CN115558451B - 一种提高动力电池安全性及生产效率的密封材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高动力电池安全性及生产效率的密封材料及其制备方法，通过将自合成的端硅烷改性聚醚与环氧树脂复配混合改性，在体系中助交联剂、填料、补强剂、有机磷、增塑剂、有机胺、除水剂、触变剂、含锡化合物的协同作用下，有利于所得密封材料固化后具有网络互穿的海岛结构，使制备所得的密封材料具有优秀的伸长率、粘结性、耐高温耐燃性以及导热性能，此外，所得密封材料的表面能低，具有良好的润湿性，适宜的粘度使其具有良好的渗透性和扩散性，且所得密封胶固化不会释放VOC，对环境友好，在动力电池的密封材料中具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及密封材料的制备领域，C09J171/00，尤其涉及一种提高动力电池安全性及生产效率的密封材料。
背景技术
随着新能源的不断发展，电动汽车的性能被不断研发提升，其中动力电池的安全性及生产效率是性能提升的关键。动力电池即为工具提供动力来源的电源，若动力电池不利用密封材料进行固定、密封，会增大电芯间彼此接触燃烧起火的事故概率，而且电动汽车在行驶过程中会产生大量的热，因此需要密封材料具有优于常规密封材料的导热、阻燃性能，同时其还可以承接电池粘接处发生形变而带来的收缩应力作用。
专利CN201910373443.8公开了一种高强度耐老化MS胶及其制备方法，利用硅烷改性聚醚预聚体、增塑剂、填料、催化剂、除水剂、紫外吸收剂、光稳定剂制备得到，克服了新型增塑剂添加后迁移、渗出、柔性增加、强度降低等问题，经济环保，强度高、耐老化性好、使用安全简便，但是并不具备导热、阻燃性，不适用于动力电池的密封固定。专利CN201710032475.2公开了一种双组份常温固化的阻燃弹性胶粘剂及其制备方法，将硅烷封端聚醚、环氧树脂与其他助剂置于同一组分，固化剂及助剂置于另一组分，提高了所得胶黏剂的稳定性，而且常温下即可制备得到，方便大规模生产，但是将其用于动力电池密封材料时，其导热性能、阻燃性能还有待改善。
发明内容
本发明通过提供一种提高动力电池安全性及生产效率的密封材料，解决了现有技术中独权能解决的技术问题，实现了技术效果。
本发明第一方面提供了一种提高动力电池安全性及生产效率的密封材料，包括A组分、B组分；
按重量份计，所述A组分制备原料包括：端硅烷改性聚醚45～75份、助交联剂15～20份、填料15～30份、补强剂15～40份、有机磷0.5～5份、增塑剂10～20份、有机胺5～15份；
所述B组分制备原料包括：环氧树脂30～60份、填料15～30份、无机盐15～40份、有机磷0.5～5份、增塑剂10～20份、除水剂1～10份、触变剂5～15份、含锡化合物2～8份；
在一些优选的实施方式中，所述A组分中的端硅烷改性聚醚的制备方法为：
S1.向反应釜中加入烯丙醇、金属化合物、环氧化合物，N2保护下升温至120～130℃搅拌反应5～6h，之后减压脱去为完全反应的反应物，即得烯丙醇聚醚；
S2.将S1所得的烯丙醇聚醚加入反应釜中与金属化合物搅拌混合后氮气置换3次，加入一半重量的烯丙基氯在40～50℃下反应3～4h，继续加入剩下之后烯丙基氯继续反应2～3h后升温至70～80℃减压脱去为完全反应的反应物，随后将反应液移入分液漏斗，向反应液加入水进行除杂，将有机相在真空干燥箱中90℃烘干即得烯丙基封端聚醚；
S3.将S2所得烯丙基封端聚醚加入反应釜中搅拌，氮气置换3次，升温至85～95℃加入卡斯特催化剂，搅拌10～20min后加入硅烷，继续反应2～3h即得端硅烷改性聚醚。
在一些优选的实施方式中，所述S1中烯丙醇、金属化合物、环氧化合物的重量份之比为1：(0.02-0.05)：(10-20)；优选地，所述S1中烯丙醇、金属化合物、环氧化合物的重量份之比为1：0.04：15；
在一些优选的实施方式中，所述S2中烯丙醇聚醚、金属化合物、烯丙基氯的重量比为1：(0.05～0.15)：(0.03～0.2)；优选地，所述S2中烯丙醇聚醚、金属化合物、烯丙基氯的重量比为1：0.12：0.1；
在一些优选的实施方式中，所述S3中烯丙基封端聚醚、硅烷的重量比为1：(6～9)；优选地，所述S3中烯丙基封端聚醚、硅烷的重量比为1：7；
在一些优选的实施方式中，所述S1、S2中金属化合物选自氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液、甲醇钠甲醇溶液、甲醇钾甲醇溶液中的一种或多种；优选地，所述金属化合物为甲醇钠甲醇溶液、甲醇钾甲醇溶液；进一步优选地，所述S1、S2中甲醇钠甲醇溶液、甲醇钾甲醇溶液的体积比为1：(0.5～2)；
在一些优选的实施方式中，所述S2中环氧化物选自环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷中的一种或多种；优选地，所述S2中环氧化合物为环氧丙烷和环氧丁烷；
在一些优选的实施方式中，所述S2环氧丙烷和环氧丁烷的重量份之比为1：(1～3)；优选地，所述S2环氧丙烷和环氧丁烷的重量份之比为1：2；
在一些优选的实施方式中，所述S3中硅烷选自甲基二甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷、三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷中的一种或多种；优选地，所述S3中硅烷为三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷；
在一些优选的实施方式中，所述S3中三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷的重量比为1：(1～3)；优选地，所述S3中三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷的重量比为1：2；
在一些优选的实施方式中，所述A组分中的助交联剂选自N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-巯基丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-脲基丙基三甲氧基硅烷、苯氨基甲基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、氨乙基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种；优选地，所述A组分中的助交联剂为N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-脲基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；
在一些优选的实施方式中，所述A组分中N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-脲基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的重量份之比为1：(2～3)：(0.5～1.5)；优选地，所述A组分中N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-脲基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的重量份之比为1：2.5：0.9；
在一些优选的实施方式中，在一些优选的实施方式中，所述A组分中的补强剂选自气相白炭黑、碳酸钙、重质碳酸钙、炭黑、硅胶粉、钛白粉、纳米氧化铝中的一种或多种；优选地，所述A组分中的补强剂为气相白炭黑和纳米氧化铝；
在一些优选的实施方式中，所述A组分中的气相白炭黑和纳米氧化铝的重量比为1：(0.5～2)；优选地，所述A组分中的气相白炭黑和纳米氧化铝的重量比为1：1.2；
在一些优选的实施方式中，所述A组分中的气相白炭黑的比表面积为100～300m2/g；优选地，所述A组分中的气相白炭黑的比表面积为170～230m2/g；
在一些优选的实施方式中，所述A组分中的纳米氧化铝为α相纳米氧化铝，平均粒径为20～100nm；优选地，所述A组分中的纳米氧化铝为α相纳米氧化铝，平均粒径为30～60nm；
硅烷封端聚醚类的聚醚胶具有良好的粘结性、耐久性，但气自身的机械性能、抗剪切强度、抗疲劳性能较差。本申请人发现，加入一些比羟基可以有效改善这些缺陷，但同时也会由于大量补强剂的掺入而大幅度提高密封材料的粘度，进而导致密封材料的施工性能变差。本申请人意外发现，当A组分中的补强剂为重量比为1：1.2的气相白炭黑和纳米氧化铝时，在使用过程中与B组分中的比表面积为130～170m2/g的气相二氧化硅协同作用，所得密封材料的机械性能、抗剪切强度、抗疲劳性能均于明显改善，而且对其粘度并无明显影响，使其仍保持一个适宜粘度。特别是选用比表面积为170～230m2/g的气相白炭黑和平均粒径为30～60nm的纳米氧化铝，在体系中的分散性好，与体系中的其他组分协同作用，可以进一步增强所得密封材料的初粘性性、导热性能、阻燃性能。
在一些优选的实施方式中，所述A组分中的有机胺选自低分子量聚酰胺、2-二甲胺基甲基苯酚、N，N-二甲基苯胺、2，4-二(二甲氨基甲基)苯酚、2，4，6-三(二甲氨基甲基)苯酚中的一种或多种；优选地，所述A组分中的有机胺为2，4-二(二甲氨基甲基)苯酚；
在一些优选的实施方式中，所述B组分中环氧树脂选自E41型双酚A二缩水甘油醚环氧树脂、E44型双酚A二缩水甘油醚环氧树脂、E51型双酚A二缩水甘油醚环氧树脂、E54型双酚A二缩水甘油醚环氧树脂、腰果酚改性缩水甘油醚环氧树脂、双酚F环氧树脂、酚醛型环氧树脂中的一种或多种；优选地，所述B组分中的环氧树脂为E44型双酚A二缩水甘油醚环氧树脂、双酚F环氧树脂；
在一些优选的实施方式中，所述E44型双酚A二缩水甘油醚环氧树脂、双酚F环氧树脂的重量份比为(0.5～2)：1；优选地，所述E44型双酚A二缩水甘油醚环氧树脂、双酚F环氧树脂的重量份比为1.4：1；
在一些优选的实施方式中，所述E44型双酚A二缩水甘油醚环氧树脂的粘度为8000～20000mPas；优选地，所述E44型双酚A二缩水甘油醚环氧树脂的粘度为11000～14000mPas；
在一些优选的实施方式中，所述双酚F环氧树脂的粘度为1000-7000mPas；优选地，所述双酚F环氧树脂的粘度为2000-5000mPas；
在一些优选的实施方式中，所述B组分中的无机盐选自纳米碳酸钙、炭黑、白炭黑、重质碳酸钙、轻质活性碳酸钙、气相二氧化硅、氧化铝、氢氧化铝、硅微粉、滑石粉中一种或多种；优选地，所述B组分中的无机盐为重质碳酸钙；
在一些优选的实施方式中，所述B组分中的重质碳酸钙的平均粒径为500～1000目；优选地，所述B组分中的重质碳酸钙的平均粒径为800目；
在一些优选的实施方式中，所述B组分中的除水剂选自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、单环恶唑烷、双环恶唑烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种；优选地，所述B组分中的的除水剂为乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷；
在一些优选的实施方式中，所述B组分中的触变剂选自气相二氧化硅、纳米碳酸钙、聚酰胺蜡和改性蓖麻油中的一种或多种；优选地，所述B组分中的触变剂为气相二氧化硅；
在一些优选的实施方式中，所述B组分中的气相二氧化硅的比表面积为100～300m2/g；优选地，所述B组分中的气相二氧化硅的比表面积为130～170m2/g；
在一些优选的实施方式中，所述B组分中的含锡化合物选自辛酸亚锡、双(乙酰丙酮酸)二丁基锡、二辛酸二丁基锡、1，1，3，3-四丁基-1，3-二(十二烷氧基)二锡氧烷、二乙酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、三烷基胺、丁酸锡中的一种或多种；优选地，所述B组分中的含锡化合物为1，1，3，3-四丁基-1，3-二(十二烷氧基)二锡氧烷；
在一些优选的实施方式中，所述填料选自铜粉、铝粉、铁粉、锌粉、氧化铜、氧化铝、氧化铁、氧化锌、氧化镍、氮化铝、氮化硅、氮化锡中一种或多种；优选地，所述填料为氧化锌和氮化铝；
所述氧化锌和氮化铝的重量份之比为1：(0.8～1.5)；优选地，所述氧化锌和氮化铝的重量份之比为1：1.1；
在一些优选的实施方式中，所述氧化锌的平均粒径为1500～3000目；优选地，所述氧化锌的平均粒径为2500目；
在一些优选的实施方式中，所述氮化铝的平均粒径为20～100nm；优选地，所述氮化铝的平均粒径为40nm；
在一些优选的实施方式中，所述有机磷选自磷酸三(2-氯丙基)酯、磷酸三(2-氯乙基)酯、甲基膦酸二甲酯、磷酸三乙酯、三(2-氯乙基)磷酸酯、四(2-氯乙基)二亚乙基醚二磷酸酯、聚磷酸铵、四(2-氯乙基)亚乙基二磷酸酯、磷酸三苯酯、乙基磷酸二乙酯中的一种或多种；优选地，所述有机磷为磷酸三(2-氯丙基)酯和四(2-氯乙基)二亚乙基醚二磷酸酯；
在一些优选的实施方式中，所述磷酸三(2-氯丙基)酯和四(2-氯乙基)二亚乙基醚二磷酸酯的重量份之比为1：(0.5～1.5)；优选地，所述磷酸三(2-氯丙基)酯和四(2-氯乙基)二亚乙基醚二磷酸酯的重量份之比为1：1；
在一些优选的实施方式中，所述增塑剂选自邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯、环氧大豆油、环氧硬脂酸辛酯、环氧油酸辛酯、乙酰柠檬酸三辛酯、柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、聚醚二醇、聚醚三醇中的一种或多种；优选地，所述增塑剂为环氧硬脂酸辛酯和乙酰柠檬酸三辛酯；
在一些优选的实施方式中，所述环氧硬脂酸辛酯和乙酰柠檬酸三辛酯的重量比为1：(1～3)；优选地，所述环氧硬脂酸辛酯和乙酰柠檬酸三辛酯的重量比为1：2。
本发明第二方面提供了一种高动力电池安全性及生产效率的密封材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将填料、补强剂、增塑剂、有机胺加入到行星搅拌机中，在80～90℃下真空搅拌混合1～3h，然后降温至30～40℃后加入端硅烷改性聚醚、助交联剂、有机磷，继续真空混合1～3h，即得A组份；
(2)将填料、无机盐、有机磷、增塑剂、一半重量份的除水剂、加入行星搅拌机中，在80～90℃下真空搅拌混合1～3h，然后降温至40～50℃时加入环氧树脂、剩余除水剂、触变剂、含锡化合物，真空搅拌搅拌1～2h，即得B组份；
(3)将制备的A组分和B组分按质量比(1.5～3)：1混合均匀，即得。
有益效果：
本申请人通过将自合成的端硅烷改性聚醚与环氧树脂复配混合改性，在体系中助交联剂、填料、补强剂、有机磷、增塑剂、有机胺、除水剂、触变剂、含锡化合物的协同作用下，有利于所得密封材料固化后具有网络互穿的海岛结构，使制备所得的密封材料具有优秀的伸长率、粘结性、耐高温耐燃性以及导热性能，此外，所得密封材料的表面能低，具有良好的润湿性，适宜的粘度使其具有良好的渗透性和扩散性，且所得密封胶固化不会释放VOC，对环境友好，在动力电池的密封材料中具有广泛的应用前景。将其用于动力电池的密封时，可以实现灌胶机出胶后机械臂放置的快速定位，保护电池胀接，避免电池间接触后燃烧起火，同时可以延缓电池燃烧时间，进而保护电芯，提高动力电池安全性及生产效率。
具体实施方式
实施例1：
1.一种提高动力电池安全性及生产效率的密封材料，包括A组分、B组分；
按重量份计，所述A组分制备原料包括：端硅烷改性聚醚60份、助交联剂17份、填料23份、补强剂20份、有机磷2份、增塑剂15份、有机胺6份；
所述B组分制备原料包括：环氧树脂50份、填料20份、无机盐25份、有机磷1份、增塑剂15份、除水剂5份、触变剂7份、含锡化合物3份；
所述A组分中的端硅烷改性聚醚的制备方法为：
S1.向反应釜中加入烯丙醇、金属化合物、环氧化合物，N2保护下升温至125℃搅拌反应5h，之后减压脱去为完全反应的反应物，即得烯丙醇聚醚；
S2.将S1所得的烯丙醇聚醚加入反应釜中与金属化合物搅拌混合后氮气置换3次，加入一半重量的烯丙基氯在45℃下反应3h，继续加入剩下之后烯丙基氯继续反应2h后升温至75℃减压脱去为完全反应的反应物，随后将反应液移入分液漏斗，向反应液加入水进行除杂，将有机相在真空干燥箱中90℃烘干即得烯丙基封端聚醚；
S3.将S2所得烯丙基封端聚醚加入反应釜中搅拌，氮气置换3次，升温至90℃加入卡斯特催化剂(CAS号：81032-58-8)，搅拌15min后加入硅烷，继续反应3h即得端硅烷改性聚醚。
其中，所述S1中烯丙醇、金属化合物、环氧化合物的重量份之比为1：0.04：15；
所述S2中烯丙醇聚醚、金属化合物、烯丙基氯的重量比为1：0.12：0.1；
所述S3中烯丙基封端聚醚、硅烷的重量比为1：7；
所述金属化合物为甲醇钠甲醇溶液、甲醇钾甲醇溶液；所述S1、S2中甲醇钠甲醇溶液、甲醇钾甲醇溶液的体积比为1：1.3；
所述S2中环氧化合物为环氧丙烷和环氧丁烷；所述S2环氧丙烷和环氧丁烷的重量份之比为1：2；
所述S3中硅烷为三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷；所述S3中三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷的重量比为1：2；
所述A组分中的助交联剂为N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-脲基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；所述A组分中N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-脲基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的重量份之比为1：2.5：0.9；
所述A组分中的补强剂为气相白炭黑和纳米氧化铝；所述A组分中的气相白炭黑和纳米氧化铝的重量比为1：1.2；
所述A组分中的气相白炭黑的比表面积为170～230m2/g(瓦克，规格：HDK N20)；
所述A组分中的纳米氧化铝为α相纳米氧化铝，平均粒径为30～60nm(购自杭州万景新材料有限公司，CAS号：1344-28-1)；
所述A组分中的有机胺为2，4-二(二甲氨基甲基)苯酚；
所述B组分中的环氧树脂为E44型双酚A二缩水甘油醚环氧树脂、双酚F环氧树脂；所述E44型双酚A二缩水甘油醚环氧树脂、双酚F环氧树脂的重量份比为1.4：1；
所述E44型双酚A二缩水甘油醚环氧树脂的粘度为11000～14000mPas(中国石化，购自郑州阡陌进出口有限公司)；
所述双酚F环氧树脂的粘度为2000-5000mPas(购自盼得(上海)国际贸易有限公司)；
所述B组分中的无机盐为重质碳酸钙；
所述B组分中的重质碳酸钙的平均粒径为800目(购自灵寿县诚诺矿产品有限公司)；
所述B组分中的的除水剂为乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷；
所述B组分中的触变剂为气相二氧化硅；所述B组分中的气相二氧化硅的比表面积为130～170m2/g(瓦克，规格：HDK H15)；
所述B组分中的含锡化合物为1，1，3，3-四丁基-1，3-二(十二烷氧基)二锡氧烷；
所述填料为氧化锌和氮化铝；所述氧化锌和氮化铝的重量份之比为1：1.1
所述氧化锌的平均粒径为2500目(购自石家庄拓创化工产品销售有限公司)；
所述氮化铝的平均粒径为40nm(购自浙江亚美纳米科技有限公司)；
所述有机磷为磷酸三(2-氯丙基)酯和四(2-氯乙基)二亚乙基醚二磷酸酯；所述磷酸三(2-氯丙基)酯和四(2-氯乙基)二亚乙基醚二磷酸酯的重量份之比为1：1；
所述增塑剂为环氧硬脂酸辛酯和乙酰柠檬酸三辛酯；所述环氧硬脂酸辛酯和乙酰柠檬酸三辛酯的重量比为1：2；
2.一种提高动力电池安全性及生产效率的密封材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将填料、补强剂、增塑剂、有机胺加入到行星搅拌机中，在85℃下真空搅拌混合1～3h，然后降温至35℃后加入端硅烷改性聚醚、助交联剂、有机磷，继续真空混合2h，即得A组份；
(2)将填料、无机盐、有机磷、增塑剂、一半重量份的除水剂、加入行星搅拌机中，在90℃下真空搅拌混合2h，然后降温至45℃时加入环氧树脂、剩余除水剂、触变剂、含锡化合物，真空搅拌搅拌1.5h，即得B组份；
(3)将制备的A组分和B组分按质量比2.4：1混合均匀，即得。
实施例2：
1.一种提高动力电池安全性及生产效率的密封材料，与实施例1的不同之处在于：
按重量份计，所述A组分制备原料包括：端硅烷改性聚醚50份、助交联剂15份、填料25份、补强剂25份、有机磷3份、增塑剂15份、有机胺5份；
所述B组分制备原料包括：环氧树脂45份、填料20份、无机盐25份、有机磷1份、增塑剂15份、除水剂7份、触变剂10份、含锡化合物4份；
2.一种提高动力电池安全性及生产效率的密封材料的制备方法，同实施例1。
对比例1：
1.一种提高动力电池安全性及生产效率的密封材料，与实施例1的不同之处在于：
所述端硅烷改性聚醚为三甲氧基硅烷封端聚醚(购自武汉华翔科洁生物技术有限公司)；
2.一种提高动力电池安全性及生产效率的密封材料的制备方法，同实施例1。
对比例2：
1.一种提高动力电池安全性及生产效率的密封材料，与实施例1的不同之处在于：
所述A组分中的补强剂为气相白炭黑；
2.一种提高动力电池安全性及生产效率的密封材料的制备方法，同实施例1。
对比例3：
1.一种提高动力电池安全性及生产效率的密封材料，与实施例1的不同之处在于：
所述B组分制备原料包括：环氧树脂45份、填料20份、有机磷1份、增塑剂15份、除水剂7份、触变剂10份、含锡化合物4份；
2.一种提高动力电池安全性及生产效率的密封材料的制备方法，同实施例1。
性能测试：
1、粘度：参考GB/T 13477.18-2002建筑密封材料试验方法第18部分：剥离粘接性的测定对实施例及对比例所得密封材料进行测试，粘结基材为塑料；
2、伸长率：参考GB/T 528-2009硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定方法(II型哑铃片)对实施例及对比例所得密封材料进行测试；
3、导热性能：根据标准ASTMD 5470-2017对实施例及对比例所得密封材料进行测试；
4、阻燃性能：根据标准GB/T 2408-2008垂直燃烧法UL94对实施例及对比例所得密封材料进行测试。
表1测试结果
| 实施例1 | 实施例2 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | |
| 剥离强度(MPa) | 6.0 | 5.9 | 4.6 | 5.2 | 5.3 |
| 伸长率(％) | 542 | 540 | 402 | 456 | 471 |
| 导热系数(W/m·K) | 3.1 | 3.0 | 2.5 | 2.8 | 2.7 |
| 阻燃性能 | V-0 | V-0 | V-1 | V-1 | V-1 |
Claims (6)
1.一种提高动力电池安全性及生产效率的密封材料，其特征在于，包括A组分、B组分；
按重量份计，所述A组分制备原料包括：端硅烷改性聚醚45~75份、助交联剂15~20份、填料15~30份、补强剂15~40份、有机磷0.5~5份、增塑剂10~20份、有机胺5~15份；
所述B组分制备原料包括：环氧树脂30~60份、填料15~30份、无机盐15~40份、有机磷0.5~5份、增塑剂10~20份、除水剂1~10份、触变剂5~15份、含锡化合物2~8份；
所述A组分中的补强剂为气相白炭黑和纳米氧化铝，所述气相白炭黑和纳米氧化铝的重量比为1：（0.5~2）；所述A组分中的纳米氧化铝为α相纳米氧化铝，平均粒径为30~60nm；
所述A组分中的端硅烷改性聚醚的制备方法为：
S1.向反应釜中加入烯丙醇、金属化合物、环氧化合物，N2保护下升温至120～130℃搅拌反应5～6h，之后减压脱去为完全反应的反应物，即得烯丙醇聚醚；
S2.将S1所得的烯丙醇聚醚加入反应釜中与金属化合物搅拌混合后氮气置换3次，加入一半重量的烯丙基氯在40～50℃下反应3～4h，继续加入剩下之后烯丙基氯继续反应2～3h后升温至70～80℃减压脱去为完全反应的反应物，随后将反应液移入分液漏斗，向反应液加入水进行除杂，将有机相在真空干燥箱中90℃烘干即得烯丙基封端聚醚；
S3.将S2所得烯丙基封端聚醚加入反应釜中搅拌，氮气置换3次，升温至85～95℃加入卡斯特催化剂，搅拌10～20min后加入硅烷，继续反应2～3h即得端硅烷改性聚醚；
所述S1中烯丙醇、金属化合物、环氧化合物的重量份之比为1：(0.02-0.05)：(10-20)；
所述S2中烯丙醇聚醚、金属化合物、烯丙基氯的重量比为1：(0.05～0.15)：(0.03～0.2)；
所述S3中硅烷为三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷；所述三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷的重量比为1：(1～3)；
所述A组分中的助交联剂为N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-脲基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；所述N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-脲基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的重量份之比为1：(2～3)：(0.5～1.5)；
所述B组分中的触变剂为气相二氧化硅，所述B组分中的气相二氧化硅的比表面积为100~300m2/g；
所述填料为氧化锌和氮化铝；氧化锌和氮化铝的重量份之比为1：(0.8～1.5)。
2.根据权利要求1所述的一种提高动力电池安全性及生产效率的密封材料，其特征在于，所述A组分中的有机胺选自低分子量聚酰胺、2-二甲胺基甲基苯酚、N，N-二甲基苯胺、2，4-二(二甲氨基甲基)苯酚、2，4，6-三(二甲氨基甲基)苯酚中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种提高动力电池安全性及生产效率的密封材料，其特征在于，所述B组分中环氧树脂选自E41型双酚A二缩水甘油醚环氧树脂、E44型双酚A二缩水甘油醚环氧树脂、E51型双酚A二缩水甘油醚环氧树脂、E54型双酚A二缩水甘油醚环氧树脂、腰果酚改性缩水甘油醚环氧树脂、双酚F环氧树脂、酚醛型环氧树脂中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的一种提高动力电池安全性及生产效率的密封材料，其特征在于，所述B组分中的环氧树脂为E44型双酚A二缩水甘油醚环氧树脂、双酚F环氧树脂。
5.根据权利要求1所述的一种提高动力电池安全性及生产效率的密封材料，其特征在于，所述B组分中的除水剂选自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、单环恶唑烷、双环恶唑烷、乙烯基三（2-甲氧基乙氧基）硅烷、3-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
6.一种根据权利要求1-5任一项所述的提高动力电池安全性及生产效率的密封材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将填料、补强剂、增塑剂、有机胺加入到行星搅拌机中，在80~90℃下真空搅拌混合1~3h，然后降温至30~40℃后加入端硅烷改性聚醚、助交联剂、有机磷，继续真空混合1~3h，即得A组份；
（2）将填料、无机盐、有机磷、增塑剂、一半重量份的除水剂、加入行星搅拌机中，在80~90℃下真空搅拌混合1~3h，然后降温至40~50℃时加入环氧树脂、剩余除水剂、触变剂、含锡化合物，真空搅拌搅拌1~2h，即得B组份；
（3）将制备的A组分和B组分按质量比（1.5~3）：1混合均匀，即得。
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