CN112480865A - 一种新能源汽车线圈耐高温胶粘剂 - Google Patents

一种新能源汽车线圈耐高温胶粘剂 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新能源汽车线圈耐高温胶粘剂，其特征在于，包括：聚酰胺改性环氧树脂组分A和氨基酸封端的聚四亚甲基醚二醇酯组分B两部分，所述聚酰胺改性环氧树脂组分A为采用分子量为500‑3000的聚酰胺对线性的液体双酚A环氧树脂进行混合改性制备而得，所采用的聚酰胺与环氧树脂的摩尔比为聚酰胺/环氧＝1/2‑1/10；所述氨基酸封端的聚四亚甲基醚二醇酯组分B为如式1所示的固化剂。本发明通过使用聚酰胺改性环氧树脂组分A，可以有效的提高内热型和耐油性、耐渗油性；通过可调节的氨基酸和四亚甲基醚二醇制备出的端端基固化能够有效的提供柔韧性、耐热性和耐氧化降解效果。

Description

一种新能源汽车线圈耐高温胶粘剂
技术领域
本发明涉及胶粘剂制备领域，具体涉及一种在80-150℃条件下长期使用的新能源汽车线圈耐高温胶粘剂。
背景技术
新能源汽车通过电池的充放电实现能量的存储和驱动达到行驶的目的, 这就使得在新能源汽车上面含有更多的线路和线圈。汽车由于体积和重量比较大，另外气候的变化和使用环境具有多样品，所以要求对封装线圈所使用的胶粘剂能够具有出色的粘结效果，同时要具有比较好的耐热性和柔韧性，能够耐冬天的严寒天气和夏天的高温天气。相比较传统的汽车，新能源汽车对电器设备的安全性要求更高，需要能够在反复的充放电过程以及在行驶过程中的线路的保护作用更加牢固，因此，作为新能源的胶粘剂就要求在强度和耐性方面的要求也更高。往往常用可以耐低温并且具有柔韧性的胶粘剂，通常在高温情况下会出现一定的软化和蠕动，导致耐油性和粘结力的降低。尤其夏天在高温天气行驶过程中，有时会出现比较极端的温度高的情况，对于新能源汽车，所用的线圈的封装胶粘剂需要能够在比较极端的条件下保持足够的粘结力和稳定性，避免出现极端的发热，造成局部温度高于120℃，甚至超过150℃的现象，避免出现安全隐患。因此能够满足多种气候变化和提供高粘结强度的线圈封装胶粘剂是极为重要和迫切的。
环氧类胶粘剂通常为双组分的热固性胶粘剂，具有出色的耐热性和比较高的粘结强度，作为封装胶粘剂在汽车工业和电子工业得到了广泛的应用。但现有的绝大多数的环氧树脂的胶粘剂如果达到高粘结强度后，往往非常硬和脆，在低温条件下容易韧性降低和收缩，导致粘结失败，并且这种比较硬的胶粘剂由于具有非常高的交联密度，在维修过程中非常难以去除，造成维修困难。这类的胶粘剂是无法满足新能汽车线圈用的性能要求。使用增塑剂或者橡胶类增韧树脂，虽然可以一定程度上解决低温下发脆和收缩降低粘结力的问题，但是在温度升高后会导致增塑剂的渗出和胶粘剂发粘，出现粘结力迅速降低和流淌，这对线圈的封装是极为不利的。
中国发明专利申请公布号CN1869095A公开了一种聚酰胺改性环氧树脂固化剂，由重量份数：聚酰胺650或聚酰胺651的一种90-96，偶联剂KH-550 0.05-0.5，促进剂X-651、DMP-30、T31的一种或数种共1-10配置生产而成。本发明固化剂增韧明显，收缩性小，粘接力强，耐水性好，耐酸碱及耐候性好，制作工艺简单，无三废的产生。但是其没有具体的测试指标，而且通常聚酰胺的提供的比较多的是增强效果，很难满足低温和柔韧性的要求。
中国发明专利申请公布号CN108753231A公开了一种车身用聚酰胺改性环氧树脂结构胶包括以下组分及其重量份：环氧树脂50-75份；聚酰胺9-28份；固化剂15-30份；稀释剂8-15份；触变剂2-5份；填料25-50份；偶联剂3-5 份；增韧剂1-2份；缓蚀剂0.1-3份。本发明的车身用聚酰胺改性环氧树脂结构胶搭接剪接强度高；偶联剂的选取和使用，使填料能够更好的进行分散，提升了本发明的拉伸强度和抗冲击强度；聚酰胺和环氧树脂的选用，固化后形成网络结构，进一步提升抗冲击强度、拉伸强度、附着力和韧性。其只给出了搭接剪切强度、冲击剥离强度和拉伸强度指标，但是其没有给出耐高温性指标。
根据上面所述，作为新能源汽车用胶粘剂，首先需要保证能够适应在高低温条件下的粘结作用，所使用的胶粘剂需要能够在-20-150℃下都具有比较出色粘结强度。并且，由于汽车中的各种零件需要保持润滑，往往在工作环境中会出现润滑油浸入和渗透的情况，这也需要所使用的胶粘剂能够比较出色耐油性，避免出现由于渗油导致的粘结失败导致短路问题。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种新能源汽车线圈耐高温胶粘剂，其能够在极端温度环境下提供满足柔韧性需要的新能源汽车线圈耐高温胶粘剂。
为了实现本发明的目的，所采用的技术方案是：
一种新能源汽车线圈耐高温胶粘剂，该新能源汽车线圈耐高温胶粘剂能够长期在80-150℃条件下使用，其包括：
聚酰胺改性环氧树脂组分A和氨基酸封端的聚四亚甲基醚二醇酯组分B 两部分，所述聚酰胺改性环氧树脂组分A为采用分子量为500-3000的聚酰胺对线性的液体双酚A环氧树脂进行混合、加热后改性制备而得，所采用的聚酰胺与环氧树脂的摩尔比为聚酰胺/环氧＝1/2-1/10；
所述氨基酸封端的聚四亚甲基醚二醇酯组分B为如式1所示的固化剂，
Figure BDA0002828096140000031
其中R1为H、CH3、C2-C6的烷基或含有芳环结构的取代基中的任意一种或多种；R2为H、CH3、C2-C6的烷基或含有芳环结构的取代基中的任意一种或多种；所述R1和R2可以相同也可以不相同；
n的范围为8-25。当n小于8时柔韧性不能满足需要，当n大于25时所制备的胶粘剂太软强度不够。
本发明的聚酰胺改性环氧树脂组分A可以有效的提高该新能源汽车线圈耐高温胶粘剂可以有效的提高该新能源汽车线圈耐高温胶粘剂内热型和耐油性、耐渗油性。本发明的氨基酸封端的聚四亚甲基醚二醇酯组分B可以有效的提高产品的耐热性，同时提供出色的柔韧性。
在本发明的一个优选实施例中，所述聚酰胺改性环氧树脂组分A和氨基酸封端的聚四亚甲基醚二醇酯组分B之间的质量比为1︰0.5～1。本发明所制备的双组分的胶粘剂在所使用的氨基酸封端的固化剂组分B的氨基当量低于组分A的环氧当量的条件下，可以保证比较出色粘结效果和韧性。不需要根据实际的氨基当量和环氧当量来进行严格的计算和配比。在固化剂组分B和改性环氧组分A固化过程中发生反应后胶粘剂就具有了比较出色粘结效率和韧性。根据大量的实验验证，组分A和组分B在1︰0.5～1的区间粘接强度和耐油性，韧性具有最佳的平衡效果。
在本发明的一个优选实施例中，所述液体双酚A环氧树脂的环氧当量为175-380。当液体环氧树脂的环氧当量高于380时，所制备的聚酰胺的改性环氧A的粘度过大，使用过程难以进行点胶。
在本发明的一个优选实施例中，所述改性是通过将所述分子量为 500-3000的聚酰胺与所述线性的液体双酚A环氧树脂进行混合，混合后加入 0.2％的抗氧剂1101后在85℃～130℃下搅拌反应完成制得所述聚酰胺改性环氧树脂组分A。
在本发明的一个优选实施例中，所述聚酰胺为重均为分子量为1500的聚己二酸己二胺酰胺、重均为分子量为800的聚己内胺酰胺或者重均为分子量为3000的聚氧乙烯醚(400)二胺己二酸二酰胺。
在本发明的一个优选实施例中，在所述改性过程中，还加入端基。
在本发明的一个优选实施例中，所述端基为羧基或者氨基。
本发明的有益效果在于：
本发明通过使用聚酰胺改性环氧树脂组分A，可以有效的提高内热型和耐油性、耐渗油性；通过可调节的氨基酸和四亚甲基醚二醇制备出的端端基固化能够有效的提供柔韧性、耐热性和耐氧化降解效果。
具体实施方式
本发明的主要原理在于：
本发明采用对聚酰胺改性环氧树脂组分A进行聚酰胺的改性化，引入含有氢键的聚酰胺基团，大大的提高了耐热性，并且带来更好的耐油性和耐渗油效果。这个性能在线圈的封装中非常重要，由于新能源车中会使用很多需要润滑的部件，不可避免的对封装和粘结部位的油的污染。
同时固化剂组分B使用耐热和抗氧化效果更好的四亚甲基醚二醇作为柔软链段的聚合物，通过使用氨基酸酯化后的固化剂，可以通过不同的氨基酸来调整固化时间和固化强度。
本发明通过使用聚酰胺改性环氧树脂组分A，可以有效的提高内热型和耐油性、耐渗油性；通过可调节的氨基酸和四亚甲基醚二醇制备出的端端基固化能够有效的提供柔韧性、耐热性和耐氧化降解效果。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不是用限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明所讲授的内容后，本领域的技术人员可以对本发明作跟中改动和修改，这些等价形式同样落于本发明所申请的所附权利要求书所限定的范围。
实施例1：
聚酰胺改性环氧的制备：
向一250毫升的干净玻璃瓶中，加入端基为羧基，重均为分子量为1500 的聚己二酸己二胺酰胺20克，然后与环氧当量为190的双酚A液体环氧100 克和0.24克抗氧剂1101，混合均匀，氮气吹扫后，开始加热到85℃，反应4 小时，然后冷却至，转移至一干净氟化瓶，得到粘稠状的组分A。
组分B为：氨基酸封端的聚四亚甲基醚二醇(R1＝H,R2＝H，n＝8)。
按照组分A和组分B比例为1：1的比例进行混合，然后减压脱泡后，在室温条件下可使用时间为3-5小时，使用时将混合后的胶液加热到50℃通过点胶机进行点胶。
实施例2：
聚酰胺改性环氧的制备：
向一250毫升的干净玻璃瓶中，加入端基为胺基，重均为分子量为1500 的聚己二酸己二胺酰胺50克，然后与环氧当量为190的双酚A液体环氧120 克和0.34克抗氧剂1101，混合均匀，氮气吹扫后，开始加热到115℃，反应6-8小时，然后冷却至，转移至一干净氟化瓶，得到粘稠状的组分A。
组分B为：氨基酸封端的聚四亚甲基醚二醇(R1＝CH3,R2＝CH3，n＝15)
按照组分A和组分B比例为1：0.5的比例进行混合，然后减压脱泡后，在室温条件下可使用时间为8-12小时，使用时将混合后的胶液加热到50℃通过点胶机进行点胶。
实施例3：
聚酰胺改性环氧的制备：
向一250毫升的干净玻璃瓶中，加入重均为分子量为800的聚己内胺酰胺50克，然后与环氧当量为175的双酚A液体环氧100克和0.3克抗氧剂1101，混合均匀，氮气吹扫后，开始加热到130℃，反应5小时，然后冷却至，转移至一干净氟化瓶，得到粘稠状的组分A。
组分B为：氨基酸封端的聚四亚甲基醚二醇(R1＝CH3,R2＝CH3，n＝15)
按照组分A和组分B比例为1：0.5的比例进行混合，然后减压脱泡后，在室温条件下可使用时间为8-12小时，使用时将混合后的胶液加热到50℃通过点胶机进行点胶。
实施例4：
聚酰胺改性环氧的制备：
向一250毫升的干净玻璃瓶中，加入重均为分子量为3000的聚氧乙烯醚 (400)二胺己二酸二酰胺100克，然后与环氧当量为195的双酚A液体环氧100 克和0.4克抗氧剂1101，混合均匀，氮气吹扫后，开始加热到110℃，反应4 小时，然后冷却至，转移至一干净氟化瓶，得到粘稠状的组分A。
组分B为：氨基酸封端的聚四亚甲基醚二醇(R1＝CH(CH3)2,R2＝CH3，n ＝20)
按照组分A和组分B比例为1：1的比例进行混合，然后减压脱泡后，在室温条件下可使用时间为12-24小时，使用时将混合后的胶液加热到50℃通过点胶机进行点胶。
实施例5：
聚酰胺改性环氧的制备：
向一250毫升的干净玻璃瓶中，加入重均为分子量为3000的聚氧乙烯醚 (400)二胺己二酸二酰胺100克，然后与环氧当量为195的双酚A液体环氧100 克和0.4克抗氧剂1101，混合均匀，氮气吹扫后，开始加热到110℃，反应4 小时，然后冷却至，转移至一干净氟化瓶，得到粘稠状的组分A。
组分B为：氨基酸封端的聚四亚甲基醚二醇(R1＝Ph2,R2＝Ph，n＝12)
按照组分A和组分B比例为1：1的比例进行混合，然后减压脱泡后，在室温条件下可使用时间为12-24小时，使用时将混合后的胶液加热到50℃通过点胶机进行点胶。
比较例1：
组分A为环氧当量为190的双酚A液体环氧。
组分B为：氨基酸封端的聚四亚甲基醚二醇(R1＝H,R2＝H,n＝10)
按照组分A和组分B比例为1：0.5的比例进行混合，然后减压脱泡后，在室温条件下可使用时间为1-2小时，使用时将混合后的胶液加热到50度通过点胶机进行点胶。
比较例2：
向一250毫升的干净玻璃瓶中，加入重均为分子量为800的聚己内胺酰胺50克，然后与环氧当量为175的双酚A液体环氧100克和0.3克抗氧剂1101，混合均匀，得到粘稠状的组分A。
组分B为：氨基酸封端的聚四亚甲基醚二醇(R1＝CH3,R2＝CH3,n＝15)
按照组分A和组分B比例为1：0.5的比例进行混合，然后减压脱泡后，在室温条件下可使用时间为8-12小时，使用时将混合后的胶液加热到50℃通过点胶机进行点胶。
比较例3：
使用端羧基丁苯橡胶作为增塑剂的环氧胶粘剂
组分A：128环氧(环氧当量190)200克，端羧基丁苯橡胶(分子量2000) 60克，混合均匀作为组分A。
组分B：聚氧丙烯醚二胺D-230(分子量230)。
将组分A和组分B按照质量比4.3：1的比例进行混合，然后减压脱泡，需要在20分钟内进行点胶。可使用时间小于30分钟。
比较例4：
根据实施例1制备聚酰胺改性的环氧组分A，使用Jeffamine ED-2003 (端氨基聚氧乙烯聚氧丙烯醚二胺，分子量为2000)作为组分B的固化剂组分。
按照组分A和组分B比例为1：1比例进行混合，然后减压脱泡后，在室温条件下可使用时间为小于2小时，使用时将混合后的胶液加热到50℃通过点胶机进行点胶。比较例5：与实施例2的制备过程相同，所使用的氨基酸封端的聚四亚甲基醚二醇(R1＝CH3,R2＝CH3，n＝28)
比较例6：与实施例2的制备过程相同，所使用的氨基酸封端的聚四亚甲基醚二醇(R1＝CH3,R2＝CH3，n＝6)
对上述实施例1-5和对比例1-6的耐油性、高低温性和耐热性进行测试，结果见表1、2。
耐油性测试：
将混合好的双组分的胶液加热到50℃，保持10分钟后，维持50℃的温度，向胶桶插入点胶机的管子，然后开动气动点胶。
所测试为0.5mm直径的铜丝绕线线圈，先将线圈在75℃条件下预热30分钟，然后取出在5分钟内点胶，点胶至线圈边缘进行封装，然后放入120℃烘箱加热1.5小时进行固化，取出后自然降温至室温，室温放置24小时后。浸入50℃，80℃的润滑油中进行测试。测试1500小时耐油性。
高低温测试：
点胶方式和固化方式与耐油性测试相同，制备封装好的线圈后，通过冷热循环箱测试从-10℃维持6小时至150℃维持6小时冷热循环，每个循环24 小时，测试50个循环。
耐热性测试：
点胶方式和固化方式与耐油性测试相同，制备封装好的线圈后，分别放入80℃，120℃，150℃的恒温箱中，看是否有胶液流淌和线圈的变形。测试周期为1000小时。
表1
Figure BDA0002828096140000091
表2
Figure BDA0002828096140000092

Claims (7)

1.一种新能源汽车线圈耐高温胶粘剂，该新能源汽车线圈耐高温胶粘剂能够在80-150℃条件下长期使用，其特征在于，包括：
聚酰胺改性环氧树脂组分A和氨基酸封端的聚四亚甲基醚二醇酯组分B两部分，所述聚酰胺改性环氧树脂组分A为采用分子量为500-3000的聚酰胺对线性的液体双酚A环氧树脂进行混合、加热后改性制备而得，所采用的聚酰胺与环氧树脂的摩尔比为聚酰胺/环氧＝1/2-1/10；
所述氨基酸封端的聚四亚甲基醚二醇酯组分B为如式1所示的固化剂，
Figure FDA0002828096130000011
其中R1为H、CH3、C2-C6的烷基或含有芳环结构的取代基中的任意一种或多种；R2为H、CH3、C2-C6的烷基或含有芳环结构的取代基中的任意一种或多种；所述R1和R2可以相同也可以不相同；n的范围为8-25。
2.如权利要求1所述的一种新能源汽车线圈耐高温胶粘剂，其特征在于，所述聚酰胺改性环氧树脂组分A和氨基酸封端的聚四亚甲基醚二醇酯组分B之间的质量比为1︰0.5～1。
3.如权利要求1所述的一种新能源汽车线圈耐高温胶粘剂，其特征在于，所述液体双酚A环氧树脂的环氧当量为175-380。
4.如权利要求1至3任一项权利要求所述的一种新能源汽车线圈耐高温胶粘剂，其特征在于，所述改性是通过将所述分子量为500-3000的聚酰胺与所述线性的液体双酚A环氧树脂进行混合，混合后加入0.2％的抗氧剂1101后在85℃～130℃下搅拌反应完成制得所述聚酰胺改性环氧树脂组分A。
5.如权利要求4所述的一种新能源汽车线圈耐高温胶粘剂，其特征在于，所述聚酰胺为重均为分子量为1500的聚己二酸己二胺酰胺、重均为分子量为800的聚己内胺酰胺或者重均为分子量为3000的聚氧乙烯醚(400)二胺己二酸二酰胺。
6.如权利要求5所述的一种新能源汽车线圈耐高温胶粘剂，其特征在于，在所述改性过程中，还加入端基。
7.如权利要求6所述的一种新能源汽车线圈耐高温胶粘剂，其特征在于，所述端基为羧基或者氨基。
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