpa，al-al)10.310.911.310.3弹性模量(25℃，mpa)570670770630本体拉伸强度(50℃，mpa)3.85.76.63.3断裂伸长率(50℃，％)90798388剪切强度(50℃，mpa，al-al)2.94.05.52.0
弹性模量(50℃，mpa)48699841
[0161]
从结果来看，随着在a组分中5-(2-羟乙基)-6-甲基-2-氨基脲嘧啶的加入，体系最终形成的基于upy的四重氢键物理交联点增多，本体强度和剪切强度都有显著的提升，尤其是在高温条件下的力学性能有了显著的提升，更不可忽视的是，力学强度的提升是基于断裂伸长率几乎没有下降的基础上的。
[0162]
综上，与现有技术相比，本发明提供的双组分聚氨酯结构胶在高温下具有更高的本体强度、更高的剪切强度和更高的弹性模量，并且体系的断裂伸长率几乎没有损失，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，本发明提供的双组分聚氨酯结构胶在常温25℃下的本体拉伸强度为11～13mpa，拉伸剪切强度为10～12mpa，断裂伸长率为50～100％，弹性模量为500～800mpa；在50℃下的本体强度为6～8mpa，拉伸剪切强度为5～7mpa，断裂伸长率为80～150％，弹性模量为50～100mpa。
[0163]
所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种动力电池用耐高温双组分聚氨酯结构胶，由体积比为(0.8～1.2)：1的a组分和b组分组成；所述a组分由包括以下组分的原料制备而成：蓖麻油10重量份～40重量份；改性蓖麻油20重量份；5-(2-羟乙基)-6-甲基-2-氨基脲嘧啶1重量份～10重量份；扩链剂1重量份～10重量份；氢氧化铝阻燃粉30重量份～80重量份；白炭黑触变剂1重量份～5重量份；附着力促进剂0.5重量份～3重量份；金属催化剂0.05重量份～0.5重量份；黄色色浆0.1重量份～1重量份；所述b组分由包括以下组分的原料制备而成：二异氰酸酯30重量份；聚醚二元醇5重量份～25重量份；氢氧化铝阻燃粉30重量份～80重量份；白炭黑触变剂1重量份～5重量份；吸水剂0.1重量份～3重量份；蓝色色浆0.1重量份～1重量份。2.根据权利要求1所述的动力电池用耐高温双组分聚氨酯结构胶，其特征在于，所述改性蓖麻油选自伊藤h-368改性蓖麻油、伊藤ac-009改性蓖麻油、凡特鲁斯t-400改性蓖麻油中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的动力电池用耐高温双组分聚氨酯结构胶，其特征在于，所述扩链剂选自2-乙基-1,3-己二醇和/或2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇。4.根据权利要求1所述的动力电池用耐高温双组分聚氨酯结构胶，其特征在于，所述氢氧化铝阻燃粉选自金戈jaz-119和/或旭森xs-awc-505d。5.根据权利要求1所述的动力电池用耐高温双组分聚氨酯结构胶，其特征在于，所述白炭黑触变剂选自cabot ts720和/或赢创r202。6.根据权利要求1所述的动力电池用耐高温双组分聚氨酯结构胶，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。7.根据权利要求1所述的动力电池用耐高温双组分聚氨酯结构胶，其特征在于，所述金属催化剂为凡特鲁斯coscat-83有机铋催化剂。8.根据权利要求1所述的动力电池用耐高温双组分聚氨酯结构胶，其特征在于，所述二异氰酸酯选自万华二苯基甲烷二异氰酸酯、液化二苯基甲烷二异氰酸酯、碳化二亚胺-脲酮亚胺改性4,4
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二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种；所述聚醚二元醇选自万华c2020、东大dl2000、东大dl1000中的一种或多种。9.根据权利要求1所述的动力电池用耐高温双组分聚氨酯结构胶，其特征在于，所述吸水剂为borchers ti吸水剂。10.一种权利要求1～9任一项所述的动力电池用耐高温双组分聚氨酯结构胶的制备方法，包括以下步骤：
a)将蓖麻油、改性蓖麻油、5-(2-羟乙基)-6-甲基-2-氨基脲嘧啶、扩链剂、氢氧化铝阻燃粉和白炭黑触变剂在100rpm～300rpm搅拌下加热到110℃～130℃，抽真空至-0.09mpa以下脱水1.5h～2.5h，然后降温至50℃以下加入附着力促进剂、金属催化剂和黄色色浆，抽真空至-0.09mpa以下继续50rpm～150rpm搅拌0.5h～1h，得到组分a；b)将氢氧化铝阻燃粉和白炭黑触变剂于90℃～110℃烘房中烘干脱水20h～30h，备用；将二异氰酸酯和聚醚二元醇在20℃～30℃下50rpm～150rpm搅拌并抽真空至-0.1mpa～-0.08mpa反应1h～3h，随后加入提前烘干的氢氧化铝阻燃粉和白炭黑触变剂，加入吸水剂和蓝色色浆，在20℃～30℃下150rpm～250rpm搅拌并抽真空至-0.1mpa～-0.08mpa反应0.5h～1.5h，得到组分b；c)将上述a组分和b组分混合均匀，得到动力电池用耐高温双组分聚氨酯结构胶；所述步骤a)和步骤b)没有顺序限制。

技术总结
本发明提供了一种动力电池用耐高温双组分聚氨酯结构胶，由体积比为(0.8～1.2)：1的A组分和B组分组成；A组分由包括以下组分的原料制备而成：蓖麻油10～40重量份；改性蓖麻油20重量份；5-(2-羟乙基)-6-甲基-2-氨基脲嘧啶1～10重量份；扩链剂1～10重量份；氢氧化铝阻燃粉30～80重量份；白炭黑触变剂1～5重量份；附着力促进剂0.5～3重量份；金属催化剂0.05～0.5重量份；黄色色浆0.1～1重量份；B组分由包括以下组分的原料制备而成：二异氰酸酯30重量份；聚醚二元醇5～25重量份；氢氧化铝阻燃粉30～80重量份；白炭黑触变剂1～5重量份；吸水剂0.1～3重量份；蓝色色浆0.1～1重量份。该动力电池用耐高温双组分聚氨酯结构胶能够解决现有双组分聚氨酯胶在高温下本体强度、粘接强度和弹性模量显著下降的问题。和弹性模量显著下降的问题。


技术研发人员：邢浩 陈杨 仇迅 陶小乐 尤羽中 何丹薇 何永富
受保护的技术使用者：杭州之江新材料有限公司
技术研发日：2023.06.21
技术公布日：2023/8/13