一种聚氨酯导热结构胶的制作方法

本发明属于胶粘剂，涉及一种聚氨酯导热结构胶。

背景技术：

1、随着新能源汽车的快速发展，动力电池的需求也日益增长，对动力电池胶粘剂的需求也急速增长。聚氨酯结构胶具有存储周期长、模量可调、安全环保等优势，在动力电池中粘接领域得到了广泛的应用。然而双组分的聚氨酯结构胶在储存和固化的过程中，对于湿气异常敏感，当生产线长时间停顿或者保存有结构胶的容器密封性差时，含有多异氰酸酯的组分容易与空气中的水分反应，不但导致结构胶变质粘接性能变差，还会出现结皮现象导致混胶管堵塞。

2、综上，如何在保证聚氨酯导热结构胶具有良好导热性能和粘接性能的基础上，有效延长其开放时间是本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种聚氨酯导热结构胶，该结构胶通过在a组分和b组分中分别加入呈现碱性的有机碱包覆改性的无机填料和呈现酸性的有机酸包覆改性的无机填料，使结构胶兼具优异的粘接性能、良好的导热性能和长的开放时间。

2、本发明提供一种聚氨酯导热结构胶，包括体积比为(0.9～1.1):1的a组分和b组分；

3、所述a组分按照质量百分含量包括：蓖麻油15wt％～35wt％、第一聚酯多元醇5wt％～14wt％、扩链剂2wt％～5wt％、偶联剂0.5wt％～2.5wt％、催化剂0.02wt％～0.08wt％、第一改性无机填料50wt％～70wt％、分子筛5wt％～8wt％、疏水型二氧化硅0.5wt％～2.5wt％；

4、所述b组分按照质量百分含量包括：端异氰酸酯基聚氨酯预聚体5wt％～15wt％、异氰酸酯5wt％～15wt％、第二改性无机填料50wt％～70wt％、除水剂0.5wt％～2.5wt％、疏水型二氧化硅0.3wt％～1.5wt％、增塑剂0～3.5wt％；

5、所述第一改性无机填料包括第一无机填料和包覆于所述第一无机填料表面的第一改性层，所述第一改性层包括有机碱；

6、所述第二改性无机填料包括第二无机填料和包覆于所述第二无机填料表面的第二改性层，所述第二改性层包括有机酸。

7、如上所述的聚氨酯导热结构胶，其中，所述端异氰酸酯基聚氨酯预聚体通过第二聚酯多元醇和异氰酸酯按照质量比(20～50)：(50～80)反应得到；

8、优选地，所述第二聚酯多元醇通过二元醇与二元羧酸聚合后得到；所述第二聚酯多元醇的分子量为500～3500da，羟值为30～224mgkoh/g。

9、如上所述的聚氨酯导热结构胶，其中，所述二元醇选自支链化二元醇，优选甲基丙二醇、甲基戊二醇、驱蚊醇中的一种或多种，更优选驱蚊醇。

10、如上所述的聚氨酯导热结构胶，其中，所述二元醇选自驱蚊醇，且所述第二聚酯多元醇的分子量为2800～3200da，羟值为32～40mgkoh/g。

11、如上所述的聚氨酯导热结构胶，其中，所述有机酸的pka值为2～5，沸点＞100℃，溶解度＞0.1g/100g水；

12、和/或，所述有机碱的pkb值为0.5～4，溶解度＞0.1g/100g水。

13、如上所述的聚氨酯导热结构胶，其中，所述有机酸选自丙酮酸、巴比妥酸、乳酸中的一种或多种；

14、和/或，所述有机碱选自1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯。

15、如上所述的聚氨酯导热结构胶，其中，所述第一无机填料和所述第二无机填料各自独立地选自氧化铝、氢氧化铝、氧化镁中的一种或多种。

16、如上所述的聚氨酯导热结构胶，其中，所述第一改性无机填料通过包括以下步骤的方法制备得到：将所述第一无机填料分散于去离子水中，再向其中加入所述有机碱，得到固含量为40％～60％的第一分散体，再向所述第一分散体中加入第一硅烷偶联剂，在60～80℃反应30min～60min，得到所述第一改性无机填料；所述有机碱的加入量为所述第一分散体中去离子水质量的100～1000ppm，优选为200～500ppm；

17、和/或，所述第二改性无机填料通过包括以下步骤的方法制备得到：将所述第二无机填料分散于去离子水中，再向其中加入所述有机酸，得到固含量为40％～60％的第二分散体，再向所述第二分散体中加入第二硅烷偶联剂，在60～80℃反应30min～60min，得到所述第二改性无机填料；所述有机酸的加入量为所述第二分散体中去离子水质量的0.1～10ppm，优选为0.5～2.5ppm。

18、如上所述的聚氨酯导热结构胶，其中，所述第一硅烷偶联剂和所述第二硅烷偶联剂各自独立地选自十二烷基三乙氧基硅烷、十八烷基三乙氧基硅烷偶联剂、十六烷基三乙氧基硅烷偶联剂中的一种或多种。

19、如上所述的聚氨酯导热结构胶，其中，所述扩链剂选自一缩二丙二醇、一缩二乙二醇、1,2-丙二醇中的一种或多种；

20、和/或，所述除水剂选自甲苯磺酰异氰酸酯、原甲酸三乙酯中的一种或多种；

21、和/或，所述异氰酸酯选自4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯中的一种或多种；

22、和/或，所述催化剂选自脂肪族胺类催化剂、有机金属催化剂中的一种或多种。

23、本发明的实施，至少具有以下有益效果：

24、本发明提供的聚氨酯导热结构胶是一种具有a组分和b组分的双组分导热结构胶，其中，b组分中第二改性无机填料表面包覆的改性层中的有机酸可与异氰酸酯遇水反应生成的副产物伯胺类化合物反应，增长b组分的开放时间，避免其出现结皮现象，而a组分和b组分混合后，a组分中第一改性无机填料表面包覆的改性层中的有机碱可与b组分中未反应完的有机酸发生酸碱中和反应使得结构胶整体呈现中间或弱碱性，避免对粘接基材的腐蚀，保证结构胶具有良好的粘接性能，同时，无机填料基体具有良好的导热性能，能够使结构胶具有较高的导热系数。综上，本发明的聚氨酯导热结构胶兼具粘接性能好、导热性能好、开放时间长的优势。

技术特征：

1.一种聚氨酯导热结构胶，其特征在于，包括体积比为(0.9～1.1):1的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，所述端异氰酸酯基聚氨酯预聚体通过第二聚酯多元醇和异氰酸酯按照质量比(20～50)：(50～80)反应得到；

3.根据权利要求2所述的聚氨酯导热结构胶，其特征在于，所述二元醇选自支链化二元醇，优选甲基丙二醇、甲基戊二醇、驱蚊醇中的一种或多种，更优选驱蚊醇。

4.根据权利要求3所述的聚氨酯导热结构胶，其特征在于，所述二元醇选自驱蚊醇，且所述第二聚酯多元醇的分子量为2800-3200da，羟值为32-40mgkoh/g。

5.根据权利要求1-4任一项所述的聚氨酯导热结构胶，其特征在于，所述有机酸的pka值为2～5，沸点＞100℃，溶解度＞0.1g/100g水；

6.根据权利要求1-5任一项所述的聚氨酯导热结构胶，其特征在于，所述有机酸选自丙酮酸、巴比妥酸、乳酸中的一种或多种；

7.根据权利要求1或6所述的聚氨酯导热结构胶，其特征在于，所述第一无机填料和所述第二无机填料各自独立地选自氧化铝、氢氧化铝、氧化镁中的一种或多种。

8.根据权利要求1或6所述的聚氨酯导热结构胶，其特征在于，所述第一改性无机填料通过包括以下步骤的方法制备得到：将所述第一无机填料分散于去离子水中，再向其中加入所述有机碱，得到固含量为40％～60％的第一分散体，再向所述第一分散体中加入第一硅烷偶联剂，在60～80℃反应30min～60min，得到所述第一改性无机填料；所述有机碱的加入量为所述第一分散体中去离子水质量的100～1000ppm，优选为200～500ppm；

9.根据权利要求8所述的聚氨酯导热结构胶，其特征在于，所述第一硅烷偶联剂和所述第二硅烷偶联剂各自独立地选自十二烷基三乙氧基硅烷、十八烷基三乙氧基硅烷偶联剂、十六烷基三乙氧基硅烷偶联剂中的一种或多种。

10.根据权利要求1所述的聚氨酯导热结构胶，其特征在于，所述扩链剂选自一缩二丙二醇、一缩二乙二醇、1,2-丙二醇中的一种或多种；

技术总结
本发明提供一种聚氨酯导热结构胶。该聚氨酯导热结构胶包括体积比为(0.9‑1.1):1的A组分和B组分；A组分按照特定质量含量包括：蓖麻油、聚酯多元醇、扩链剂、偶联剂、催化剂、第一改性无机填料、分子筛、疏水型二氧化硅；B组分按照特定质量含量包括：端异氰酸酯基聚氨酯预聚体、异氰酸酯、第二改性无机填料、除水剂、疏水型二氧化硅、增塑剂。本发明的聚氨酯导热结构胶兼具优异的粘接性能、良好的导热性能和长的开放时间。

技术研发人员：顾晓艺,郑妙生,黄海江,赵海川
受保护的技术使用者：铠博新材料（天津）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/10