【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于胶黏剂，具体涉及一种动力电池pack用宽温域耐热双组分聚氨酯导热结构胶及其制备方法和应用。
技术介绍
1、伴随电动汽车产业高质量快速发展，电动化技术和产业发展增效显著。动力电池包(pack)技术成为汽车制造的前沿技术，不断追求热管理效率提升、结构安全紧凑和轻量化。高性能粘结材料解决方案的研究无疑是电池系统的高集成度和多样化设计中关键的一环，用于动力电池pack中电芯与电芯、电芯与壳体/冷却系统之间的导热结构胶发挥着粘结、导热、耐温、隔热、阻燃及抗压耐冲击等多重功能，其应对多种外界环境和工作温度下的综合性能的优劣显得尤为重要。
2、值得注意的是，动力电池pack特殊的结构模态，对导热结构胶提出了三大性能要求：第一是稳定的粘结性能，要求常温至少8mpa的拉伸粘结强度(al～胶粘剂～al/pet)并且在1000h的高温高湿老化下保证极低的性能损失；第二是具有较好的韧性和抗震耐冲性能，常温模量在100～500mpa，有较高的伸长率，保障车辆经受长期行驶震动条件下不易应力开裂或粘结失效；第三是优异的耐温性能，在高温环境下(50～60℃)下粘耐受性好，抗变形，模量损失尽可能低，且通过～40～80℃的冷热交替冲击测试。这些要求在ctp(cell topack，取消模组，电芯与壳体结合，减少端板与隔板使用)和ctb(cell to body，电芯直接与底盘相结合)等为代表的pack结构解决方案的发展以及胶粘剂使用渗透率的提升中更为凸显。
3、当前，囿于传统的环氧树脂胶粘剂模量过高而易应力开裂以及有机硅胶粘剂
4、专利cn202211294531.7公开了一种动力电池导热结构粘接用双组分聚氨酯胶及其制备方法。该聚氨酯导热结构胶导热系数为0.85～1.51w，通过降低导热填料用量和额外添加阻燃剂，使其具有高粘接强度、中低弹性模量，以提高韧性和抗震性，但其使用的聚酯多元醇疏水性好但耐热性不足，且耐热性能指标只提到常温7d固化后的粘结强度、断裂伸长率、模量以及双85耐高温高湿老化后的强度和韧性，未体现高温模量、耐热性及冷热冲击性能。
5、申请号cn202410053666.7的专利技术专利公开了一种高强度耐高温的双组分聚氨酯导热结构胶及其制备方法。通过使用对苯二异氰酸酯(tdi-100)和4，4～二苯甲烷二异氰酸酯(mdi-100)单体、热稳定性好的多官能度聚酯多元醇以及纳米级导热填料，使获得的聚氨酯胶具有好的分子规整度和对称性，从而获得高硬度、12mpa以上的高粘结强度和高温(60℃)下的较高的本体强度(＞6mpa)。但其a组分使用了刚性较高的聚酯多元醇，b组分则使用了小分子聚酯多元醇改性高活性全对称的异氰酸酯单体，胶体链段刚性过强，会导致常温模量过高，韧性过低，极大增加了动力电池pack在震动环境下的开裂失效风险，性能数据也未体现韧性和模量。另一方面，tdi-100和mdi-100虽然能提高耐热性，但其高活性会大幅降低操作时间，影响聚氨酯胶的实际应用。
6、申请号cn202211307083.x的专利技术专利公开了一种耐湿热聚氨酯导热结构胶及其制备方法。该聚氨酯导热结构胶导热率为1.90～2.30w，通过引入聚醚改性硅烷，提高表面疏水性、耐温性和柔韧性，并且采用芳香族多元醇提高聚氨酯结构胶的强度、耐温性、耐酸碱性。但其耐热性不足，双“85”耐湿热试验1000h后的剪切强度性能损失较大，最低损失也在34％以上，高温或老化失效的风险较大。
7、综上分析，开发一种兼具优异粘结性、低模高韧、优异耐湿热老化特别是高温下低模量损失的聚氨酯导热粘结材料，用以提升动力电池系统在高频或剧烈震动条件下和宽温域工况下使用的安全性，是本领域亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术旨在提供一种动力电池pack用宽温域耐热双组分聚氨酯导热结构胶，所述双组份聚氨酯导热结构胶通过引入的特殊硅烷结构，增强了树脂与无机材料之间的结合力以及胶体与金属表面的粘结力，大幅提升其耐湿热和耐高低温老化性能；并利用高eo改性多元醇与po聚醚以及生物基多元醇的三元酯化结构的极性差异，使聚氨酯胶在高温下具有强分子束缚力的微相结构，配合金属、非金属无机填料组合导热粉料以及异氰酸酯基聚氨酯预聚体的协同作用，使其常温模量可在较低范围内调控，高温模量提高，实现了低模量与耐热性、耐老化性能的结合，提升了动力电池pack宽温域工况下适用性，且工艺简便，存储稳定，适用于动力电池pack关键部件的导热结构粘接。
2、本专利技术的另一目的在于提供这种动力电池pack用宽温域耐热双组分聚氨酯导热结构胶的制备方法及其应用。
3、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
4、第一方面，本专利技术提供一种动力电池pack用宽温域耐热双组分聚氨酯导热结构胶，其包括a组分和b组分；
5、其中，以重量份数计，a组分由以下原料组成：
6、生物基多元醇20～55份，例如21、23、25、30、35、40、45、50份等；
7、多元醇树脂a5～20份，例如6、7、8、9、10、12、15、16、18、19份等；
8、多元醇树脂b 30～60份，例如31、32、35、38、40、45、50、55、58份等；
9、导热填料160～275份，例如165、170、175、180、185、190、200、210、220、230、240、250、260、270份等；
10、触变剂2～6份，例如2、3、4、5、6份等；
11、除水剂a2.5～7.5份，例如3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7份等；
12、催化剂0.2～0.5份，例如0.3、0.4、0.5份等；
13、以重量份数计，b组分由以下原料组成：
14、异氰酸酯封端聚氨酯预聚体80～100份，例如85、90、95、99份等；
15、导热填料200～320份，例如210、230、250、280、300、310份等；
16、触变剂0.4～5份，例如0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5份等；
17、除水剂b 0.5～1.2份，例如0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1份等；
18、偶联剂3.5～9.5份，例如4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9份等；
19、其中，所述a组分和b组分以体积比1:(0.9～1.2)混合使用，例如1：1、1：1.1混合使用，优选按1：1体积混合使用。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种动力电池PACK用宽温域耐热双组分聚氨酯导热结构胶，其特征在于，包括A组分和B组分：
2.根据权利要求1所述的聚氨酯导热结构胶，其特征在于，所述生物基多元醇的羟值为100-300mgKOH/g，优选包括精制蓖麻油、Sovermol 750、Sovermol760、Sovermol 805、Sovermol810、Sovermol 815、Sovermol 818，DB oil、Polycin D-290、Polycin D265、Polycin M280中的一种或至少两种的组合，更优选为精制蓖麻油、Sovermol 805或Sovermol 815。
3.根据权利要求1所述的聚氨酯导热结构胶，其特征在于，所述多元醇树脂A选自官能度2～3，数均分子量为300～700的聚醚多元醇；和/或
4.根据权利要求1所述的聚氨酯导热结构胶，其特征在于，所述A组分和B组分中的导热填料组成相同，由D50≤100μm的金属化合物型导热填料中的至少一种与非金属无机填料组成；
5.根据权利要求1所述的聚氨酯导热结构胶，其特征在于，所述异氰酸酯封端的
6.根据权利要求1所述的聚氨酯导热结构胶，其特征在于，所述催化剂为有机铋催化剂与叔胺类催化剂中的至少一种的组合；
7.根据权利要求1所述的聚氨酯导热结构胶，其特征在于，所述偶联剂为环氧基硅烷偶联剂、乙烯基硅烷偶联剂或异氰酸酯基硅烷偶联剂中的至少一种；
8.根据权利要求1所述的聚氨酯导热结构胶，其特征在于，
9.权利要求1～8任一所述的动力电池PACK用宽温域耐热双组分聚氨酯导热结构胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.权利要求1～8任一所述的动力电池PACK用宽温域耐热双组分聚氨酯导热结构胶或权利要求9所述的制备方法制得的动力电池PACK用宽温域耐热双组分聚氨酯导热结构胶在动力电池PACK中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种动力电池pack用宽温域耐热双组分聚氨酯导热结构胶，其特征在于，包括a组分和b组分：
2.根据权利要求1所述的聚氨酯导热结构胶，其特征在于，所述生物基多元醇的羟值为100-300mgkoh/g，优选包括精制蓖麻油、sovermol 750、sovermol760、sovermol 805、sovermol810、sovermol 815、sovermol 818，db oil、polycin d-290、polycin d265、polycin m280中的一种或至少两种的组合，更优选为精制蓖麻油、sovermol 805或sovermol 815。
3.根据权利要求1所述的聚氨酯导热结构胶，其特征在于，所述多元醇树脂a选自官能度2～3，数均分子量为300～700的聚醚多元醇；和/或
4.根据权利要求1所述的聚氨酯导热结构胶，其特征在于，所述a组分和b组分中的导热填料组成相同，由d50≤100μm的金属化合物...
【专利技术属性】
技术研发人员：许晓庆，张世磊，张平，
申请(专利权)人：万华化学北京有限公司，
类型：发明
国别省市：
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