一种双组份室温快速固化的全温域杂化结构胶及其制备方法和应用与流程

本发明属于胶粘剂领域，尤其涉及一种双组份室温快速固化的全温域杂化结构胶及其制备方法和应用。

背景技术：

1、随着新能源汽车行业的迅猛发展，新能源汽车动力电池也正迎来前所未有的发展机遇。相比于传统的电芯-模组-pack的三级结构，新电池包结构ctb/ctc需要使用大量胶黏剂来粘接固定，起到可靠连接、固定作用的同时，也要将电芯工作时产生的热量导出到外部散热部件，实现热管理的重要功能作用。

2、目前现有的新能源电池上写壳体粘接密封胶主要为ms胶。ms胶是类似于硅酮胶和pu胶的结合，具有硅酮胶优秀的弹性延伸率，耐候性佳，但是其固化速度慢、生产效率低。环氧胶和聚氨酯胶粘剂具有优异的粘接性能，粘接强度高，但环氧胶固化后硬度高，韧性差，在汽车行驶的震动过程中，胶体易开裂；聚氨酯胶粘剂湿热老化性能差，且在不同温度下性能变化大，不满足全温域结构胶的性能要求。

技术实现思路

1、为了解决以上技术问题，本发明提供一种双组份室温快速固化的全温域杂化结构胶及其制备方法，该杂化结构胶可以实现室温快速固化，24h的剪切强度可达到4.5mpa；该胶水具有较好的韧性，常温下断裂伸长率可达380％；且在-30～60℃温度下各性能参数变化率低，满足全温域使用需求。

2、一种双组份室温快速固化的全温域杂化结构胶，其特征在于，包括a组分和b组分；

3、所述a组分包括如下重量份的各原料：

4、改性硅烷封端聚醚50～80份，

5、硅烷偶联剂5～10份，

6、改性交联剂0.1～1份，

7、环氧固化剂5～10份，

8、填料5～10份，

9、除水剂1～3份；

10、所述b组分包括如下重量份的各原料：

11、环氧树脂60～90份，

12、填料5～10份，

13、催化剂0.1～1份；

14、所述a组分和b组分按照质量比为1：1～3：1配制杂化结构胶。

15、作为本发明优选的实施方案，所述a组分中改性硅烷封端聚醚选自以聚醚为主链的甲氧基改性硅烷封端聚醚或乙氧基改性硅烷封端聚醚；

16、作为本发明优选的实施方案，所述a组分中硅烷偶联剂选自3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种；所述的环氧固化剂选自脂肪胺类、芳香族、脂肪环类、改性胺类、叔胺类、酸酐类、低分子聚酰胺和潜伏性胺中的至少一种；所述的除水剂选自乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基甲基二甲氧基硅烷中的一种或几种；

17、作为本发明优选的实施方案，所述a、b组分中填料选自气相二氧化硅、气相氧化铝、氢氧化铝、氧化镁、氮化硼以及他们的改性物中的一种或多种。

18、作为本发明优选的实施方案，所述a组分中改性交联剂为采用四甲基环四硅氧烷、烯丙基缩水甘油醚、乙烯基三甲氧基硅烷在铂金催化剂的催化条件下反应制得，具体的制备方法包含以下步骤：

19、按照重量比1～1.5：1～1.5：1～1.5将四甲基环四硅氧烷、烯丙基缩水甘油醚、乙烯基三甲氧基硅烷置于反应器中，加入铂金催化剂在室温下反应30～60min，然后升温至100～120℃加热反应3～4h，最后升温至150～180℃脱挥1～2h，自然冷却至室温。

20、进一步的，铂金催化剂的用量为500～1000ppm，基于原料质量。

21、作为本发明优选的实施方案，所述b组分中环氧树脂选自双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、多酚型缩水甘油醚环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂和缩水甘油胺型环氧树脂的一种或几种；

22、作为本发明优选的实施方案，所述b组分中催化剂选自二月桂酸二辛基锡、二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二甲基锡、辛酸亚锡、氧化二丁基锡、氧化二辛基锡、二甲基硫醇锡、二丁基硫醇锡、二辛基硫醇锡、二丁基乙酰丙酮锡和二(乙酰基氧基)二丁基锡中的一种或几种；

23、一种如前文所述的双组份室温快速固化的全温域杂化结构胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

24、按照重量份，将改性硅烷封端聚醚、硅烷偶联剂、改性交联剂、环氧固化剂、填料、除水剂混合后搅拌均匀，得到a组分；

25、按照重量份，将环氧树脂、填料、催化剂混合后搅拌均匀，得到b组分；

26、将a组分和b组分按照质量比为1：1～3：1混合，搅拌均匀，得到双组份室温快速固化的全温域杂化结构胶。

27、一种如前文所述的双组份室温快速固化的全温域杂化结构胶在新能源电池领域中的应用，如新能源电池中的上下壳体密封粘接及其他类似结构的密封粘接。

28、与现有技术相比，本发明采用自制的改性交联剂，该交联剂与体系的相容性好，且含有的烷氧基和环氧基可以快速链接主体树脂，使其在室温条件下快速建立粘接强度，有效提高生产效率；同时，胶水断裂伸长率高，韧性好，且在-30℃到60℃的范围内，剪切强度、断裂伸长率及模量等相关性能变化较小，满足新能源电池在不同环境下的应用。本发明的双组份室温快速固化的全温域杂化结构胶制备原料易得、制备方法操作简单，具有优异的工业应用前景。

技术特征：

1.一种双组份室温快速固化的全温域杂化结构胶，其特征在于，包括a组分和b组分；

2.根据权利要求1所述的双组份室温快速固化的全温域杂化结构胶，其特征在于，所述a组分中改性硅烷封端聚醚选自以聚醚为主链的甲氧基改性硅烷封端聚醚或乙氧基改性硅烷封端聚醚。

3.根据权利要求1所述的双组份室温快速固化的全温域杂化结构胶，其特征在于，所述a组分中硅烷偶联剂选自3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种；和/或：所述环氧固化剂选自脂肪胺类、芳香族、脂肪环类、改性胺类、叔胺类、酸酐类、低分子聚酰胺和潜伏性胺中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的双组份室温快速固化的全温域杂化结构胶，其特征在于，所述a组分中除水剂选自乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基甲基二甲氧基硅烷中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的双组份室温快速固化的全温域杂化结构胶，其特征在于，所述b组分中的环氧树脂选自双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、多酚型缩水甘油醚环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂和缩水甘油胺型环氧树脂的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的双组份室温快速固化的全温域杂化结构胶，其特征在于，所述b组分中的催化剂选自二月桂酸二辛基锡、二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二甲基锡、辛酸亚锡、氧化二丁基锡、氧化二辛基锡、二甲基硫醇锡、二丁基硫醇锡、二辛基硫醇锡、二丁基乙酰丙酮锡和二(乙酰基氧基)二丁基锡中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的双组份室温快速固化的全温域杂化结构胶，所述a、b组分中的填料选自气相二氧化硅、气相氧化铝、氢氧化铝、氧化镁、氮化硼中的一种或多种。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的双组份室温快速固化的全温域杂化结构胶，其特征在于，所述改性交联剂的制备方法具体为：

9.一种根据权利要求1～8中任一项所述的双组份室温快速固化的全温域杂化结构胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求1～8中任一项所述的双组份室温快速固化的全温域杂化结构胶或权利要求9所述的制备方法制备得到的双组份室温快速固化的全温域杂化结构胶的应用，其特征在于，所述的结构胶用于新能源电池领域。

技术总结
本发明公开了一种双组份室温快速固化的全温域杂化结构胶及其制备方法。所述杂化结构胶，包括质量比为1：1～3：1的A组分和B组分；所述A组分包括改性硅烷封端聚醚、硅烷偶联剂、改性交联剂、环氧固化剂、填料、除水剂；所述B组分包括环氧树脂、填料、催化剂。所述杂化结构胶可以实现室温快速固化，24h的剪切强度可达到4.5MPa；该胶水具有较好的韧性，常温下断裂伸长率可达380％；且该胶水可实现‑30～60℃温度下各性能参数变化率低的全温域需求。

技术研发人员：田文平,朱文辉,李卫飞,韩颖
受保护的技术使用者：万华化学集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/18