CN106634633B - 一种用于动力电池封装的丙烯酸酯胶 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于动力电池封装的丙烯酸酯胶，涉及丙烯酸酯结构胶领域，该丙烯酸酯胶包括1份氧化剂和0.5～3份还原剂；氧化剂包括40～60份甲基丙烯酸四氢呋喃酯、5～10份甲基丙烯酸甲酯、5～10份氯磺化聚乙烯、1～5份甲基丙烯酸三羟甲基丙烯酸酯、0.5～3份稳定剂、5～8份异丙苯过氧化氢、2～4份气相白炭黑；还原剂包括40～60份甲基丙烯酸四氢呋喃酯、5～10份甲基丙烯酸甲酯、5～10份SBS、1～4份硫脲、0.5～3份N,N－二羟乙基对甲苯胺、1～6份甲基丙烯酸、0.5～2份稳定剂、2～4份气相白炭黑和1～3份消泡剂。本发明在使用时放热量较低，封装成型后的胶内部结构比较均匀，没有气孔和波纹，能够提高电池的安全可靠性。

Description

一种用于动力电池封装的丙烯酸酯胶
技术领域
本发明涉及丙烯酸酯结构胶领域，具体涉及一种用于动力电池封装的丙烯酸酯胶。
背景技术
动力电池是为电动汽车、电动列车、电动自行车、高尔夫球车等提供动力的电源，由于其需要提供的电能较大，因此，动力电池不仅需要有较高的能量和功率，还需要具有较高的能量密度和安全可靠性。
目前的动力电池大多采用丙烯酸酯胶对电池正负极之间铜线与铝排的粘接及灌封，由于动力电池通常体积较大，需要灌封的深度较深，单次用胶量较多，由于电动汽车、电动列车、电动自行车、高尔夫球车在行驶过程中均会发生振动，且使用环境的温度、湿度等变化较大。
但是，现有的丙烯酸酯胶在使用时会放出大量的热量，导致胶层表面出现大量的气孔、体积发生膨胀，封装后的电池内部存在大量气孔和波纹，使用过程中当车辆发生振动、环境温度发生变化时，均会导致电池内部结构发生变化，使得电池的安全可靠性降低，使用时比较危险。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于动力电池封装的丙烯酸酯胶，使用时放热量较低，封装成型后的胶内部结构比较均匀，没有气孔和波纹，能够提高电池的安全可靠性。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种用于动力电池封装的丙烯酸酯胶，
所述丙烯酸酯胶包括1份氧化剂和0.5～3份还原剂；
所述氧化剂包括40～60份甲基丙烯酸四氢呋喃酯、5～10份甲基丙烯酸甲酯、5～10份氯磺化聚乙烯、1～5份甲基丙烯酸三羟甲基丙烯酸酯、0.5～3份稳定剂、5～8份异丙苯过氧化氢、2～4份气相白炭黑；
所述还原剂包括40～60份甲基丙烯酸四氢呋喃酯、5～10份甲基丙烯酸甲酯、5～10份SBS、1～4份硫脲、0.5～3份N,N－二羟乙基对甲苯胺、1～6份甲基丙烯酸、0.5～2份稳定剂、2～4份气相白炭黑和1～3份消泡剂；所述硫脲为四甲基硫脲；所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷和聚氧丙烯甘油醚中的混合物。
在上述技术方案的基础上，所述丙烯酸酯胶包括1份氧化剂和1～2份还原剂；
所述氧化剂包括45～55份甲基丙烯酸四氢呋喃酯、7～8份甲基丙烯酸甲酯、7～9份氯磺化聚乙烯、2～4份甲基丙烯酸三羟甲基丙烯酸酯、1～2份稳定剂、6～7份异丙苯过氧化氢、3～4份气相白炭黑；
所述还原剂包括45～55份甲基丙烯酸四氢呋喃酯、6～9份甲基丙烯酸甲酯、6～9份SBS、2～3份硫脲、1～2份N,N－二羟乙基对甲苯胺、3～5份甲基丙烯酸、1～1.5份稳定剂、2.5～3.5份气相白炭黑和1.5～2份消泡剂。
在上述技术方案的基础上，所述丙烯酸酯胶包括1份氧化剂和1份还原剂；
所述氧化剂包括60份甲基丙烯酸四氢呋喃酯、10份甲基丙烯酸甲酯、10份氯磺化聚乙烯、5份甲基丙烯酸三羟甲基丙烯酸酯、3份稳定剂、8份异丙苯过氧化氢和4份气相白炭黑；
所述还原剂组分包括60份甲基丙烯酸四氢呋喃酯、10份甲基丙烯酸甲酯、10份SBS、4份硫脲，3份N,N-二羟乙基对甲苯胺、6份甲基丙烯酸、2份稳定剂、4份气相白炭黑和1份消泡剂。
在上述技术方案的基础上，所述稳定剂是氢醌、萘醌、2,6-二叔丁基对(二甲氨甲基)苯酚、EDTA四钠盐中的至少一种。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明中的一种用于动力电池封装的丙烯酸酯胶，氧化剂中包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸三羟甲基丙烯酸酯和异丙苯过氧化氢，能够预先进行一部分氧化还原反应，即预反应或引发反应，以释放部分热量，将氧化剂中的其他组分加热，不仅便于将其他组分如稳定剂和气相白炭黑等混合均匀，形成均一的氧化体系，且能够形成活性较高的氧化体系，然后再与还原剂反应，能够避免反应过快造成大量集中放热，能够将反应中的温度控制在80℃以下，避免聚热导致危险，也能够防止温度过高导致丙烯酸酯胶在使用时由于热涨溢出，且防止丙烯酸酯胶内产生气泡和冷却后体积变化过大，固化时间小于10min，固化后体积变化小于1％，能够用于电池封装，封装成型后的胶内部结构比较均匀，没有气孔和波纹。
(2)本发明中的一种用于动力电池封装的丙烯酸酯胶，能够形成良好的粘合体系，各添加剂如稳定剂、氯化聚乙烯等能够均匀分散在氧化还原反应形成的高分子交联体系中，胶的粘度小于5000CPS，剪切强度大于10MPa。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明实施例提供一种用于动力电池封装的丙烯酸酯胶，所述丙烯酸酯胶包括1份氧化剂和0.5～3份还原剂。
氧化剂包括40～60份甲基丙烯酸四氢呋喃酯、5～10份甲基丙烯酸甲酯、5～10份氯磺化聚乙烯、1～5份甲基丙烯酸三羟甲基丙烯酸酯、0.5～3份稳定剂、5～8份异丙苯过氧化氢、2～4份气相白炭黑。
还原剂包括40～60份甲基丙烯酸四氢呋喃酯、5～10份甲基丙烯酸甲酯、5～10份SBS(Styrene Butadiene Styrene，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)、1～4份硫脲、0.5～3份N,N－二羟乙基对甲苯胺、1～6份甲基丙烯酸、0.5～2份稳定剂、2～4份气相白炭黑和1～3份消泡剂。
本发明的氧化剂中包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸三羟甲基丙烯酸酯和异丙苯过氧化氢，能够预先进行一部分氧化还原反应，即预反应或引发反应，以释放部分热量，将氧化剂中的其他组分加热，不仅便于将其他组分如稳定剂和气相白炭黑等混合均匀，形成均一的氧化体系，且能够形成活性较高的氧化体系，然后再与还原剂反应，能够避免反应过快造成大量集中放热，能够将反应中的温度控制在80℃以下，避免聚热导致危险，也能够防止温度过高导致丙烯酸酯胶在使用时由于热涨溢出，且防止丙烯酸酯胶内产生气泡和冷却后体积变化过大，本实施例中，固化时间小于10min，固化后体积变化小于1％。
且在该条件下能够形成良好的粘合体系，各添加剂如稳定剂、氯化聚乙烯等能够均匀分散在氧化还原反应形成的高分子交联体系中，得到性能较好的粘合剂。
本发明中的丙烯酸酯胶的配比根据实际需要在上述范围内选择，本实施例中，其配比还可以为：丙烯酸酯胶包括1份氧化剂和1～2份还原剂，氧化剂包括45～55份甲基丙烯酸四氢呋喃酯、7～8份甲基丙烯酸甲酯、7～9份氯磺化聚乙烯、2～4份甲基丙烯酸三羟甲基丙烯酸酯、1～2份稳定剂、6～7份异丙苯过氧化氢、3～4份气相白炭黑；还原剂包括45～55份甲基丙烯酸四氢呋喃酯、6～9份甲基丙烯酸甲酯、6～9份SBS、2～3份硫脲、1～2份N,N－二羟乙基对甲苯胺、3～5份甲基丙烯酸、1～1.5份稳定剂、2.5～3.5份气相白炭黑和1.5～2份消泡剂。
本发明的最佳配比为：丙烯酸酯胶包括1份氧化剂和1份还原剂，氧化剂包括60份甲基丙烯酸四氢呋喃酯、10份甲基丙烯酸甲酯、10份氯磺化聚乙烯、5份甲基丙烯酸三羟甲基丙烯酸酯、3份稳定剂、8份异丙苯过氧化氢和4份气相白炭黑；还原剂组分包括60份甲基丙烯酸四氢呋喃酯、10份甲基丙烯酸甲酯、10份SBS、4份硫脲，3份N,N-二羟乙基对甲苯胺、6份甲基丙烯酸、2份稳定剂、4份气相白炭黑和1份消泡剂。
稳定剂是氢醌、萘醌、2,6-二叔丁基对(二甲氨甲基)苯酚、EDTA四钠盐中的至少一种，硫脲是四甲基硫脲、乙撑硫脲中的至少一种，消泡剂为聚二甲基硅氧烷、聚氧丙烯甘油醚中的至少一种。
其中，稳定剂、硫脲和消泡剂在上述范围内的具体选用和配比对丙烯酸酯胶的最终产物没有实质性影响，因此，未对其具体的配比进行严格限定。
下面，通过7个实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
将80g甲基丙烯酸四氢呋喃酯、10g甲基丙烯酸甲酯、10g氯磺化聚乙烯、2g甲基丙烯酸三羟甲基丙烯酸酯、1g稳定剂、10g异丙苯过氧化氢和4g气相白炭黑混合均匀，得到氧化剂。
将80g甲基丙烯酸四氢呋喃酯、10g甲基丙烯酸甲酯、10gSBS、2g硫脲、1gN,N－二羟乙基对甲苯胺、2g甲基丙烯酸、1g稳定剂、4g气相白炭黑和2g消泡剂混合均匀，得到还原剂。
将20ml氧化剂与10ml还原剂混合，得到丙烯酸酯胶。
本实施例中，稳定剂选用质量比为1:2:5:7的氢醌、萘醌、2,6-二叔丁基对(二甲氨甲基)苯酚、EDTA四钠盐中的混合物，硫脲选用四甲基硫脲，消泡剂选用质量比为1:1的聚二甲基硅氧烷、聚氧丙烯甘油醚的混合物。
在常温(20～25℃，本实施例为24℃)试验过程中，以铜片或铝合金片作为试片，测得丙烯酸酯胶的粘度为4500CPS，混合过程中没有产生气泡，且放热峰值为75℃，灌注时间为4min，灌注量为30ml，固化时间(快速平稳)为8min，且固化后体积变化为0.2ml，小于1％，剪切强度为10.4MPa。
实施例2
将150g甲基丙烯酸四氢呋喃酯、18g甲基丙烯酸甲酯、21g氯磺化聚乙烯、10g甲基丙烯酸三羟甲基丙烯酸酯、6g稳定剂、20g异丙苯过氧化氢和9g气相白炭黑混合均匀，得到氧化剂。
将150g甲基丙烯酸四氢呋喃酯、20g甲基丙烯酸甲酯、19gSBS、8g硫脲、3gN,N－二羟乙基对甲苯胺、9g甲基丙烯酸、3.5g稳定剂、9g气相白炭黑和5g消泡剂混合均匀，得到还原剂。
将100ml氧化剂与50ml还原剂混合，得到丙烯酸酯胶。
本实施例中，稳定剂选用质量比为1:3是氢醌与2,6-二叔丁基对(二甲氨甲基)苯酚的混合物，硫脲选用质量比为1:2的四甲基硫脲与乙撑硫脲的混合物，消泡剂选用聚二甲基硅氧烷。
在常温(20～25℃，本实施例为23℃)试验过程中，以铜片或铝合金片作为试片，测得丙烯酸酯胶的粘度为4700CPS，混合过程中没有产生气泡，且放热峰值为80℃，灌注时间为5min，灌注量为30ml，固化时间(快速平稳)为9min，且固化后体积变化为0.25ml，小于1％，剪切强度为10.0MPa。
实施例3
将60g甲基丙烯酸四氢呋喃酯、10g甲基丙烯酸甲酯、10g氯磺化聚乙烯、5g甲基丙烯酸三羟甲基丙烯酸酯、3g稳定剂、8g异丙苯过氧化氢和4g气相白炭黑混合均匀，得到氧化剂。
将60g甲基丙烯酸四氢呋喃酯、10g甲基丙烯酸甲酯、10gSBS、4g硫脲、3gN,N－二羟乙基对甲苯胺、6g甲基丙烯酸、2g稳定剂、4g气相白炭黑和1g消泡剂混合均匀，得到还原剂。
将10ml氧化剂与30ml还原剂混合，得到丙烯酸酯胶。
本实施例中，稳定剂选用质量比为1:6的氢醌和萘醌的混合物，硫脲选用乙撑硫脲，消泡剂选用聚氧丙烯甘油醚。
在常温(20～25℃，本实施例为23℃)试验过程中，以铜片或铝合金片作为试片，测得丙烯酸酯胶的粘度为4600CPS，混合过程中没有产生气泡，且放热峰值为75℃，灌注时间为4.5min，灌注量为30ml，固化时间(快速平稳)为9min，且固化后体积变化为0.15ml，小于1％，剪切强度为10.4MPa。
实施例4
将90g甲基丙烯酸四氢呋喃酯、15g甲基丙烯酸甲酯、15g氯磺化聚乙烯、4g甲基丙烯酸三羟甲基丙烯酸酯、2g稳定剂、12g异丙苯过氧化氢和6g气相白炭黑混合均匀，得到氧化剂。
将90g甲基丙烯酸四氢呋喃酯、12g甲基丙烯酸甲酯、12gSBS、4g硫脲、2gN,N－二羟乙基对甲苯胺、6g甲基丙烯酸、2g稳定剂、5g气相白炭黑和3g消泡剂混合均匀，得到还原剂。
将20ml氧化剂与20ml还原剂混合，得到丙烯酸酯胶。
本实施例中，稳定剂选用质量比为1:3:9的萘醌、2,6-二叔丁基对(二甲氨甲基)苯酚和EDTA四钠盐的混合物，硫脲选用质量比为3:2的四甲基硫脲与乙撑硫脲的混合物，消泡剂选用质量比为3:4的聚二甲基硅氧烷与聚氧丙烯甘油醚的混合物。
在常温(20～25℃，本实施例为20℃)试验过程中，以铜片或铝合金片作为试片，测得丙烯酸酯胶的粘度为4900CPS，混合过程中没有产生气泡，且放热峰值为80℃，灌注时间为5min，灌注量为30ml，固化时间(快速平稳)为8.5min，且固化后体积变化为0.23ml，小于1％，剪切强度为10.2MPa。
实施例5
将55g甲基丙烯酸四氢呋喃酯、8g甲基丙烯酸甲酯、9g氯磺化聚乙烯、4g甲基丙烯酸三羟甲基丙烯酸酯、2g稳定剂、7g异丙苯过氧化氢和4g气相白炭黑混合均匀，得到氧化剂。
将55g甲基丙烯酸四氢呋喃酯、9g甲基丙烯酸甲酯、9gSBS、3g硫脲、2gN,N－二羟乙基对甲苯胺、5g甲基丙烯酸、1.5g稳定剂、3.5g气相白炭黑和2g消泡剂混合均匀，得到还原剂。
将10ml氧化剂与20ml还原剂混合，得到丙烯酸酯胶。
本实施例中，稳定剂选用2,6-二叔丁基对(二甲氨甲基)苯酚，硫脲选用四甲基硫脲，消泡剂选用聚氧丙烯甘油醚。
在常温(20～25℃，本实施例为25℃)试验过程中，以铜片或铝合金片作为试片，测得丙烯酸酯胶的粘度为4950CPS，混合过程中没有产生气泡，且放热峰值为78℃，灌注时间为5min，灌注量为30ml，固化时间(快速平稳)为8min，且固化后体积变化为0.27ml，小于1％，剪切强度为10.3MPa。
实施例6
本实施例中，除了稳定剂选用EDTA四钠盐，消泡剂选用聚氧丙烯甘油醚外，其他条件和试验结果均与实施例1相同。
实施例7
本实施例中，除了稳定剂选用质量比为1:1的氢醌和萘醌外，其他条件和试验结果均与实施例1相同。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (4)

1.一种用于动力电池封装的丙烯酸酯胶，其特征在于：
所述丙烯酸酯胶包括1份氧化剂和0.5～3份还原剂；
所述氧化剂包括40～60份甲基丙烯酸四氢呋喃酯、5～10份甲基丙烯酸甲酯、5～10份氯磺化聚乙烯、1～5份甲基丙烯酸三羟甲基丙烯酸酯、0.5～3份稳定剂、5～8份异丙苯过氧化氢、2～4份气相白炭黑；
所述还原剂包括40～60份甲基丙烯酸四氢呋喃酯、5～10份甲基丙烯酸甲酯、5～10份SBS、1～4份硫脲、0.5～3份N,N－二羟乙基对甲苯胺、1～6份甲基丙烯酸、0.5～2份稳定剂、2～4份气相白炭黑和1～3份消泡剂；所述硫脲为四甲基硫脲；所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷和聚氧丙烯甘油醚中的混合物。
2.如权利要求1所述的一种用于动力电池封装的丙烯酸酯胶，其特征在于：
所述丙烯酸酯胶包括1份氧化剂和1～2份还原剂；
所述氧化剂包括45～55份甲基丙烯酸四氢呋喃酯、7～8份甲基丙烯酸甲酯、7～9份氯磺化聚乙烯、2～4份甲基丙烯酸三羟甲基丙烯酸酯、1～2份稳定剂、6～7份异丙苯过氧化氢、3～4份气相白炭黑；
所述还原剂包括45～55份甲基丙烯酸四氢呋喃酯、6～9份甲基丙烯酸甲酯、6～9份SBS、2～3份硫脲、1～2份N,N－二羟乙基对甲苯胺、3～5份甲基丙烯酸、1～1.5份稳定剂、2.5～3.5份气相白炭黑和1.5～2份消泡剂。
3.如权利要求1所述的一种用于动力电池封装的丙烯酸酯胶，其特征在于：
所述丙烯酸酯胶包括1份氧化剂和1份还原剂；
所述氧化剂包括60份甲基丙烯酸四氢呋喃酯、10份甲基丙烯酸甲酯、10份氯磺化聚乙烯、5份甲基丙烯酸三羟甲基丙烯酸酯、3份稳定剂、8份异丙苯过氧化氢和4份气相白炭黑；
所述还原剂组分包括60份甲基丙烯酸四氢呋喃酯、10份甲基丙烯酸甲酯、10份SBS、4份硫脲，3份N,N-二羟乙基对甲苯胺、6份甲基丙烯酸、2份稳定剂、4份气相白炭黑和1份消泡剂。
4.如权利要求1至3中任一项所述的一种用于动力电池封装的丙烯酸酯胶，其特征在于：所述稳定剂是氢醌、萘醌、2,6-二叔丁基对(二甲氨甲基)苯酚、EDTA四钠盐中的至少一种。
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