一种可自修复双组份聚氨酯导热胶的制备方法与流程

专利2026-05-07  6


本发明涉及高分子导热材料,具体涉及一种可自修复双组份聚氨酯导热胶的制备方法。


背景技术:

1、新能源电池是指用于存储和提供能量的电池,与传统的化石燃料能源相比,它具有更环保、可再生和可持续的特点。

2、近些年来,随着国内新能源汽车的快速发展,新能源电池的需求量急剧增加,在重大机遇面前,新能源电池的质量也遇到了极大的挑战,其中,新能源电池导热胶在整个新能源电池机组内起到至关重要的作用,直接影响电池的使用寿命和使用过程中的安全,电池导热胶是一种用于新能源电池散热的胶粘剂,通常用于填充电池组内部的空隙,以提高电池的散热性能。它具有以下作用:可以有效地将电池产生的热量传导到外部,降低电池温度,提高电池的工作效率和寿命;确保电池组各个部分之间的电绝缘,防止短路和漏电等问题;用于粘结电池组的各个部分,增强电池组的结构稳定性;导热胶具有阻燃特性,可提高电池组的安全性能。

3、在选择新能源电池导热胶时,需要考虑其导热性能、力学性能、粘接强度、耐温性、阻燃性等因素,以确保其能够满足电池的散热需求和安全要求。然而,考虑到新能源汽车在行驶过程中具有极大的震动和颠簸性,且电池组内的导热胶具有很多的粘结点位,部分粘结点震动起来有极大的破损概率,而且破损后很难及时发现,一旦破损,直接影响电池的使用安全,甚至可能会引起散热不及时带来自燃等安全事故。


技术实现思路

1、针对上述情况,为克服现有技术之缺陷,本发明之目的是提供一种可自修复双组份聚氨酯导热胶的制备方法,本发明方法制备的自修复双组份聚氨酯导热胶可用于新能源电池在静止状态下自行修复破损点位,期间完全不需要人工干预,减少了维护成本和时间,大大提高了新能源电池的安全性和永久性。

2、本发明解决的技术方案是,一种可自修复双组份聚氨酯导热胶的制备方法,由a组份、b组份按体积比1:1混合均匀制成;

3、其中,a组份(羟基组份)由以下步骤制成:

4、(1)将聚醚多元醇、扩链剂1投入到装有温度计、搅拌器、四氟三通和真空表的四口烧瓶中,抽真空至-0.095mpa以上,并加热至100~110℃,抽真空1.5~2h,除去原料中的水分,之后充氮气保护,得组合聚醚1,降温至25~50℃备用;

5、(2)将导热填料放入烘箱内,调节烘箱温度至130℃,烘干至少12h,除去填料中含有的水分,之后密封保存,降温至25~50℃备用;

6、(3)将组合聚醚1加入到双行星强力分散机内,同时开启公转搅拌(公转30r/min)和分散搅拌(分散800r/min),搅拌1h,逐步加入烘干后的导热填料、分子筛,边加边搅拌,待搅拌均匀无颗粒,加入防沉降剂、老化剂、催化剂、颜料,搅拌,抽真空15min,充氮气保护,得到导热胶a组份;

7、双组份聚氨酯导热胶b组份(nco组份)由以下步骤制成:

8、(1)将聚合异氰酸酯投入到装有温度计、搅拌器、四氟三通和真空表的四口烧瓶中,加热至75~80℃,之后再抽真空,氮气保护下逐步滴加含有二硫键的扩链剂2,加完以后在80℃下反应1.5h,之后降温至55~60℃,加入催化剂1,维持温度在55~60℃,反应1.5h,之后加入除水剂ptsi,搅拌均匀,得到含有二硫键的改性多异氰酸酯固化剂1,备用;

9、(2)将聚醚多元醇投入到装有温度计、搅拌器、四氟三通和真空表的四口烧瓶中,抽真空至-0.095mpa以上,并加热至100~110℃,抽真空1.5~2h,除去原料中的水分,降温至80℃,之后一次性投入异氰酸酯,保持温度在80~85℃,反应1.5h,得到预聚体1,备用;

10、(3)将改性多异氰酸酯固化剂1、预聚体1、增塑剂邻苯二甲酸二辛酯加入到双行星强力分散机内,之后同时开启搅拌(公转30r/min)和分散(分散800r/min),搅拌1h,逐步加入烘干后的导热填料、分子筛,边加边搅拌,待搅拌均匀无颗粒,加入防沉降剂、分散剂、偶联剂、颜料,搅拌抽真空15分钟,充氮气保护,得到导热胶b组份。

11、其中,所述聚醚多元醇为聚醚三元醇、聚四氢呋喃二元醇,聚醚三元醇分子量为400g/mol,聚四氢呋喃二元醇分子量为1000g/mol、亦可用到蓖麻油。

12、其中,所述扩链剂1为三羟甲基丙烷、1,4-丁二醇、二丙二醇、丙三醇中的一种或几种。

13、其中,所述聚合异氰酸酯为ipdi三聚体、hdi三聚体、多亚甲基多苯基异氰酸酯(pm-200)、4-4’二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi-100)中的一种或多种。

14、其中,所述催化剂1为二月桂酸二丁基锡、二氯二丁基锡中的一种或者两种混合。

15、其中,所述扩链剂2为含动态二硫键的2,2’-二氨基二苯二硫醚(2-daps)、4,4’-二氨基二苯二硫醚(4-daps)、3,3'-二羟基二苯二硫醚(3-ddps)、4,4'-二羟基二苯二硫醚(4-ddps)中的一种或者多种混合。

16、其中,所述导热填料为氢氧化铝、氮化铝、氧化铝、金刚石微粉中的一种或多种。

17、其中,所述分子筛为600目。

18、其中,所述抗老化剂为3-苯并三氮唑-5-叔丁基-4羟基苯基丙酸酯、双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸异辛酯中的一种或者多种混合。

19、其中,所述偶联剂为kh-560(3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷)。

20、其中,所述防沉降剂为气相二氧化硅,俗称白炭黑。

21、其中,所述颜料为中珞黄、中国红、炭黑、纯青蓝中的一种或多种。

22、其中,所述分散剂为三聚磷酸钠、焦磷酸钠、六偏磷酸钠中的一种或者多种混合。

23、本发明的自修复双组份聚氨酯导热胶,固化后依靠动态二硫键和多层次氢键来实现自修复功能,二硫键是一种动态共价键,在无需额外能量的情况下即可进行可逆的键合,因此它具有自愈合功能,当二硫键受到损伤时,它可以通过重排裂口处的二硫键来实现自我修复,拥有了自我修复的能力,可以在受到损伤后静态下自动恢复,保持良好的性能,提高了材料的耐久性、可靠性,进而大大提高了新能源电池的安全性能。



技术特征:

1.一种可自修复双组份聚氨酯导热胶的制备方法,其特征是:由a组份、b组份按体积比1:1混合均匀制成;

2.根据权利要求1所述的一种可自修复双组份聚氨酯导热胶的制备方法,其特征是:a组份(羟基组份)由以下步骤制成:

3.根据权利要求1所述的一种可自修复双组份聚氨酯导热胶的制备方法,其特征是:a组份重量配比:蓖麻油:22、二丙二醇:7.0、老化剂:1、氢氧化铝:35、分子筛:9、氮化铝:10、氧化铝:12、白炭黑:1.8、色浆:0.5、二月桂酸二丁基锡:0.02;

4.根据权利要求1所述的一种可自修复双组份聚氨酯导热胶的制备方法,其特征是:所述聚醚多元醇为聚醚三元醇、聚四氢呋喃二元醇,聚醚三元醇分子量为400g/mol,聚四氢呋喃二元醇分子量为1000g/mol、亦可用到蓖麻油;所述扩链剂1为三羟甲基丙烷、1,4-丁二醇、二丙二醇、丙三醇中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的一种可自修复双组份聚氨酯导热胶的制备方法,其特征是:所述聚合异氰酸酯为ipdi三聚体、hdi三聚体、多亚甲基多苯基异氰酸酯(pm-200)、4-4’二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi-100)中的一种或多种;所述催化剂1为二月桂酸二丁基锡、二氯二丁基锡中的一种或者两种混合。

6.根据权利要求1所述的一种可自修复双组份聚氨酯导热胶的制备方法,其特征是:所述扩链剂2为含动态二硫键的2,2’-二氨基二苯二硫醚(2-daps)、4,4’-二氨基二苯二硫醚(4-daps)、3,3'-二羟基二苯二硫醚(3-ddps)、4,4'-二羟基二苯二硫醚(4-ddps)中的一种或者多种混合;所述导热填料为氢氧化铝、氮化铝、氧化铝、金刚石微粉中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的一种可自修复双组份聚氨酯导热胶的制备方法,其特征是:所述分子筛为600目;所述抗老化剂为3-苯并三氮唑-5-叔丁基-4羟基苯基丙酸酯、双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸异辛酯中的一种或者多种混合。

8.根据权利要求1所述的一种可自修复双组份聚氨酯导热胶的制备方法,其特征是:所述偶联剂为kh-560(3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷);所述防沉降剂为气相二氧化硅,俗称白炭黑。

9.根据权利要求1所述的一种可自修复双组份聚氨酯导热胶的制备方法,其特征是:所述颜料为中珞黄、中国红、炭黑、纯青蓝中的一种或多种;所述分散剂为三聚磷酸钠、焦磷酸钠、六偏磷酸钠中的一种或者多种混合。


技术总结
本发明涉及高分子导热材料技术领域,具体涉及一种可自修复双组份聚氨酯导热胶的制备方法,由A组份(羟基组份)、B组份(NCO组份)按体积比1:1混合均匀制成;本发明的自修复双组份聚氨酯导热胶,固化后依靠动态二硫键和多层次氢键来实现自修复功能,二硫键是一种动态共价键,在无需额外能量的情况下即可进行可逆的键合,因此它具有自愈合功能,当二硫键受到损伤时,它可以通过重排裂口处的二硫键来实现自我修复,拥有了自我修复的能力,可以在受到损伤后静态下自动恢复,保持良好的性能,提高了材料的耐久性、可靠性,进而大大提高了新能源电池的安全性能。

技术研发人员:吴林志,武金笔,张文英
受保护的技术使用者:河南多耐保新材料有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/7/25
转载请注明原文地址: https://bbs.8miu.com/read-440035.html

最新回复(0)