双组分聚氨酯粘合剂组合物的制作方法

本发明涉及双组分聚氨酯粘合剂组合物的领域。

背景技术：

1、对负担得起的、更高自主范围的电动车辆的需求导致电动车辆(ev)电池概念的创新快速加速。在过去十年期间，已经开发出更高的能量密度、更轻、更高耐用性和更经济的ev电池概念。

2、创新努力主要集中在两个方向：1.通过增加能量填充密度来扩大自主范围；以及2.降低电池的价格。在市场上存在若干种策略来实现电池单元的更高的能量密度，以便减轻重量并增加电池的自主范围，并且所有这些策略都包括热管理概念，以优化电池的操作条件和寿命。典型的电池单元在标准操作条件和充电期间产生热量。电池单元的最佳操作温度在25℃-40℃之间。由电池单元在操作期间产生的热量散发到冷却板上。电池单元或模块通过导热材料连接到冷却板。为了增加电池的机械稳定性，需要导热粘合剂。

3、降低电池成本的一种方式是降低其制造成本，例如生产步骤。为了降低粘合剂粘结(adhesive bond)的成本，减少或消除用于粘结的表面制备的步骤是一种方法。降低电池成本的另一种方式是缩短生产步骤的持续时间。

4、用于电池应用的导热粘合剂的理想要求是：

5、·1w/mk或更大的热导率；

6、·大于25％的断裂伸长率，以使具有不同热膨胀系数的材料能够粘结；

7、·阻燃性；

8、·低磨蚀性，减少了分配设备的维护；

9、·1010ωm或更大的体积电阻率；

10、·对电池组件中使用的多种材料(诸如裸铝、激光预处理的和镀镍的钢)的良好的粘附性。

11、实现这些特征的子集或全部是困难的。仍然需要新的和改进的导热粘合剂。

技术实现思路

1、在第一方面中，本发明提供了一种双组分导热聚氨酯粘合剂，其包含：

2、a.第一组分(异氰酸酯)，该第一组分包含通过使至少一种多元醇与至少一种多异氰酸酯反应制备的nco封端的预聚物；

3、b.第二组分(多元醇)，该第二组分包含通过使至少一种多元醇与至少一种多异氰酸酯反应制备的oh封端的预聚物和能够催化异氰酸酯基团与oh基团反应的催化剂；

4、其中组分a和/或组分b包含以下填料：

5、具有多峰粒度分布的三氢氧化铝；

6、具有球形颗粒形状的石墨；以及

7、纵横比大于2的石墨；

8、使得当将组分a和组分b混合在一起以形成粘合剂混合物时，该粘合剂混合物包含大于40wt％的三氢氧化铝和大于8wt％的石墨。

9、在第二方面中，本发明提供了一种用于制备粘合剂混合物的试剂盒，该试剂盒包含：

10、a.第一组分(异氰酸酯)，该第一组分包含通过使至少一种多元醇与至少一种多异氰酸酯反应制备的nco封端的预聚物；

11、b.第二组分(多元醇)，该第二组分包含通过使至少一种多元醇与至少一种多异氰酸酯反应制备的oh封端的预聚物和能够催化异氰酸酯基团与oh基团反应的催化剂；

12、其中组分a和/或组分b包含以下填料：

13、具有多峰粒度分布的三氢氧化铝；

14、具有球形颗粒形状的石墨；以及

15、纵横比大于2的石墨；

16、使得当将组分a和组分b混合在一起以形成粘合剂混合物时，该粘合剂混合物包含大于40wt％的三氢氧化铝和大于8wt％的石墨。

17、在第三方面中，本发明提供了一种用于粘合两个或更多个基材的方法，该方法包括以下步骤：

18、(1)提供双组分导热聚氨酯粘合剂，其包含：

19、a.第一组分(异氰酸酯)，该第一组分包含通过使至少一种多元醇与至少一种多异氰酸酯反应制备的nco封端的预聚物；

20、b.第二组分(多元醇)，该第二组分包含通过使至少一种多元醇与至少一种多异氰酸酯反应制备的oh封端的预聚物和能够催化异氰酸酯基团与oh基团反应的催化剂；

21、其中组分a和/或组分b包含以下填料：

22、具有多峰粒度分布的三氢氧化铝；

23、具有球形颗粒形状的石墨；以及

24、纵横比大于2的石墨；

25、使得当将组分a和组分b混合在一起以形成粘合剂混合物时，该粘合剂混合物包含大于40wt％的三氢氧化铝和大于8wt％的石墨；

26、(2)将第一组分和第二组分混合以获得粘合剂混合物；

27、(3)将该粘合剂混合物施加到第一基材上；

28、(4)使该第一基材与第二基材粘合接触；以及

29、(5)使该粘合剂混合物固化。

30、在第四方面中，本发明提供了一种粘附组件，其包括：

31、(1)第一基材；

32、(2)第二基材；

33、其中第一基材和第二基材使用固化的粘合剂彼此粘附，该固化的粘合剂由混合以下并使以下固化而产生：

34、a.第一组分(异氰酸酯)，该第一组分包含通过使至少一种多元醇与至少一种多异氰酸酯反应制备的nco封端的预聚物；以及

35、b.第二组分(多元醇)，该第二组分包含通过使至少一种多元醇与至少一种多异氰酸酯反应制备的oh封端的预聚物和能够催化异氰酸酯基团与oh基团反应的催化剂；

36、其中组分a和/或组分b包含以下填料：

37、具有多峰粒度分布的三氢氧化铝；

38、具有球形颗粒形状的石墨；以及

39、纵横比大于2的石墨；

40、使得当将组分a和组分b混合在一起以形成粘合剂混合物时，该粘合剂混合物包含大于40wt％的三氢氧化铝和大于8wt％的石墨。

1.一种双组分导热聚氨酯粘合剂，其包含：

2.如权利要求1所述的粘合剂，其中，用于制备所述nco封端的预聚物的所述至少一种多元醇是聚醚多元醇。

3.如权利要求1所述的粘合剂，其中，用于制备所述nco封端的预聚物的所述至少一种多元醇选自官能度≥2的多元醇。

4.如权利要求1所述的粘合剂，其中，用于制备所述nco封端的预聚物的所述至少一种多元醇的官能度为2。

5.如权利要求1所述的粘合剂，其中，用于制备所述nco封端的预聚物的所述多元醇选自聚(c2-c4环氧烷)多元醇，特别是聚(环氧乙烷)多元醇、聚(环氧丙烷)多元醇、聚(四氢呋喃)多元醇以及这些的混合物。

6.如权利要求1所述的粘合剂，其中，用于制备所述nco封端的预聚物的所述多元醇是聚(环氧丙烷)多元醇。

7.如权利要求1所述的粘合剂，其中，用于制备所述nco封端的预聚物的所述多元醇选自官能度为2-3的聚(环氧丙烷)多元醇。

8.如权利要求1所述的粘合剂，其中，用于制备所述nco封端的预聚物的所述至少一种多元醇具有400-2,500da的分子量。

9.如权利要求1所述的粘合剂，其中，用于制备所述nco封端的预聚物的所述至少一种多元醇优选地具有200-1,250g/eq的平均当量重量。

10.如权利要求1所述的粘合剂，其中，用于制备所述nco封端的预聚物的所述至少一种多元醇是多元醇的混合物。

11.如权利要求1所述的粘合剂，其中，用于制备所述nco封端的预聚物的所述至少一种多元醇是多元醇的混合物，其包括平均当量重量为200-250g/eq的多元醇和平均当量重量为475-550g/eq的多元醇。

12.如权利要求1所述的粘合剂，其中，用于制备所述nco封端的预聚物的所述至少一种多元醇是平均当量重量为200-250g/eq的基于聚(环氧丙烷)的多元醇和平均当量重量为475-550g/eq的基于聚(环氧丙烷)的多元醇的混合物。

13.如权利要求1所述的粘合剂，其中，用于制备所述nco封端的预聚物的所述至少一种多元醇是平均当量重量为200-250g/eq的基于聚(环氧丙烷)的二醇和平均当量重量为475-550g/eq的基于聚(环氧丙烷)的二醇的混合物。

14.如权利要求1所述的粘合剂，其中，用于制备所述nco封端的预聚物的所述至少一种多元醇包括平均当量重量为200-250g/eq的基于聚(环氧丙烷)的多元醇(p1)和平均当量重量为475-550g/eq的基于聚(环氧丙烷)的多元醇(p2)，其中p1:p2的比率为0.35-0.55。

15.如权利要求1所述的粘合剂，其中，用于制备所述nco封端的预聚物的所述至少一种多元醇是平均当量重量为200-250g/eq的基于聚(环氧丙烷)的二醇(p1)和平均当量重量为475-550g/eq的基于聚(环氧丙烷)的二醇(p2)的混合物，其中p1:p2的比率为0.35-0.55。