聚氨酯泡沫组合物及其用于灌封产品的用途的制作方法

本公开整体涉及一种聚氨酯泡沫组合物。具体地，本公开涉及一种双组分聚氨酯泡沫组合物和一种用于通过使用该双组分聚氨酯泡沫组合物灌封产品的方法。聚氨酯泡沫组合物在应用期间表现出平衡的反应性分布，并且提供具有改善的物理特性并以低阻燃剂水平遵守严格的可燃性标准的所形成的泡沫。

背景技术：

1、目前，使用以小间隙叠放的多层圆柱形电池来增加电池能量密度。要求固化的灌封材料具有令人满意的物理特性和电稳定性，以确保电池在各种使用条件诸如振动、高温和高湿度下的长期稳定性。另外，灌封材料需要表现出平衡的反应性分布。理想的是，反应性灌封剂表现出初始低粘度和足够慢的粘度增加，从而使得能够具有足够的流动能力来填充电池组中的间隙，同时还足够快地固化以使得能够快速脱模并且因此具有短的模制周期时间。

2、目前使用的灌封技术常常不能提供令人满意的物理性能，并且仍然需要包括升高量的固体和/或液体阻燃剂以满足根据ul-94标准的所要求的v0可燃性能。

3、因此，在本领域中仍然需要一种促进用于灌封产品(例如，电池组)的时间有效且因此更加成本有效的方法的灌封剂，该灌封剂进一步在其操作寿命期间提供期望的稳定性/耐久性。

技术实现思路

1、本发明人已经开发了一种双组分组合物，该双组分组合物表现出期望的流动形态(flow profile)并且形成具有减少的阻燃剂和改善的物理特性的泡沫，以用作灌封材料。

2、在一个实施方案中，本公开描述了一种聚氨酯泡沫组合物，该聚氨酯泡沫组合物包含：

3、(a)多元醇组分，其包含选自由以下组成的组的一种或多种多元醇：聚酯多元醇、聚醚多元醇以及它们的组合，其中一种或多种多元醇具有3至7的平均羟基官能度和300mgkoh/g至1000mg koh/g的平均羟基数；以及

4、(b)异氰酸酯组分，其包含一种或多种异氰酸酯化合物；

5、其中在(a)多元醇组分和(b)异氰酸酯组分中的任一者或两者中，聚氨酯泡沫组合物还包含基于聚氨酯泡沫组合物的总重量不超过15重量％的量的一种或多种阻燃剂，以及一种或多种发泡剂；并且

6、其中异氰酸酯组分与多元醇组分的nco/oh比在0.5:1至5:1的范围内。

7、在另一个实施方案中，本公开描述了一种聚氨酯泡沫，其由根据本公开的聚氨酯泡沫组合物制备，其中聚氨酯泡沫包含基于聚氨酯泡沫的总重量不超过15重量％的阻燃剂，其中聚氨酯泡沫具有在25℃下高于3.5mpa的拉伸强度，并且其中聚氨酯泡沫具有在23℃下小于0.05w/(m·k)的热导率。

8、在另一个实施方案中，本公开描述了一种使用根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫组合物灌封产品(例如，电池)的方法，该方法包括：

9、(i)提供根据本公开的聚氨酯泡沫组合物；

10、(ii)通过将(a)多元醇组分与(b)异氰酸酯组分混合形成反应混合物；以及

11、(iii)将反应混合物注入到电池的封闭空间中并使反应混合物反应、膨胀和固化。

12、在另一个实施方案中，本公开描述了一种包含如所描述的聚氨酯泡沫的灌封产品(例如，灌封电池)。

13、在另一个实施方案中，本公开描述了如所描述的聚氨酯泡沫组合物用于灌封产品(例如，电池)的用途。

14、应当理解，前面的一般性描述和以下的详细描述均仅为示例性和解释性的并且不以任何方式进行限制。

技术特征：

1.一种聚氨酯泡沫组合物，所述聚氨酯泡沫组合物包含：

2.根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫组合物，其中所述一种或多种发泡剂包括至少一种物理发泡剂。

3.根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫组合物，其中所述阻燃剂是磷酸三氯丙酯或磷酸三乙酯。

4.根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫组合物，其中所述异氰酸酯组分与所述多元醇组分的nco/oh比在0.5:1至2.5:1的范围内。

5.一种聚氨酯泡沫，其由根据权利要求1所述的聚氨酯泡沫组合物制备，其中所述聚氨酯泡沫包含基于所述聚氨酯泡沫的总重量不超过15重量％的阻燃剂，其中所述聚氨酯泡沫具有在25℃下高于3.5mpa的拉伸强度，并且其中所述聚氨酯泡沫具有在23℃下小于0.05w/(m·k)的热导率。

6.根据权利要求5所述的聚氨酯泡沫，其中所述聚氨酯泡沫具有在65℃下高于1.0mpa的拉伸强度。

7.根据权利要求5所述的聚氨酯泡沫，其中所述聚氨酯泡沫通过根据ul-94标准的v0可燃性测试。

8.一种灌封电池的方法，所述方法包括：

9.根据权利要求8所述的灌封电池的方法，其中使所述反应混合物在室温或更高温度下反应、膨胀和固化。

10.根据权利要求8所述的灌封电池的方法，其中将所述反应混合物注入到45℃至65℃的封闭空间中。

技术总结
本公开涉及一种聚氨酯泡沫组合物，该聚氨酯泡沫组合物包含(A)多元醇组分，其包含选自由以下组成的组的一种或多种多元醇：聚酯多元醇、聚醚多元醇以及它们的组合，其中一种或多种多元醇具有3至7的平均羟基官能度和300mg KOH/g至1000mg KOH/g的平均羟基数；以及(B)异氰酸酯组分，其包含一种或多种异氰酸酯化合物；其中在(A)多元醇组分和(B)异氰酸酯组分中的任一者或两者中，聚氨酯泡沫组合物还包含基于聚氨酯泡沫组合物的总重量不超过15重量％的量的一种或多种阻燃剂，以及一种或多种发泡剂；并且其中异氰酸酯组分与多元醇组分的NCO/OH比在0.5:1至5:1的范围内。本公开还涉及一种用于通过使用聚氨酯泡沫组合物灌封电池的方法。

技术研发人员：曹静明,祁玉冬,田维岳
受保护的技术使用者：陶氏环球技术有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16