一种用于动力电池PACK结构粘接的导热环氧树脂胶黏剂的制作方法

一种用于动力电池pack结构粘接的导热环氧树脂胶黏剂
技术领域
1.本发明涉及胶黏剂技术领域，尤其是一种用于动力电池pack结构粘接的导热环氧树脂胶黏剂及其制备方法。


背景技术：

2.随着经济的发展，社会的进步，对环境友好的新能源汽车产销迅猛增长，有逐渐取代传统燃油车的趋势，新能源的快速发展极大地刺激了电池行业，尤其是动力电池行业的发展。动力电池pack模组表面材质主要有pi、pet及铝合金等，在用胶上要求对上述各种材质在不做任何特殊处理时即有较好的粘接，同时要求较高的阻燃级别，优异的耐老化性，较佳的导热性及触变性，较长的操作时间以及满足工艺节拍的电阻上升速度，满足欧盟rohs2.0指令以及reach最新法规。
3.现有技术中导热环氧树脂胶黏剂对不做任何处理的pi、pet以及铝合金粘接效果较差，且长操作时间下电阻上升速度非常慢，难以满足实际的工艺节拍。导热聚氨酯胶黏剂虽然电阻上升速度很快，但是粘接效果一般，且耐老化性能差，储存不稳定。
4.综上所述，开发一种对未做表面处理的pi、pet及铝合金具有优异的粘接性能，满足工艺节拍，老化性能优异的动力电池pack结构粘接用导热环氧树脂胶黏剂是非常必要且有前景的。


技术实现要素：

5.为解决现有技术的不足，本发明提供了一种用于动力电池pack结构粘接的导热环氧胶黏剂，该胶黏剂对不做任何表面处理的pi、pet及铝合金具有优异的粘接性能，老化性能极佳，同时具有高导热、高阻燃特性，且长操作时间，较快的电阻上升速度，高触变性，满足工艺要求及工艺节拍。
6.本发明的技术方案：
7.一种用于动力电池pack结构粘接的导热环氧树脂胶黏剂，其特征在于，包含a、b两种组份。
8.按重量百分数计，所述a组分由以下原料组成：
9.按重量百分数计，所述b组分由以下原料组成：
10.所述双酚a型环氧树脂为128环氧树脂、618环氧树脂、828环氧树脂、r-140环氧树脂中的一种。
11.所述双酚f型环氧树脂为170环氧树脂、354环氧树脂、862环氧树脂中的一种。
12.所述活性稀释剂为1,4-丁二醇二缩水甘油醚、十二至十四烷基缩水甘油醚、二聚酸二缩水甘油酯、蓖麻油三缩水甘油醚中的一种。
13.所述增韧剂为日本钟渊m-711、陶氏exl-2330、exl-2670、廊坊金岛奇士p24f中的一种或多种。
14.所述偶联剂1为kh560、kbm1003、kh570中的一种。
15.所述导热阻燃填料为佛山三水金戈生产的drhy-136、drhy-111、drhy-036以及drhy-144中的一种或多种。
16.所述触变剂为气相二氧化硅。
17.所述炭黑为乙炔炭黑。
18.所述胺类固化剂为廊坊金岛奇士生产的环保型改性脂肪胺f7671、改性聚醚胺m2303、福建王牌生产的改性脂肪胺615sk、中研科技生产改性胺1755中的一种或多种，四种固化剂具体参数如下表1：
19.表1
20.所述偶联剂2为kh550、a1120、kh540中的一种。
21.所述a、b组分的混合比例为体积比1:1。
22.所述一种用于动力电池pack结构粘接的导热环氧树脂胶黏剂的制备方法，具体步骤包括：
23.a组分的制备：首先按比例分别将双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、增韧剂加入到搅拌釜中，转速1500r/min，温度控制在80-100℃，搅拌至完全溶解；然后冷却降温至30-40℃，按比例加入稀释剂、偶联剂1、导热阻燃填料及炭黑，转速1800r-2000r/min，温度控制在50℃以下，真空度保持在0.07mpa-0.1mpa，搅拌至混合均匀；最后按比例加入触变剂，转速1800r-2000r/min，温度控制在60℃以下，真空度保持在0.07mpa-0.1mpa，搅拌至混合均匀，冷却至30℃，即可得到a组分。
24.b组分的制备：首先按比例分别将胺类固化剂、导热阻燃填料、偶联剂2加入到反应釜中，转速1800r-2000r/min，温度控制在40℃以下，真空度保持在0.07mpa-0.1mpa，搅拌至混合均匀；最后按比例加入触变剂，转速1800r-2000r/min，温度控制在50℃以下，真空度保
持在0.07mpa-0.1mpa，搅拌至混合均匀，冷却至30℃，即可得到b组分。
25.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1.对未做任何表面处理的pi、pet和铝合金具有优异的粘接性能，对pi、pet粘接剪切强度＞3.5mpa，对未做表面处理的铝合金粘接剪切强度≥8mpa。2.具有优异的耐老化性能，双85老化1200h，对未做表面处理铝合金的粘接剪切强度衰减＜10％；-40℃/2h-150℃/2h，冷热冲击循环200次，对未做表面处理的铝合金的粘接剪切强度衰减＜5％。3.操作时间30-40min，施胶后1.5h内，直流电压1000v，胶层厚度2mm，绝缘电阻＞600mω；交流电压1800v，胶层厚度2mm-3mm，施胶0.5h内，漏电电流＜0.05ma，满足工艺节拍的要求。具体实施实例
26.实施例1所述a组分，按重量百分数计，由以下原料组成：所述b组分，按重量百分数计，由以下原料组成：(1)a组分的制备：首先分别将14％的128环氧树脂、12％的170环氧树脂、4％的m-711加入到搅拌釜中，转速1500r/min，温度控制在90℃，搅拌至完全溶解；然后冷却降温至35℃，加入3％的1,4-丁二醇二缩水甘油醚、2.8％的kh560、63％的drhy-136及0.2％的乙炔炭黑，转速1800r/min，温度控制在50℃以下，真空度保持在0.07mpa-0.1mpa，搅拌至混合均匀；最后加入1％的气相二氧化硅，转速2000r/min，温度控制在60℃以下，真空度保持在0.07mpa-0.1mpa，搅拌至混合均匀，冷却至30℃，即可得到a组分。(2)b组分的制备：首先分别将22％的f7671、6％的m2303、70％的drhy-136以及1％的kh550加入到反应釜中，转速1800r/min，温度控制在40℃以下，真空度保持在0.07mpa-0.1mpa，搅拌至混合均匀；最后加入1％的气相二氧化硅，转速2000r/min，温度控制在50℃以下，真空度保持在0.07mpa-0.1mpa，搅拌至混合均匀，冷却至30℃，即可得到b组分。
27.实施例2所述a组分，按重量百分数计，由以下原料组成：
所述b组分，按重量百分数计，由以下原料组成：(1)a组分的制备：首先分别将16％的618环氧树脂、9％的354环氧树脂、2％的exl-2330、1％的exl-2670加入到搅拌釜中，转速1500r/min，温度控制在100℃，搅拌至完全溶解；然后冷却降温至35℃，加入4％的十二至十四烷基缩水甘油醚、2.5％的kbm1003、64％的drhy-111及0.2％的乙炔炭黑，转速1800r/min，温度控制在50℃以下，真空度保持在0.07mpa-0.1mpa，搅拌至混合均匀；最后加入1％的气相二氧化硅，转速2000r/min，温度控制在60℃以下，真空度保持在0.07mpa-0.1mpa，搅拌至混合均匀，冷却至30℃，即可得到a组分。(2)b组分的制备：首先分别将21％的615sk、5％的m2303、1％的a1120以及72％的drhy-111加入到反应釜中，转速1800r/min，温度控制在40℃以下，真空度保持在0.07mpa-0.1mpa，搅拌至混合均匀；最后加入1％的气相二氧化硅，转速2000r/min，温度控制在50℃以下，真空度保持在0.07mpa-0.1mpa，搅拌至混合均匀，冷却至30℃，即可得到b组分。
28.实施例3所述a组分，按重量百分数计，由以下原料组成：所述b组分，按重量百分数计，由以下原料组成：
(1)a组分的制备：首先分别将16％的828环氧树脂、8％的862环氧树脂、3％的p24f加入到搅拌釜中，转速1500r/min，温度控制在80℃，搅拌至完全溶解；然后冷却降温至35℃，加入4％的二聚酸二缩水甘油酯、2％的kh570、65.8％的drhy-036及0.2％的乙炔炭黑，转速1800r/min，温度控制在50℃以下，真空度保持在0.07mpa-0.1mpa，搅拌至混合均匀；最后加入1％的气相二氧化硅，转速2000r/min，温度控制在60℃以下，真空度保持在0.07mpa-0.1mpa，搅拌至混合均匀，冷却至30℃，即可得到a组分。(2)b组分的制备：首先分别将18％的f7671、5％的m2303、3％的1755、1.5％的kh540以及71％的drhy-036加入到反应釜中，转速1800r/min，温度控制在40℃以下，真空度保持在0.07mpa-0.1mpa，搅拌至混合均匀；最后加入1.5％的气相二氧化硅，转速2000r/min，温度控制在50℃以下，真空度保持在0.07mpa-0.1mpa，搅拌至混合均匀，冷却至30℃，即可得到b组分。
29.实施例4所述a组分，按重量百分数计，由以下原料组成：所述b组分，按重量百分数计，由以下原料组成：(1)a组分的制备：首先分别将16％的r-140环氧树脂、10％的170环氧树脂、2.5％的m-711加入到搅拌釜中，转速1500r/min，温度控制在90℃，搅拌至完全溶解；然后冷却降温至35℃，加入2％的蓖麻油三缩水甘油醚、2％的kh560、66％的drhy-144及0.3％的乙炔炭黑，转速1800r/min，温度控制在50℃以下，真空度保持在0.07mpa-0.1mpa，搅拌至混合均匀；最后加入1.2％的气相二氧化硅，转速2000r/min，温度控制在60℃以下，真空度保持在0.07mpa-0.1mpa，搅拌至混合均匀，冷却至30℃，即可得到a组分。(2)b组分的制备：首先分别将18.5％的615sk、9％的1755以及71.4％的drhy-144加入到反应釜中，转速1800r/min，温度控制在40℃以下，真空度保持在0.07mpa-0.1mpa，搅拌至
混合均匀；最后加入1.1％的气相二氧化硅，转速2000r/min，温度控制在50℃以下，真空度保持在0.07mpa-0.1mpa，搅拌至混合均匀，冷却至30℃，即可得到b组分。
30.以上实施例制成的一种用于动力电池pack结构粘接的导热环氧树脂胶黏剂，将a、b两个组份按体积比1:1混合，室温下固化7d，测试其在25℃对不做任何表面处理的pi、pet及铝合金的剪切强度，以及双85老化1200h，-40℃/2h-150℃/2h冷热冲击循环200次，对不做任何表面处理的铝合金的剪切强度。同时测试阻燃性、触变性、导热系数、操作时间、施胶后1.5h绝缘电阻，施胶后0.5h漏电电流。
31.本发明剪切强度按照gb/t7124-2008测试；阻燃性按ul-94标准测试；导热系数按astm d5470测试；触变性选用2rpm粘度值和20rpm粘度值的比值即触变指数表征，标准参照gb/t2794-2013；操作时间按照gb/t7123.1-2002测试；绝缘电阻及漏电电流测试采用内部测试方法。
32.绝缘电阻及漏电电流测试内部方法详细描述：(1)在一块金属板上涂胶，涂胶面积25mm*20mm，然后与另一金属板搭接，胶层厚度2mm，在两块金属板之间施加1000v直流电压，测试固化1.5h的绝缘电阻值；(2)在一块金属板上涂胶，涂胶面积25mm*20mm，然后与另一金属板搭接，胶层厚度2mm，在两块金属板之间施加1800v交流电压，测试固化0.5h的漏电电流，交流电压施加时间30s。
33.具体测试结果如表2所示：
34.表2从表2中数据可以看出本发明一种用于动力电池pack结构粘接的导热环氧树脂胶黏剂，对不做任何表面处理的pi、pet及铝合金具有优异的粘接性能，老化性能极佳，同时具有高导热、高阻燃特性，满足电池pack结构粘接导热要求，同时操作时间适宜，较快的电阻上升速度，高触变性，满足工艺要求及工艺节拍。符合欧盟rohs2.0指令以及reach最新法规。
35.上所述仅是本发明的较佳实施例，本发明并不局限于上述的具体实施实例，凡是本领域技术人员在本发明基础上所做出的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。