一种聚氨酯灌封胶及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种聚氨酯灌封胶及其制备方法和应用，该聚氨酯灌封胶由A组分和B组分以质量比100:20‑50组成混合使用，其中所述A组分包括改性植物油多元醇、阻燃剂、导热剂、除水剂、色浆、消泡剂、催化剂；所述B组分包括异氰酸酯和增塑剂。本发明的聚氨酯灌封胶混合粘度适中，易于操作，固化速度可调，且具有优异的力学性能、阻燃性能、导热性能、电学性能，尤其是对金属具有优良的粘接性能，并展现了优良的耐老化性能和耐腐蚀性能，可广泛应用于各种领域的灌封和保护作用。该聚氨酯灌封胶制备工艺简单，适于工业化生产。该聚氨酯灌封胶使用方便，易于实现灌封。

说明书

技术领域

本发明涉及聚氨酯技术领域，尤其涉及一种聚氨酯灌封胶及其制备方法和应用。

背景技术

灌封胶主要可以分为环氧灌封胶、聚氨酯灌封胶和有机硅灌封胶三大类。环氧灌封胶韧性差、易开裂、不耐冷热冲击，有机硅灌封胶硬度低、粘结强度低且成本较高，而聚氨酯灌封胶具有软硬度可调、粘结强度适中、高弹性、高抗冲击性、高耐磨性和优异的耐低温性能等特点。与环氧灌封胶、有机硅灌封胶相比，聚氨酯灌封胶适用于更多领域的灌封。

随着科技水平的不断发展，对聚氨酯灌封胶的综合性能提出了更高的要求。越来越多的应用领域要求聚氨酯灌封胶对基材，尤其是对金属基材具有很好的粘接性，并且具有很好的耐老化性能和耐腐蚀性能，比如耐高温高湿、耐高温、耐高低温冲击、耐冷却液腐蚀等。

但是目前国内聚氨酯灌封胶的研究大多集中在导热性能、阻燃性能等的提高上，如何提高聚氨酯灌封胶对基材尤其是金属基材的粘接性和实现优良耐老化性能、耐腐蚀性能的研究鲜有报道。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种聚氨酯灌封胶及其制备方法和应用，实现对金属基材优良的粘接性，同时展现了优良的耐老化性能和耐腐蚀性能。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

本发明第一方面提供一种聚氨酯灌封胶，该聚氨酯灌封胶由A组分和B组分以质量比100:20-50组成混合使用；

其中，所述A组分由如下重量份的组分制得：改性植物油多元醇20-50份、阻燃剂20-40份、导热剂20-40份、除水剂0.5-5份、色浆0.1-3份、消泡剂0.05-0.5份、催化剂0.001-0.01份；

所述B组分由如下重量份的组分制得：异氰酸酯50-100份和增塑剂20-40份。

优选地，所述A组分中的改性植物油多元醇采用羟值为100-500mg KOH/g，官能度为2-5的改性植物油多元醇中的一种或几种。优选为凡特鲁斯或伊藤制油或巴斯夫或上海精日等提供的改性植物油多元醇。

优选地，所述B组分中的异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯IPDI、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI、碳化二亚胺改性的MDI、1,6-己二异氰酸酯HDI、多亚甲基多苯基多异氰酸酯PAPI中的一种或几种。

优选地，所述A组分中的阻燃剂为聚磷酸铵、三聚氰胺、氢氧化铝中的一种或几种；或者所述A组分中的阻燃剂为次磷酸盐、磷酸酯类阻燃剂中的一种或几种

优选地，所述A组分中的导热剂为氧化铝、氧化锌、氮化铝、氮化硼中的一种或几种。

优选地，所述A组分中的除水剂为活化分子筛粉末。

优选地，所述A组分中的色浆为采用聚醚或增塑剂处理的炭黑。

优选地，所述A组分中的消泡剂为有机硅类消泡剂。

优选地，所述A组分中的催化剂为有机锡催化剂或有机铋催化剂。

优选地，所述增塑剂为邻苯二甲酸二酯、己二酸二酯、癸二酸二酯、磷酸酯中的一种或几种。

本发明第二方面提供上述聚氨酯灌封胶的制备方法，包括以下步骤：

将所述改性植物油多元醇、阻燃剂、导热剂和色浆混匀后在120-130℃真空条件下脱水2-3小时，降温至50-60℃后加入所述催化剂、消泡剂和除水剂混匀，密封包装，制得A组分；将所述异氰酸酯和增塑剂混匀，密封包装，制得B组分；将所述A组分和B组分以质量比100:20-50混匀后，灌封使用。

值得注意的是，在常温下固化时，固化时间为12-24小时；在60-80℃温度条件下固化时，固化时间为0.5-2小时。

本发明第三方面提供上述聚氨酯灌封胶在各种电子元器件以及新能源汽车动力电池中的应用。

本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

1、本发明提供的聚氨酯灌封胶，混合粘度适中，易于操作，固化速度可调，且具有优异的力学性能、阻燃性能、导热性能、电学性能，同时与现有技术相比，大幅提高了对金属的粘接性能，并且展现了优良的耐老化性能和耐腐蚀性能。具体表现为：固化完全后对铝基材的拉伸剪切强度为5-15Mpa；双85高温高湿老化1000小时，或高温125℃老化1000小时，或高低温冲击-40-125℃循环1000次老化，或冷却液中浸泡24小时后，对铝基材的拉伸剪切强度均没有发生明显的降低，保留率达到80％以上，并且同样老化条件下的胶块，老化后无开裂现象。

2、本发明的聚氨酯灌封胶，性能优异，使用方便，可广泛适用于各种电子元器件、新能源汽车动力电池等领域的灌封和保护。

3、本发明的制备方法，工艺简单，成本低，可操作性强，对环境友好，适于工业化生产。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

实施例1

本实施例按照表1的配比制得聚氨酯灌封胶：

表1

实施例2

本实施例按照表2的配比制得聚氨酯灌封胶：

表2

实施例3

本实施例按照表3的配比制得聚氨酯灌封胶：

表3

实施例4

本实施例按照表4的配比制得聚氨酯灌封胶：

表4

实施例5

本实施例按照表5的配比制得聚氨酯灌封胶：

表5

实施例6

本实施例按照表6的配比制得聚氨酯灌封胶：

表6

对比例1

本对比例按照表7的配比制得聚氨酯灌封胶：

表7

对比例2

本对比例按照表8的配比制得聚氨酯灌封胶：

表8

应用例

将实施例1-6和对比例1-2制备的聚氨酯灌封胶，进行性能测试。结果如表9所示：

表9

由表9中数据可知，实施例1-6制备得到的聚氨酯灌封胶，混合粘度适中，易于操作，固化速度可调，且具有优异的力学性能、阻燃性能、导热性能、电学性能，相较于对比例1-2可以明显看出，大幅提高了对金属铝的粘接性能，并且展现了优良的耐老化性能和耐腐蚀性能。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。