CN111925762B - 环氧树脂胶黏剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种环氧树脂胶黏剂,所述环氧树脂胶黏剂由A、B双组分组成,A组分包括环氧树脂和导热填料,B组分包括固化剂和导热填料;所述导热填料包括粒径20nm~100nm的球形第一改性氧化铝、粒径6μm~40μm的球形第二改性氧化铝和长度为5μm至20μm的针状改性氧化锌,所述第一改性氧化铝、所述第二改性氧化铝和所述改性氧化锌均为聚甲基丙烯酸甲酯接枝改性。本发明进一步提供一种环氧树脂胶黏剂在动力电池模组的组装中的应用。
Description
技术领域
本发明涉及胶黏剂技术领域,特别是涉及一种环氧树脂胶黏剂及其应用。
背景技术
胶粘剂广泛应用在动力锂电池模组的组装上,以提高电池的抗振动性及连接的可靠性,比传统的机械捆扎方式可以大幅度提高产品的安全性和可靠性。
目前的胶粘剂一般是双组份胶粘剂,以实现全自动化、快速固化,提高生产效率。胶黏剂的基体通常包括树脂和固化剂两个主要部分。环氧树脂具有优异的力学性能、粘接性能、电绝缘性能及良好的工艺性能等特点,相较于丙烯酸类型、聚氨酯类型和有机硅类型的胶黏剂,环氧树脂型胶黏剂广泛用于汽车领域。但是传统的环氧固化物一般较脆、剥离强度小、抗冲击性差,然而动力模组电池在很多场合中会遇到瞬时冲击,持续性动态载荷,以及强烈冲击和振动,对环氧结构胶的耐疲劳性能提出了更高要求。此外,环氧树脂本身导热性能差,影响动力锂电池的散热。
发明内容
基于此,有必要提供一种耐热性和抗冲击性能优异的环氧树脂胶黏剂及其应用。
本发明的一个方面提供一种环氧树脂胶黏剂,所述环氧树脂胶黏剂由A、B双组分组成,A组分包括环氧树脂和导热填料,B组分包括固化剂和导热填料;
所述导热填料包括粒径20nm~100nm的球形第一改性氧化铝、粒径6μm~40μm的球形第二改性氧化铝和长度为5μm至20μm的针状改性氧化锌,所述第一改性氧化铝、所述第二改性氧化铝和所述改性氧化锌均为聚甲基丙烯酸甲酯接枝改性。
在其中一个实施例中,所述第一改性氧化铝、所述第二改性氧化铝、所述改性氧化锌的质量比为1:(3.5~6):(0.75~1.5)。
在其中一个实施例中,所述第一改性氧化铝、所述第二改性氧化铝和所述改性氧化锌的接枝率均为80%至90%。
在其中一个实施例中,所述环氧树脂包括DER331、E-44、EP-4000、DER791、DER3913、DER732中的两种或两种以上的组合,A组分中所述环氧树脂的重量份数为38份~60份,所述导热填料的重量份数为70份~130份;所述固化剂包括聚硫醇、脂环胺、聚醚胺中的一种或多种,B组分中所述固化剂的重量份数为30份~60份,所述导热填料的重量份数为70份~130份。
在其中一个实施例中,A组分还包括增韧剂、稀释剂、触变剂、阻燃剂和色浆中的一种或多种,B组分还包括触变剂、促进剂和色浆中的一种或多种。
在其中一个实施例中,A组分含有的色浆和B组分含有的色浆为互补色。
在其中一个实施例中,所述增韧剂包括FX320、FX325、Forterga202、MX154中的一种或多种,所述增韧剂在A组分中的重量份数为2份~15份。
在其中一个实施例中,所述稀释剂为1,4-丁二醇二缩水甘油醚、脂肪族甘油三缩水甘油醚、C12~C14的烷基缩水甘油醚中的一种或多种,所述稀释剂在A组分中的重量份数为5份~20份。
在其中一个实施例中,所述触变剂为气相白炭黑R974、气相白炭黑LM150、气相白炭黑M5中的一种或多种,所述触变剂在A组分中的重量份数为1份~3份,所述触变剂在B组分中的重量份数为1份~3份。
在其中一个实施例中,所述阻燃剂包括Exolit OP 945、甲基磷酸二甲酯、氢氧化铝的一种或多种,所述阻燃剂在A组分中的重量份数为1份~10份。
在其中一个实施例中,所述促进剂为2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚,所述促进剂在B组分中的重量份数为1份~2份。
本发明又一方面,提供还所述的环氧树脂胶黏剂在动力电池模组的组装中的应用。
本发明实施例提供的环氧树脂胶黏剂,采用聚甲基丙烯酸甲酯接枝包覆的两种不同粒径的球形改性氧化铝和针状的改性氧化锌作为导热填料,聚甲基丙烯酸甲酯接枝改性后的氧化铝和氧化锌与环氧树脂基体的界面结合强度高,填料的填充量提升,体系粘度低,易于分散均匀,通过三种不同粒径的改性无机纳米氧化物的协同作用,使得环氧树脂胶黏剂的导热率大大增强,同时也提升了其抗冲击性能。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将对本发明进行更全面的描述,并给出了本发明的较佳实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
除了在操作实施例中所示以外或另外表明之外,所有在说明书和权利要求中表示成分的量、物化性质等所使用的数字理解为在所有情况下通过术语“约”来调整。例如,因此,除非有相反的说明,否则上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均是近似值,本领域的技术人员能够利用本文所公开的教导内容寻求获得的所需特性,适当改变这些近似值。用端点表示的数值范围的使用包括该范围内的所有数字以及该范围内的任何范围,例如,1至5包括1、1.1、1.3、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5等等。
本发明所述“粘度”为25℃条件下的运动粘度。
本发明实施例提供一种环氧树脂胶黏剂,所述环氧树脂胶黏剂由A、B双组分组成,A组分包括环氧树脂和导热填料,B组分包括固化剂和导热填料。所述A组分和B组分分别包装。
所述导热填料包括粒径20nm~100nm的球形第一改性氧化铝、粒径6μm~40μm的球形第二改性氧化铝和长度为5μm至20μm的针状改性氧化锌,所述第一改性氧化铝、所述第二改性氧化铝和所述改性氧化锌均为聚甲基丙烯酸甲酯接枝改性。
通常向环氧树脂胶黏剂中加入氧化铝,导热性能虽然能够得到提高,但是同时会使胶黏剂粘度增大,不易施工,同时随着填料的添加,导热环氧树脂胶粘剂的力学性能会降低,现有的制备方法无法同时兼顾环氧树脂胶黏剂高导热率和优异的抗冲击性能。本发明实施例提供的环氧树脂胶黏剂,采用聚甲基丙烯酸甲酯接枝包覆的两种不同粒径的球形改性氧化铝和针状的改性氧化锌作为导热填料,聚甲基丙烯酸甲酯接枝改性后的氧化铝和氧化锌与环氧树脂基体的界面结合强度高,填料的填充量提升,体系粘度低,易于分散均匀,通过三种不同粒径的改性无机纳米氧化物的协同作用,使得环氧树脂胶黏剂的导热率大大增强,同时也提升了其抗冲击性能。
所述第一改性氧化铝、所述第二改性氧化铝、所述改性氧化锌均通过聚甲基丙烯酸甲酯进行表面接枝。所述第一改性氧化铝、所述第二改性氧化铝、所述改性氧化锌的接枝率为80%至90%。所述第一改性氧化铝的接枝率、所述第二改性氧化铝、所述改性氧化锌的接枝率可以相同也可以不同,优选接枝率相同。所述接枝率为接枝到氧化铝分子上的单体总质量和投料的单体总质量的比值。
所述第一改性氧化铝、所述第二改性氧化铝和所述改性氧化锌可以通过相同的制备方法得到。本发明提供一种所述第一改性氧化铝、所述第二改性氧化铝、所述改性氧化锌的改性接枝方法,包括以下步骤:
S10,向体积比为1:1的乙醇和去离子水的混合溶剂中加入硅烷偶联剂,调节pH值为3~4,加入氧化铝或氧化锌均匀分散,分散液在78℃~80℃反应,至粉体全部悬浮,过滤、洗涤、干燥得到硅烷化的氧化铝;
S20,将硅烷化的氧化铝或氧化锌加入含1.0mmol/L十六烷基氯化吡啶(HDPyCl)溶液中分散,然后加入甲基丙烯酸甲酯(MMA),其中HDPyCl:MMA=1:3~1:16,在氮气保护下添加K2S2O2,其中K2S2O2:MMA=1:9~1:11,30℃~35℃水浴恒温振荡24小时,然后升温至75℃~80℃反应,洗涤、干燥。
其中,步骤S10中的氧化铝可以是粒径为20nm~100nm的氧化铝,也可以是粒径为6μm~40μm的氧化铝,氧化锌为长度5μm至20μm的针状氧化锌。
进一步地,步骤S10之前,还包括去除氧化铝或氧化锌表面杂质的步骤:
S11,将所述氧化铝或氧化锌在110℃的真空烘箱中干燥24小时以去除表面杂质。
进一步地,步骤S20之前,还包括甲基丙烯酸甲酯的预处理步骤:
S21,用0.05%的NaOH水溶液洗涤所述甲基丙烯酸甲酯至无色,再用去离子水洗涤至中性,干燥后,减压蒸馏,收集45℃/13Kpa的馏分;
S22,用引发剂K2S2O2重结晶提纯。
在一实施例中,所述导热填料中所述第一改性氧化铝、所述第二改性氧化铝和改性氧化锌的质量比可以为1:(3.5~6):(0.75~1.5)之间的任意比值,例如可以为1:3.5:1.5,1:3.5:1,1:3.5:0.9,1:3.5:0.8,1:3.5:0.85,1:4:0.75,1:4:0.85,1:4:0.9,1:4:1,1:4:1.5,1:4.25:0.75,1:4.25:0.85,1:4.25:0.9,1:4.25:1,1:4.25:1.5,1:4.5:0.75,1:4.5:0.85,1:4.5:0.9,1:4.5:1,1:4.5:1.5,1:5:0.75,1:6:0.75,1:6:85,1:6:0.9,1:6:1,1:6:1.5。
A组分中所述导热填料的重量份数可以为70份~130份之间的任意值,例如可以包括80份、90份、100份、110份、120份。
B组分中所述导热填料的重量份数可以为70份~130份之间的任意值,例如可以包括80份、90份、100份、110份、120份。
A组分和B组分中所述导热填料的重量份数可以相同,也可以不同,优选相同。
所述环氧树脂可以为双酚A环氧树脂、聚醚改性的双酚A环氧树脂、聚氨酯改性的双酚A环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚环氧树脂中的一种或多种。
优选地,所述环氧树脂的环氧当量可以为180g/eq~365g/eq,粘度为55mPa.s~34000mPa.s。进一步地,所述环氧树脂可以选自DER331、E-44、EP-4000、DER791、DER3913、DER732中的两种或两种以上的组合。
在一实施例中,所述环氧树脂选自DER331和E-44。在一实施例中,所述环氧树脂选自DER331、E-44和DER791。在一实施例中,所述环氧树脂选自DER331、E-44和DER3913。
所述环氧树脂胶黏剂中,所述环氧树脂的在A组分中的重量份数可以为38份~60份,优选为45份~60份,更优选为45份~56份。
所述固化剂可以包括聚硫醇、脂环胺、聚醚胺中的一种或多种。
所述固化剂的活泼氢当量可以为35g/eq~500g/eq,粘度可以为20mPa.s~16000mPa.s。
所述脂环胺可以列举,包括但不限于,1,3-环己二甲胺、3-氨甲基-3,5,5-三甲基环己基胺、3,3'-二甲基-4,4-二氨基二环己基甲烷、N,N’-二甲基哌啶、N-氨基乙基哌啶、1,2-二氨基环己烷、双(4-氨基-3-甲基环己基)甲烷、双(4-氨基环己基)甲烷、聚环己基多胺、1,8-二氮杂双环[5,4,0]十一碳烯-7。优选为1,3-环己二甲胺、3-氨甲基-3,5,5-三甲基环己基胺。
在一实施例中,所述固化剂为聚硫醇和1,3-环己二甲胺。在一实施例中,所述固化剂为聚硫醇和异佛尔酮二胺。
进一步地,所述聚硫醇固化剂可以选自GPM800、GPM800LO、GPM888、QE-340M中的一种或多种,所述1,3-环己二甲胺固化剂可以选自1-3BAC,所述异佛尔酮二胺固化剂可以选自IPDA,所述聚醚胺可以选自D-230、D-400、D-2000、T-403中的一种或多种。
所述固化剂在B组分中的重量份数为30份~60份,优选为40份~50份,更优选为42份~48份。
进一步地,所述A组分和B组分分别包装,A组分还可以包括增韧剂、稀释剂、触变剂、阻燃剂和色浆中的一种或多种,B组分还包括触变剂、促进剂和色浆中的一种或多种。
在一实施例中,A组分含有的色浆和B组分含有的色浆为互补色,且A组分和B组分中色浆含量相同,两组分混合均匀后为白色。
所述增韧剂可以选自FX320、FX325、Forterga202、MX154中的一种或多种。
所述增韧剂在A组分中的重量份数为2份~15份,优选为2份~10份,更优先为2份~5份。
所述稀释剂可以选自1,4-丁二醇二缩水甘油醚、脂肪族甘油三缩水甘油醚、C12~C14的烷基缩水甘油醚中的一种或多种。
优选的,所述稀释剂为C12~C14的烷基缩水甘油醚。
所述稀释剂在A组分中的重量份数为5份~20份,优选为10份~20份,更优选为12份~18份。
所述触变剂可以列举,包括但不限于:有机膨润土、氢化蓖麻油、聚乙烯醇、气相白炭黑、金属皂。优选的,所述触变剂为气相白炭黑。进一步优选的,所述触变剂为气相白炭黑R974、气相白炭黑LM150、气相白炭黑M5中的一种或多种。
所述环氧树脂胶黏剂中,A组分和B组分中均含有触变剂。所述触变剂在A组分中的重量份数为1份~3份,所述触变剂在B组分中的重量份数为1份~3份。
所述阻燃剂可以适宜使用公知的阻燃剂,例如可以包括但不限于,氢氧化铝、氢氧化镁等无机阻燃剂、四溴双酚A、三苯基磷酸酯、双酚A双(二苯基)磷酸酯及反应型双酚A双(二苯基)磷酸酯等磷系阻燃剂、有机硅系阻燃剂等所述阻燃剂。优选的,所述阻燃剂可以选自Exolit OP 945、甲基磷酸二甲酯、氢氧化铝的一种或多种。
所述阻燃剂在A组分中的重量份数为1份~10份,优选为1份~5份,更优选为1份~3份。
所述促进剂用于促进固化剂的固化。可以列举,包括但不限于:三乙胺、2、4、6一三(二甲氨基甲基)苯酚、三乙醇胺、苄基二甲胺、1、8-二氮杂环[5,4,0]-十一烯、2-乙基-4-甲基咪。
优选的,所述促进剂为含有羟基的芳香族化合物。进一步优选的,所述促进剂为2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚(DMP-30)。
所述促进剂在B组分中的重量份数为1份~2份。
在一实施例中,所述环氧树脂胶黏剂A组分包括38份-60份环氧树脂、2份-15份增韧剂、5份-20份稀释剂、70份~130份导热填料,B组分包括30份-60份固化剂、70份~130份导热填料。所述环氧树脂、所述增韧剂、所述稀释剂、所述导热填料、所述固化剂以及所述导热填料如上所述,在此不再赘述。通过所述环氧树脂、所述增韧剂、所述稀释剂以及所述固化剂的复配,可以进一步提高所述环氧树脂胶黏剂的耐冷热冲击性能。
在一实施例中,所述环氧树脂胶黏剂中A组分由38份-60份环氧树脂、2份-15份增韧剂、5份-20份稀释剂、60份~120份导热填料、5份~10份阻燃剂、1份~3份触变剂以及1份~4份色浆组成,B组分由30份-60份固化剂、1份~2份促进剂、60份~120份导热填料、1份~3份触变剂以及1份~4份色浆组成。
上述环氧树脂胶黏剂A、B双组分可以选择本领域技术习知的技术手段和工艺方法进行制备。
进一步地,本发明还提供上述环氧树脂胶黏剂在动力电池模组的组装中的应用。
以下为具体实施例。以下实施例中所用试剂均可从市场常规购得。以下实施例中所涉及的份数均指重量份数。
以下实施例中改性氧化铝和改性氧化锌的制备方法如下:
(1)氧化铝或氧化锌表面改性前在110℃的真空烘箱中干燥24小时以去除氧化铝表面杂质。100ml乙醇与去离子水按体积比1:1混合,加入硅烷偶联剂(氧化铝或氧化锌质量的3~6%),滴加草酸水溶液至PH值为3~4,然后加入30g氧化铝或氧化锌超声波分散40分钟后,放入恒温水浴锅加热、搅拌,温度控制在78~80℃,反应2小时,直到粉体全部悬浮,过滤,用丙酮洗涤,所得样品80℃真空烘箱干燥4小时,得到表面硅烷化的氧化铝或氧化锌。
(2)甲基丙烯酸甲酯(MMA)在使用前处理,在500ml分液漏斗中加入250ml MMA单体,用0.05%的NaOH水容易反复洗涤至无色(每次40-50ml),之后用去离子水洗至中性;无水硫酸镁干燥后,进行减压蒸馏,收集45℃/13Kpa的馏分。引发剂过硫酸钾(K2S2O2)重结晶提纯,在100ml烧杯中加入30ml水,加过量的K2S2O2,在50℃水浴中配制K2S2O2的饱和溶液,趁热过滤,然后低温冷却。24小时后K2S2O2的晶体析出,抽滤并干燥得到精制的过硫酸钾。
(3)将30g硅烷化氧化铝或氧化锌添加含1.0mmol/L十六烷基氯化吡啶(HDPyCl)溶液中,然后添加MMA,其中HDPyCl:MMA=1:3~1:16,在带有冷凝装置的反应器中,在氮气保护下添加K2S2O2,其中K2S2O2:MMA=1:9~1:11,在30℃水浴恒温摇床中放置24小时,然后升温75℃下反应12h,反应结束后,用65/35(v/v)水/乙醇,室温下去除游离单体、表面活性剂及非接枝聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)得到PMMA接枝包覆氧化铝或氧化锌,样品在50℃烘箱中放置24小时。
上述氧化铝或氧化锌的粒径、长度可以根据需要进行任意选择。
实施例一
(1)本实施例动力电池用快固导热环氧树脂胶粘剂,按重量份数
A组分其原料组成为:
环氧树脂:DER331,32份;E-44,6份;
增韧剂:FX325,2份;
稀释剂:C12-14烷基缩水甘油醚,18份;
导热填料:改性氧化铝(80nm),15份;改性氧化铝(40μm),90份;改性氧化锌(10μm),15份;
阻燃剂:Exolit OP 945,1份;
触变剂:LM150,2份;
红色色浆(8109P):2份。
B组分其原料组成为:
固化剂:聚硫醇,46份;1,3-环己二甲胺,2份;
促进剂:DMP-30,3份;
导热填料:改性氧化铝(80nm),15份;改性氧化铝(40μm),90份;改性氧化锌(10μm),15份;
触变剂:LM150,2份;
特绿色浆(8106P):2份。
(2)本实施例动力电池用快固导热环氧树脂胶粘剂A组分的制备方法如下:
a)将DER331、E-44、C12-14烷基缩水甘油醚、增韧剂、改性氧化铝(40μm)、ExolitOP 945及红色色浆(8109P)按比例分别加入行星搅拌机中,高速搅拌混合均匀。所述高速搅拌速度为1500-3000转/分,混合分散时间为25分钟;
b)加入改性氧化铝(80nm)、改性氧化锌(10μm)高速搅拌混合均匀;
c)加入LM150高速搅拌混合均匀;
d)搅拌抽真空30-60min,控制真空度不高于-0.1Mpa,即得A组分。
(3)本实施例动力电池用快固导热环氧树脂胶粘剂B组分的制备方法如下:
a)聚硫醇、1,3-环己二甲胺、DMP-30、改性氧化铝(40μm)、特绿色浆(8106P)按比例分别加入行星搅拌机中,搅拌混合均匀;
b)加入改性氧化铝(80nm)、改性氧化锌(10μm)高速搅拌混合均匀;
c)加入LM150高速搅拌混合均匀;
d)搅拌抽真空30-60min,控制真空度不高于-0.1Mpa,即得B组分。
实施例二
(1)本实施例动力电池用快固导热环氧树脂胶粘剂,按重量份数
A组分其原料组成为:
DER331:32份
E-44:6份
DER791:8份
增韧剂:FX325,3份
C12-14烷基缩水甘油醚:12份
导热填料:改性氧化铝(80nm):20份;改性氧化铝(30μm),85份;改性氧化锌(10μm),15份
甲基磷酸二甲酯(阻燃剂):3份
气相二氧化硅(触变剂):2份
红色色浆(8109P):2份
B组分其原料组成为:
聚硫醇(固化剂):38份
异佛尔酮二胺:4份
DMP-30(促进剂):1份
导热填料:改性氧化铝(80nm),20份;改性氧化铝(30μm),85份;改性氧化锌(10μm),15份
气相二氧化硅(触变剂):2份
特绿色浆(8106P):2份
(2)本实施例动力电池用快固导热环氧树脂胶粘剂A组分的制备方法如下:
a)将DER331、E-44、DER791、FX325,、C12-14烷基缩水甘油醚、改性氧化铝(30μm)、甲基磷酸二甲酯及红色色浆(8109P)按比例分别加入行星搅拌机中,高速搅拌混合均匀。所述高速搅拌速度为1500-3000转/分,混合分散时间为25分钟;
b)加入改性氧化铝(80nm)、改性氧化锌(10μm)高速搅拌混合均匀;
c)加入气相二氧化硅高速搅拌混合均匀;
d)搅拌抽真空30-60min,控制真空度不高于-0.1Mpa,即得A组分。
(3)本实施例动力电池用快固导热环氧树脂胶粘剂B组分的制备方法如下:
a)聚硫醇、异佛尔酮二胺、DMP-30、改性氧化铝(30μm)、特绿色浆(8106P)按比例分别加入行星搅拌机中,搅拌混合均匀;
b)加入改性氧化铝(80nm)、改性氧化锌(10μm)高速搅拌混合均匀;
c)加入气相二氧化硅高速搅拌混合均匀;
d)搅拌抽真空30-60min,控制真空度不高于-0.1Mpa,即得B组分。
实施例三
(1)本实施例动力电池用快固导热环氧树脂胶粘剂,按重量份数
A组分其原料组成为:
环氧树脂:DER331,12份;E-44,26份;DER3913,8份;
增韧剂:3份
稀释剂:C12-14烷基缩水甘油醚,12份
导热填料:改性氧化铝(70nm),20份;改性氧化铝(15μm),70份;改性氧化锌(5μm),30份;
阻燃剂:甲基磷酸二甲酯,3份;
触变剂:气相二氧化硅,2份;
红色色浆(8109P):2份。
B组分其原料组成为:
固化剂:聚硫醇,39份;异佛尔酮二胺:4份;
促进剂:DMP-30,1份;
导热填料:改性氧化铝(70nm),20份;改性氧化铝(15μm),70份;改性氧化锌(5μm),30份;
触变剂:气相二氧化硅,2份;
特绿色浆(8106P):2份。
(2)本实施例动力电池用快固导热环氧树脂胶粘剂A组分的制备方法如下:
a)将DER331、E-44、DER3913、增韧剂、C12-14烷基缩水甘油醚、改性氧化铝(15μm)、甲基磷酸二甲酯及红色色浆(8109P)按比例分别加入行星搅拌机中,高速搅拌混合均匀。所述高速搅拌速度为1500-3000转/分,混合分散时间为25分钟;
b)加入改性氧化铝(70nm)、改性氧化锌(5μm)高速搅拌混合均匀;
c)加入气相二氧化硅高速搅拌混合均匀;
d)搅拌抽真空30-60min,控制真空度不高于-0.1Mpa,即得A组分。
(3)本实施例动力电池用快固导热环氧树脂胶粘剂B组分的制备方法如下:
a)聚硫醇、异佛尔酮二胺、DMP-30、改性氧化铝(15μm)、特绿色浆(8106P)按比例分别加入行星搅拌机中,搅拌混合均匀;
b)加入改性氧化铝(70nm)、改性氧化锌(5μm)高速搅拌混合均匀;
c)加入气相二氧化硅高速搅拌混合均匀;
d)搅拌抽真空30-60min,控制真空度不高于-0.1Mpa,即得B组分。
实施例四
(1)本实施例动力电池用快固导热环氧树脂胶粘剂,按重量份数
A组分其原料组成为:
环氧树脂:DER331,33份;E-44,6份;DER3913,8份;
增韧剂:3份
稀释剂:C12-14烷基缩水甘油醚,12份;
导热填料:改性氧化铝(40nm),20份;改性氧化铝(6μm),70份;改性氧化锌(5μm);30份
阻燃剂:甲基磷酸二甲酯,3份;
触变剂:气相二氧化硅,2份;
红色色浆(8109P):2份。
B组分其原料组成为:
固化剂:聚硫醇,40份;1,3-环己二甲胺,3份;
促进剂:DMP-30,3份;
导热填料:改性氧化铝(40nm),20份;改性氧化铝(6μm),70份;改性氧化锌(5μm);30份
触变剂:气相二氧化硅,2份;
特绿色浆(8106P):2份。
(2)本实施例动力电池用快固导热环氧树脂胶粘剂A组分的制备方法如下:
a)将DER331、E-44、DER3913、增韧剂、C12-14烷基缩水甘油醚、改性氧化铝(6μm)、甲基磷酸二甲酯及红色色浆(8109P)按比例分别加入行星搅拌机中,高速搅拌混合均匀。所述高速搅拌速度为1500-3000转/分,混合分散时间为25分钟;
b)加入改性氧化铝(40nm)、改性氧化锌(5μm)高速搅拌混合均匀;
c)加入气相二氧化硅高速搅拌混合均匀;
d)搅拌抽真空30-60min,控制真空度不高于-0.1Mpa,即得B组分。
(3)本实施例动力电池用快固导热环氧树脂胶粘剂B组分的制备方法如下:
a)聚硫醇、异佛尔酮二胺、DMP-30、改性氧化铝(6μm)、特绿色浆(8106P)按比例分别加入行星搅拌机中,搅拌混合均匀;
b)加入改性氧化铝(40nm)、改性氧化锌(5μm)高速搅拌混合均匀;
c)加入气相二氧化硅高速搅拌混合均匀;
d)搅拌抽真空30-60min,控制真空度不高于-0.1Mpa,即得B组分。
对比例1
与实施例1的原料组成和制备方法基本相同,不同之处在于,A组分和B组分中导热填料均为120份未改性氧化铝(40μm)。
对比例2
与实施例1的原料组成和制备方法基本相同,不同之处在于,A组分和B组分中导热填料均为120份改性氧化铝(40μm)。
对比例3
与实施例1的原料组成和制备方法基本相同,不同之处在于,A组分和B组分中导热填料均为20份改性氧化铝(100nm)和100份改性氧化铝(40μm),不含改性氧化锌。
对比例4
与实施例1的原料组成和制备方法基本相同,不同之处在于,A组分和B组分中导热填料均为120份改性氧化锌(20μm)。
性能测试:
将上述实施例1~4以及对比例1~4任一项所述的环氧树脂胶粘剂进行性能测试,测试方法如下:
稠度:按GB 1749中第2章测定方法的规定进行测定。
凝胶时间:GB 12007.7-1989环氧树脂凝胶时间测定方法
硬度:按GB/T 2411中第4章D型邵氏硬度计测定。
AL-PET拉伸剪切强:按GB/T 7124测定,试验结果取五个试件的算术平均值。
PI膜剪切强度:按GB/T 7124测定,试验结果取五个试件的算术平均值。
PET/AL拉伸剪切强度:测试条件为-40℃,2小时/85℃,2小时,循环100次后室温放置24小时,按GB/T 7124测定,试验结果取五个试件的算术平均值。
绝缘强度:按照GB/T 1695的规定测定。采用直径D100mm,厚度1mm圆片测试。
导热率:按照ISO 22007-2的规定。选用半径6.4mm探头进行测试。试件尺寸为直径40mm、厚度15mm的圆柱块。
阻燃(UL94):按照ISO 22007-2的规定。选用半径6.4mm探头进行测试。试件尺寸为直径40mm、厚度15mm的圆柱块。
测试结果如表1所示:
由上表可以看出,实施例1~4制备的环氧树脂胶粘剂相比于对比例1~4制备的环氧树脂胶粘剂,稠度适中,冷热冲击性能好,拉伸剪切强度更优异,导热率更高。其中,实施例1~4中实施例4制备的环氧树脂胶粘剂综合性能更优异。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种环氧树脂胶黏剂,其特征在于,所述环氧树脂胶黏剂由A、B双组分组成,A组分包括环氧树脂和导热填料,B组分包括固化剂和导热填料;
所述导热填料包括粒径20nm~100nm的球形第一改性氧化铝、粒径6μm~40μm的球形第二改性氧化铝和长度为5μm至20μm的针状改性氧化锌,所述第一改性氧化铝、所述第二改性氧化铝和所述改性氧化锌均为聚甲基丙烯酸甲酯接枝改性;
所述第一改性氧化铝、所述第二改性氧化铝、所述改性氧化锌的质量比为1:(3.5~6):(0.75~1.5)。
2.根据权利要求1所述的环氧树脂胶黏剂,其特征在于,所述环氧树脂包括DER331、E-44、EP-4000、DER791、DER3913、DER732中的两种或两种以上的组合,A组分中所述环氧树脂的重量份数为38份~60份,所述导热填料的重量份数为70份~130份;所述固化剂包括聚硫醇、脂环胺、聚醚胺中的一种或多种,B组分中所述固化剂的重量份数为30份~60份,所述导热填料的重量份数为70份~130份。
3.根据权利要求1所述的环氧树脂胶黏剂,其特征在于,A组分还包括增韧剂、稀释剂、触变剂、阻燃剂和色浆中的一种或多种,B组分还包括触变剂、促进剂和色浆中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的环氧树脂胶黏剂,其特征在于,A组分含有的色浆和B组分含有的色浆为互补色。
5.根据权利要求3所述的环氧树脂胶黏剂,其特征在于,所述增韧剂包括FX320、FX325、Forterga202、MX154中的一种或多种,所述增韧剂在A组分中的重量份数为2份~15份。
6.根据权利要求3所述的环氧树脂胶黏剂,其特征在于,所述稀释剂为1,4-丁二醇二缩水甘油醚、脂肪族甘油三缩水甘油醚、C12~C14的烷基缩水甘油醚中的一种或多种,所述稀释剂在A组分中的重量份数为5份~20份。
7.根据权利要求3所述的环氧树脂胶黏剂,其特征在于,所述触变剂为气相白炭黑R974、气相白炭黑LM150、气相白炭黑M5中的一种或多种,所述触变剂在A组分中的重量份数为1份~3份,所述触变剂在B组分中的重量份数为1份~3份。
8.根据权利要求3所述的环氧树脂胶黏剂,其特征在于,所述促进剂为2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚,所述促进剂在B组分中的重量份数为1份~2份。
9.如权利要求1~8任一项所述的环氧树脂胶黏剂在动力电池模组的组装中的应用。
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