CN116875268A - 一种新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶的制备方法 - Google Patents

一种新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116875268A
CN116875268A CN202311139380.2A CN202311139380A CN116875268A CN 116875268 A CN116875268 A CN 116875268A CN 202311139380 A CN202311139380 A CN 202311139380A CN 116875268 A CN116875268 A CN 116875268A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat
stirring
calcium carbonate
conducting
preparation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202311139380.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116875268B (zh
Inventor
王涛
朱涛
窦锦兵
刘林涛
王端孝
刘帅
房娜娜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Wosai New Material Technology Co ltd
Original Assignee
Shandong Wosai New Material Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Wosai New Material Technology Co ltd filed Critical Shandong Wosai New Material Technology Co ltd
Priority to CN202311139380.2A priority Critical patent/CN116875268B/zh
Publication of CN116875268A publication Critical patent/CN116875268A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116875268B publication Critical patent/CN116875268B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J183/00—Adhesives based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J183/04—Polysiloxanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J11/00—Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
    • C09J11/02—Non-macromolecular additives
    • C09J11/04—Non-macromolecular additives inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J11/00—Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
    • C09J11/08—Macromolecular additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2237—Oxides; Hydroxides of metals of titanium
    • C08K2003/2241—Titanium dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Sealing Material Composition (AREA)

Abstract

本发明公开了一种新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶的制备方法，属于有机硅密封胶技术领域，所述制备方法由以下步骤组成：制备纳米有机框架材料，制备导热填料，混合；所述制备纳米有机框架材料，由以下步骤组成：制备改性碳酸钙，复合；所述复合，将1,3,5‑三(4‑氨基苯基)苯、对苯二甲醛、无水乙酸、乙腈、改性碳酸钙混合后进行超声震荡，超声震荡结束后在25‑30℃下搅拌，加入苯甲醛，继续搅拌，过滤，清洗滤渣，然后将滤渣烘干，得到纳米有机框架材料；本发明能够在提高有机硅密封胶的机械强度、导热性、固化速度的同时，保证有机硅密封胶的流动性、粘结性、耐化学性不会降低。

Description

一种新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶的制备方法
技术领域
本发明涉及有机硅密封胶技术领域，具体涉及一种新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶的制备方法。
背景技术
有机硅密封胶为中性固化硅酮胶，对绝大多数材料均具有较好的粘接性，并具有良好的耐高低温性能，耐温范围为-45℃至350℃，电气性能优良，防潮防电晕，抗震耐老化，广泛用于工业与电子电器的粘接和密封。
新能源汽车都有同一个特点，即都具有电池包，电池包内部的结构相似，都具备电池、放置电池的箱体、高压线束、低压线束、高压断电***、电池管理***、热管理***等。电池包作为新能源汽车中重要的部件，其可靠性和稳定性显得尤为重要，在电池包内的安装密封处需要使用密封胶来进行粘接和密封，为了保证电池包的正常使用，需要密封胶能够满足以下要求：具备良好的流动性，可以很好地填充底盖内部的空隙和异形结构；具备很强的粘结性，能够将底盖和其他部件牢固地粘合在一起；具备很强的耐化学性，在电池的使用过程中不会受到腐蚀或损害；具备很高的机械强度，能够承受电池长期性的负载；具备很好的导热性，有利于热量的扩散；具有较快的固化速度，能够满足在线气密性检测的需求。
有机硅密封胶具有优秀的流动性、粘结性、耐化学性，但是机械强度、导热性、固化速度一般，需要通过加入补强材料和导热填料，并额外增加固化剂用量的方法进行改善，但是上述改善方法存在以下缺点：第一，补强填料粒子表面具有很强的化学活性，能与有机硅密封胶通过氢键等化学键产生良好的结合，从而改善有机硅密封胶的机械强度，但是由补强填料与有机硅密封胶产生的化学键受酸碱影响较大，导致有机硅密封胶的耐化学性降低；第二，加入导热填料和增加固化剂的用量会对有机硅密封胶的流动性产生影响；第三，增加固化剂的用量，虽然能够从一定程度上提高有机硅密封胶的固化速度，但是会造成韧性变差，表现为有机硅密封胶的拉伸强度降低。
因此，在提高有机硅密封胶的机械强度、导热性、固化速度的同时，保证有机硅密封胶的流动性、粘结性、耐化学性不会降低，是目前新能源汽车电池包领域用有机硅密封胶的研发关键。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶的制备方法，能够在提高有机硅密封胶的机械强度、导热性、固化速度的同时，保证有机硅密封胶的流动性、粘结性、耐化学性不会降低。
为解决以上技术问题，本发明采取的技术方案如下：
一种新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶的制备方法，由以下步骤组成：制备纳米有机框架材料，制备导热填料，混合；
所述制备纳米有机框架材料，由以下步骤组成：制备改性碳酸钙，复合；
所述制备改性碳酸钙，将纳米碳酸钙与无水乙醇混合后，在20-30℃下以60-80rpm的搅拌速度搅拌10-20min，然后进行超声震荡，控制超声震荡的频率为20-30kHz，时间为5-10min，超声震荡结束得到碳酸钙浆料；将硅烷偶联剂KH550、无水乙醇、去离子水混合后，在20-30℃下以60-80rpm的搅拌速度搅拌10-20min，然后加入醋酸将pH调至4-5，得到偶联液；将碳酸钙浆料与偶联液混合后，在65-70℃下以200-300rpm的搅拌速度搅拌1.5-2h，过滤，使用无水乙醇将滤渣清洗2-3次，每次清洗使用300-400g无水乙醇，清洗结束后将滤渣烘干，得到改性碳酸钙；
所述制备改性碳酸钙中，所述碳酸钙浆料中的纳米碳酸钙与无水乙醇的质量比为60-80:600-700；
所述偶联液中的硅烷偶联剂KH550、无水乙醇、去离子水的质量比为3-3.5:30-32:2-3；
所述碳酸钙浆料中纳米碳酸钙与所述偶联液中的硅烷偶联剂KH550的质量比为60-80:3-3.5；
所述纳米碳酸钙的粒径为20-50nm；
所述复合，将1,3,5-三(4-氨基苯基)苯、对苯二甲醛、无水乙酸、乙腈、改性碳酸钙混合后进行超声震荡，控制超声震荡的频率为20-30kHz，时间为20-30min，超声震荡结束后在25-30℃下以60-80rpm的搅拌速度搅拌10-12h，加入苯甲醛，继续搅拌30-35min，过滤，使用无水乙醇清洗滤渣2-3次，每次清洗时无水乙醇的用量为50-60g，使用去离子水清洗滤渣2-3次，每次清洗时无水乙醇的用量为50-60g，然后将滤渣置于70-80℃下烘干，得到纳米有机框架材料；
所述复合中，1,3,5-三(4-氨基苯基)苯、对苯二甲醛、无水乙酸、乙腈、改性碳酸钙、苯甲醛的质量比为7-7.2:4-4.1:20-22:430-450:7-8:0.01；
所述制备导热填料，由以下步骤组成：制备溶胶液，制备初级导热填料，交联包覆；
所述制备溶胶液，将氨水、无水乙醇、去离子水混合后，在30-40℃下以100-200rpm的搅拌速度搅拌30-40min，然后加入正硅酸四乙酯，继续搅拌5-6h，得到溶胶液；
所述制备溶胶液，氨水、无水乙醇、去离子水、正硅酸四乙酯的质量比为35-40:400-450:45-50:40-45；
所述氨水的质量分数为28-30%；
所述制备初级导热填料，取溶胶液与去离子水、十六烷基三甲基氯化铵水溶液混合后，在30-40℃下以100-200rpm的搅拌速度搅拌20-30min，加入氨水，继续搅拌15-20min，加入四乙基氢氧化铵水溶液、碳酸氢铵，继续搅拌30-40min，然后缓慢滴加钛酸正丁酯，控制滴加速度为1.5-2g/min，滴加结束后继续搅拌3-4h，过滤，使用去离子水清洗滤渣3-4次，每次清洗使用200-300g去离子水，清洗结束后置于110-120℃下干燥3-4h，然后置于500-600℃下煅烧4-5h，得到初级导热填料；
所述制备初级导热填料中，溶胶液、去离子水、十六烷基三甲基氯化铵水溶液、氨水、四乙基氢氧化铵水溶液、碳酸氢铵、钛酸正丁酯的质量比为120-125:240-250:16-17:5-6:2-2.5:4-5:4.5-5；
所述十六烷基三甲基氯化铵水溶液的质量分数为9-10%；
所述氨水的质量分数为28-30%；
所述四乙基氢氧化铵水溶液的质量分数为20-25%；
所述交联包覆，取初级导热填料，在50-60℃下以60-100rpm的搅拌速度进行搅拌，同时向初级导热填料上喷淋ε-聚赖氨酸水溶液，喷淋结束后继续搅拌10-15min，然后向初级导热填料上喷淋聚乙烯亚胺水溶液，喷淋结束后继续搅拌5-10min，然后置于-40℃至-30℃下冷冻干燥5-6h，得到导热填料；
所述交联包覆中，初级导热填料、ε-聚赖氨酸水溶液、聚乙烯亚胺水溶液的质量比为200-210:16-17:2-2.5；
所述ε-聚赖氨酸水溶液的质量分数25-30%；
所述聚乙烯亚胺水溶液的质量分数为25-30%；
所述ε-聚赖氨酸水溶液的喷淋速度为7-8g/min；
所述聚乙烯亚胺的喷淋速度为2-3g/min；
所述混合，将α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油、气相白炭黑、导热填料、纳米氢氧化铝、纳米碳酸钙加入捏合机中进行混炼脱水，控制混炼脱水的温度为120-130℃，时间为80-90min，冷却至室温，得到基料；将基料、单羟基封端的二甲基硅油、甲基三乙酰氧基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷、纳米有机框架材料、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、二醋酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡加入高速搅拌机中进行高速搅拌，控制高速搅拌的真空度为0.085-0.095MPa，转速为300-400rpm，搅拌70-80min后，得到新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶；
所述混合中，α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油、气相白炭黑、导热填料、纳米氢氧化铝、纳米碳酸钙、单羟基封端的二甲基硅油、甲基三乙酰氧基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷、纳米有机框架材料、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、二醋酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡的质量比为100-110:7-8:10-11:20-22:6-8:5-6:3-5:10-12:3-4:6-7:4-5:1.5-2:0.06-0.07:0.05-0.06；
所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷在25℃下的粘度为30000-40000mPa·s；
所述聚二甲基硅氧烷在25℃下的粘度为300-500mPa·s；
所述二甲基硅油在25℃下的粘度为350mPa·s；
所述气相白炭黑的粒径为10-40nm；
所述纳米氢氧化铝的粒径为10-20nm；
所述纳米碳酸钙的粒径为20-50nm。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
（1）本发明的新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶的制备方法，通过在新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶的制备中加入纳米有机框架材料及二氧化钛包覆和表面交联改性后的二氧化硅微球，能够提高有机硅密封胶的机械强度，本发明制备的有机硅密封胶的拉伸强度为3.5-3.6MPa，撕裂强度为43-46N/mm，邵氏硬度为41-43A；
（2）本发明的新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶的制备方法，通过在新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶的制备中加入二氧化钛包覆和表面交联改性后的二氧化硅微球，能够提高有机硅密封胶的导热性，本发明制备的有机硅密封胶的导热系数为1.3-1.4W/(m·K)；
（3）本发明的新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶的制备方法，通过在新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶的制备中加入纳米有机框架材料，能够提高有机硅密封胶的固化速度，本发明制备的有机硅密封胶的表干时间为17-19min，固化时间为12h时的固化深度为3.3-3.6mm，固化时间为24h时的固化深度为4.7-4.9mm；
（4）本发明的新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶的制备方法，通过在新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶的制备中加入纳米有机框架材料，能够提高有机硅密封胶的流动性，本发明制备的有机硅密封胶的挤出性为260-270mL/min；
（5）本发明的新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶的制备方法，通过在新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶的制备中加入纳米有机框架材料及二氧化钛包覆和表面交联改性后的二氧化硅微球，能够提高有机硅密封胶的粘结性，本发明制备的有机硅密封胶的100%定伸粘结性为无破坏，冷拉热压±50%粘结性为无破坏；
（6）本发明的新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶的制备方法，通过在新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶的制备中加入纳米有机框架材料，能够提高有机硅密封胶的耐化学性，将本发明制备的有机硅密封胶完全浸泡于质量分数为10%的硫酸水溶液中，在80℃下浸泡500h后，拉伸强度为3.4-3.5MPa，撕裂强度为42-46N/mm；将本发明制备的有机硅密封胶完全浸泡于质量分数为10%的氢氧化钠水溶液中，在80℃下浸泡500h后，拉伸强度为3.3-3.4MPa，撕裂强度为41-44N/mm。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现说明本发明的具体实施方式。
实施例1
一种新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶的制备方法，具体为：
1.制备纳米有机框架材料：将60g纳米碳酸钙与600g无水乙醇混合后，在20℃下以60rpm的搅拌速度搅拌10min，然后进行超声震荡，控制超声震荡的频率为20kHz，时间为5min，超声震荡结束得到碳酸钙浆料；将3g硅烷偶联剂KH550、30g无水乙醇、2g去离子水混合后，在20℃下以60rpm的搅拌速度搅拌10min，然后加入醋酸将pH调至4，得到偶联液；将碳酸钙浆料与偶联液混合后，在65℃下以200rpm的搅拌速度搅拌1.5h，过滤，使用无水乙醇将滤渣清洗2次，每次清洗使用300g无水乙醇，清洗结束后将滤渣烘干，得到改性碳酸钙；将7g1,3,5-三(4-氨基苯基)苯、4g对苯二甲醛、20g无水乙酸、430g乙腈、7g改性碳酸钙混合后进行超声震荡，控制超声震荡的频率为20kHz，时间为20min，超声震荡结束后在25℃下以60rpm的搅拌速度搅拌10h，加入0.01g苯甲醛，继续搅拌30min，过滤，使用无水乙醇清洗滤渣2次，每次清洗时无水乙醇的用量为50g，使用去离子水清洗滤渣2次，每次清洗时无水乙醇的用量为50g，然后将滤渣置于70℃下烘干，得到纳米有机框架材料；
所述纳米碳酸钙的粒径为20nm；
2.制备导热填料：将35g质量分数为28%的氨水、400g无水乙醇、45g去离子水混合后，在30℃下以100rpm的搅拌速度搅拌30min，然后加入40g正硅酸四乙酯，继续搅拌5h，得到溶胶液；取120g溶胶液与240g去离子水、16g质量分数为9%的十六烷基三甲基氯化铵水溶液混合后，在30℃下以100rpm的搅拌速度搅拌20min，加入5g质量分数为28%的氨水，继续搅拌15min，加入2g质量分数为20%的四乙基氢氧化铵水溶液、4g碳酸氢铵，继续搅拌30min，然后缓慢滴加4.5g钛酸正丁酯，控制滴加速度为1.5g/min，滴加结束后继续搅拌3h，过滤，使用去离子水清洗滤渣3次，每次清洗使用200g去离子水，清洗结束后置于110℃下干燥3h，然后置于500℃下煅烧4h，得到初级导热填料；取200g初级导热填料，在50℃下以60rpm的搅拌速度进行搅拌，同时向初级导热填料上喷淋16g质量分数25%的ε-聚赖氨酸水溶液，控制喷淋速度为7g/min，喷淋结束后继续搅拌10min，然后向初级导热填料上喷淋2g质量分数为25%的聚乙烯亚胺水溶液，控制喷淋速度为2g/min，喷淋结束后继续搅拌5min，然后置于-40℃下冷冻干燥5h，得到导热填料。
3.混合：将100gα,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、7g聚二甲基硅氧烷、10g二甲基硅油、20g气相白炭黑、6g导热填料、5g纳米氢氧化铝、3g纳米碳酸钙加入捏合机中加入捏合机中进行混炼脱水，控制混炼脱水的温度为120℃，时间为80min，冷却至室温，得到基料；将基料、10g单羟基封端的二甲基硅油、3g甲基三乙酰氧基硅烷、6g甲基三丁酮肟基硅烷、4g纳米有机框架材料、1.5gγ-氨丙基三乙氧基硅烷、0.06g二醋酸二丁基锡、0.05g二月桂酸二丁基锡加入高速搅拌机中进行高速搅拌，控制高速搅拌的真空度为0.085MPa，转速为300rpm，搅拌70min后，得到新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶；
所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷在25℃下的粘度为30000mPa·s；
所述聚二甲基硅氧烷在25℃下的粘度为300mPa·s；
所述二甲基硅油在25℃下的粘度为350mPa·s；
所述气相白炭黑的粒径为10nm；
所述纳米氢氧化铝的粒径为10nm；
所述纳米碳酸钙的粒径为20nm。
实施例2
一种新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶的制备方法，具体为：
1.制备纳米有机框架材料：将70g纳米碳酸钙与650g无水乙醇混合后，在25℃下以70rpm的搅拌速度搅拌15min，然后进行超声震荡，控制超声震荡的频率为25kHz，时间为8min，超声震荡结束得到碳酸钙浆料；将3.2g硅烷偶联剂KH550、31g无水乙醇、2.5g去离子水混合后，在25℃下以70rpm的搅拌速度搅拌15min，然后加入醋酸将pH调至4.5，得到偶联液；将碳酸钙浆料与偶联液混合后，在68℃下以250rpm的搅拌速度搅拌1.8h，过滤，使用无水乙醇将滤渣清洗3次，每次清洗使用350g无水乙醇，清洗结束后将滤渣烘干，得到改性碳酸钙；将7.1g 1,3,5-三(4-氨基苯基)苯、4g对苯二甲醛、21g无水乙酸、440g乙腈、7.5g改性碳酸钙混合后进行超声震荡，控制超声震荡的频率为25kHz，时间为25min，超声震荡结束后在28℃下以70rpm的搅拌速度搅拌11h，加入0.01g苯甲醛，继续搅拌32min，过滤，使用无水乙醇清洗滤渣2次，每次清洗时无水乙醇的用量为55g，使用去离子水清洗滤渣2次，每次清洗时无水乙醇的用量为55g，然后将滤渣置于75℃下烘干，得到纳米有机框架材料；
所述纳米碳酸钙的粒径为40nm；
2.制备导热填料：将38g质量分数为29%的氨水、420g无水乙醇、48g去离子水混合后，在35℃下以150rpm的搅拌速度搅拌35min，然后加入42g正硅酸四乙酯，继续搅拌5.5h，得到溶胶液；取122g溶胶液与245g去离子水、16.5g质量分数为9.5%的十六烷基三甲基氯化铵水溶液混合后，在35℃下以150rpm的搅拌速度搅拌25min，加入5.5g质量分数为29%的氨水，继续搅拌18min，加入2.2g质量分数为22%的四乙基氢氧化铵水溶液、4.5g碳酸氢铵，继续搅拌35min，然后缓慢滴加4.8g钛酸正丁酯，控制滴加速度为1.8g/min，滴加结束后继续搅拌3.5h，过滤，使用去离子水清洗滤渣3次，每次清洗使用250g去离子水，清洗结束后置于115℃下干燥3.5h，然后置于550℃下煅烧4.5h，得到初级导热填料；取205g初级导热填料，在55℃下以80rpm的搅拌速度进行搅拌，同时向初级导热填料上喷淋16.5g质量分数28%的ε-聚赖氨酸水溶液，控制喷淋速度为7.5g/min，喷淋结束后继续搅拌12min，然后向初级导热填料上喷淋2.2g质量分数为28%的聚乙烯亚胺水溶液，控制喷淋速度为2.5g/min，喷淋结束后继续搅拌8min，然后置于-35℃下冷冻干燥5.5h，得到导热填料。
3.混合：将105gα,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、7.5g聚二甲基硅氧烷、10.5g二甲基硅油、21g气相白炭黑、7g导热填料、5.5g纳米氢氧化铝、4g纳米碳酸钙加入捏合机中进行混炼脱水，控制混炼脱水的温度为125℃，时间为85min，冷却至室温，得到基料；将基料、11g单羟基封端的二甲基硅油、3.5g甲基三乙酰氧基硅烷、6.5g甲基三丁酮肟基硅烷、4.5g纳米有机框架材料、1.8gγ-氨丙基三乙氧基硅烷、0.07g二醋酸二丁基锡、0.06g二月桂酸二丁基锡加入高速搅拌机中进行高速搅拌，控制高速搅拌的真空度为0.09MPa，转速为350rpm，搅拌75min后，得到新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶；
所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷在25℃下的粘度为35000mPa·s；
所述聚二甲基硅氧烷在25℃下的粘度为400mPa·s；
所述二甲基硅油在25℃下的粘度为350mPa·s；
所述气相白炭黑的粒径为30nm；
所述纳米氢氧化铝的粒径为20nm；
所述纳米碳酸钙的粒径为40nm。
实施例3
一种新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶的制备方法，具体为：
1.制备纳米有机框架材料：将80g纳米碳酸钙与700g无水乙醇混合后，在30℃下以80rpm的搅拌速度搅拌20min，然后进行超声震荡，控制超声震荡的频率为30kHz，时间为10min，超声震荡结束得到碳酸钙浆料；将3.5g硅烷偶联剂KH550、32g无水乙醇、3g去离子水混合后，在30℃下以80rpm的搅拌速度搅拌20min，然后加入醋酸将pH调至5，得到偶联液；将碳酸钙浆料与偶联液混合后，在70℃下以300rpm的搅拌速度搅拌2h，过滤，使用无水乙醇将滤渣清洗3次，每次清洗使用400g无水乙醇，清洗结束后将滤渣烘干，得到改性碳酸钙；将7.2g 1,3,5-三(4-氨基苯基)苯、4.1g对苯二甲醛、22g无水乙酸、450g乙腈、8g改性碳酸钙混合后进行超声震荡，控制超声震荡的频率为30kHz，时间为30min，超声震荡结束后在30℃下以80rpm的搅拌速度搅拌12h，加入0.01g苯甲醛，继续搅拌35min，过滤，使用无水乙醇清洗滤渣3次，每次清洗时无水乙醇的用量为60g，使用去离子水清洗滤渣3次，每次清洗时无水乙醇的用量为60g，然后将滤渣置于80℃下烘干，得到纳米有机框架材料；
所述纳米碳酸钙的粒径为50nm；
2.制备导热填料：将40g质量分数为30%的氨水、450g无水乙醇、50g去离子水混合后，在40℃下以200rpm的搅拌速度搅拌40min，然后加入40-45g正硅酸四乙酯，继续搅拌6h，得到溶胶液；取125g溶胶液与250g去离子水、17g质量分数为10%的十六烷基三甲基氯化铵水溶液混合后，在40℃下以200rpm的搅拌速度搅拌30min，加入6g质量分数为30%的氨水，继续搅拌20min，加入2.5g质量分数为25%的四乙基氢氧化铵水溶液、5g碳酸氢铵，继续搅拌40min，然后缓慢滴加5g钛酸正丁酯，控制滴加速度为2g/min，滴加结束后继续搅拌4h，过滤，使用去离子水清洗滤渣4次，每次清洗使用300g去离子水，清洗结束后置于120℃下干燥4h，然后置于600℃下煅烧5h，得到初级导热填料；取210g初级导热填料，在60℃下以100rpm的搅拌速度进行搅拌，同时向初级导热填料上喷淋17g质量分数30%的ε-聚赖氨酸水溶液，控制喷淋速度为8g/min，喷淋结束后继续搅拌15min，然后向初级导热填料上喷淋2.5g质量分数为30%的聚乙烯亚胺水溶液，控制喷淋速度为3g/min，喷淋结束后继续搅拌10min，然后置于-30℃下冷冻干燥6h，得到导热填料。
3.混合：将110gα,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、8g聚二甲基硅氧烷、11g二甲基硅油、22g气相白炭黑、8g导热填料、6g纳米氢氧化铝、5g纳米碳酸钙加入捏合机中进行混炼脱水，控制混炼脱水的温度为130℃，时间为90min，冷却至室温，得到基料；将基料、12g单羟基封端的二甲基硅油、4g甲基三乙酰氧基硅烷、7g甲基三丁酮肟基硅烷、5g纳米有机框架材料、2gγ-氨丙基三乙氧基硅烷、0.07g二醋酸二丁基锡、0.06g二月桂酸二丁基锡加入高速搅拌机中进行高速搅拌，控制高速搅拌的真空度为0.095MPa，转速为400rpm，搅拌80min后，得到新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶；
所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷在25℃下的粘度为40000mPa·s；
所述聚二甲基硅氧烷在25℃下的粘度为500mPa·s；
所述二甲基硅油在25℃下的粘度为350mPa·s；
所述气相白炭黑的粒径为40nm；
所述纳米氢氧化铝的粒径为20nm；
所述纳米碳酸钙的粒径为50nm。
对比例1
采用实施例1所述的新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶的制备方法，其不同之处在于：省略第1步制备纳米有机框架材料步骤，以及在第3步混合步骤中省略纳米有机框架材料的加入。
对比例2
采用实施例1所述的新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶的制备方法，其不同之处在于：将第2步制备导热填料步骤改为：
将38g质量分数为29%的氨水、420g无水乙醇、48g去离子水混合后，在35℃下以150rpm的搅拌速度搅拌35min，然后加入42g正硅酸四乙酯、3.7g质量分数为9.5%的十六烷基三甲基氯化铵水溶液，继续搅拌5.5h，过滤，使用去离子水清洗滤渣3次，每次清洗使用250g去离子水，清洗结束后置于115℃下干燥3.5h，然后置于550℃下煅烧4.5h，得到导热填料；
即将导热填料改为二氧化硅微球，不再进行二氧化钛包覆和表面交联改性。
试验例1
对实施例1-3和对比例1-2制备的新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶的拉伸强度、撕裂强度、邵氏硬度、导热系数、表干时间、固化深度、挤出性、100%定伸粘结性、冷拉热压±50%粘结性进行测试，测试结果如下：
由上述结果可以看出，通过在新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶的制备中加入纳米有机框架材料，能够提高有机硅密封胶的机械强度、固化速度、流动性、粘结性；通过在新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶的制备中加入二氧化钛包覆和表面交联改性后的二氧化硅微球，能够提高有机硅密封胶的机械强度、导热性、粘结性；
经分析，实施例1-3和对比例2中加入的纳米有机框架材料为由共价键连接的具有周期性网络结构的有机多孔材料，多孔结构内部填充有偶联改性后的纳米碳酸钙，偶联改性后的纳米碳酸钙能够与有机多孔材料内部的网络结构进一步连接，从而增加了有机多孔材料的比表面积和增强了有机多孔材料的稳定性；有机多孔材料表面官能团能够通过化学键与基胶进行连接，由于有机多孔材料比表面积大，表面具有大量官能团，从而保证了与基胶之间的较高的交联密度和键强度，还能够促进固化过程中交联网络的形成，从而提高了有机硅密封胶的机械强度、固化速度、粘结性；在将纳米有机框架材料加入有机硅密封胶中后，有机多孔材料能够提高有机硅密封胶内的加入的填料和阻燃剂与基胶的相容性，更有利于填料与阻燃剂的分散，还能够降低有机硅密封胶的粘度，从而提高了有机硅密封胶的流动性；
实施例1-3和对比例1中加入的导热填料为三层结构，最内层为二氧化硅微球，中间层为多孔二氧化钛，最外层为ε-聚赖氨酸和聚乙烯亚胺的交联物，最内层与中间层能够起到梯度导热作用，更有利于温度传导，从而能够提高有机硅密封胶的导热系数，最外层能够促进导热填料与基胶之间的相容性的同时，提高交联密度和交联网络之间的交联强度，从而提高有机硅密封胶的机械强度和粘结性。
试验例2
将实施例1-3和对比例1-2制备的新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶测试试样完全浸泡于质量分数为10%的硫酸水溶液中，在80℃下浸泡500h，然后对测试试样的拉伸强度和撕裂强度进行测试，测试结果如下：
试验例3
将实施例1-3和对比例1-2制备的新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶测试试样完全浸泡于质量分数为10%的氢氧化钠水溶液中，在80℃下浸泡500h，然后对测试试样的拉伸强度和撕裂强度进行测试，测试结果如下：
由试验例2和试验例3的结果可以看出，通过在新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶的制备中加入纳米有机框架材料，能够提高有机硅密封胶的耐化学性；
经分析，实施例1-3和对比例2中加入的纳米有机框架材料为连接了偶联改性后的有机多孔材料，有机多孔材料能够通过表面的官能团促进交联网络的性能，提高交联密度，相比较于普通的氢键连接，有机多孔材料能够与基胶之间形成的化学键更稳定，键密度更大，从而提高了有机硅密封胶的耐化学性。
除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为质量百分数。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶的制备方法，其特征在于，由以下步骤组成：制备纳米有机框架材料，制备导热填料，混合；
所述制备纳米有机框架材料，由以下步骤组成：制备改性碳酸钙，复合；
所述制备改性碳酸钙，将纳米碳酸钙与无水乙醇混合后，在20-30℃下搅拌，然后进行超声震荡，得到碳酸钙浆料；将硅烷偶联剂KH550、无水乙醇、去离子水混合后，在20-30℃下搅拌，然后将pH调至4-5，得到偶联液；将碳酸钙浆料与偶联液混合后，在65-70℃下搅拌，过滤，清洗滤渣，将滤渣烘干，得到改性碳酸钙；
所述复合，将1,3,5-三(4-氨基苯基)苯、对苯二甲醛、无水乙酸、乙腈、改性碳酸钙混合后进行超声震荡，超声震荡结束后在25-30℃下搅拌，加入苯甲醛，继续搅拌，过滤，清洗滤渣，然后将滤渣烘干，得到纳米有机框架材料；
所述制备导热填料，由以下步骤组成：制备溶胶液，制备初级导热填料，交联包覆；
所述制备溶胶液，将氨水、无水乙醇、去离子水混合后，在30-40℃下搅拌，然后加入正硅酸四乙酯，继续搅拌，得到溶胶液；
所述制备初级导热填料，取溶胶液与去离子水、十六烷基三甲基氯化铵水溶液混合后，在30-40℃下搅拌，加入氨水，继续搅拌，加入四乙基氢氧化铵水溶液、碳酸氢铵，继续搅拌，然后缓慢滴加钛酸正丁酯，滴加结束后继续搅拌，过滤，清洗滤渣，将滤渣烘干，然后置于500-600℃下煅烧，得到初级导热填料；
所述交联包覆，取初级导热填料，在50-60℃下搅拌，同时向初级导热填料上喷淋ε-聚赖氨酸水溶液，喷淋结束后继续搅拌，然后向初级导热填料上喷淋聚乙烯亚胺水溶液，喷淋结束后继续搅拌，然后冷冻干燥，得到导热填料；
所述混合，将α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油、气相白炭黑、导热填料、纳米氢氧化铝、纳米碳酸钙加入捏合机中进行混炼脱水，冷却，得到基料；将基料、单羟基封端的二甲基硅油、甲基三乙酰氧基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷、纳米有机框架材料、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、二醋酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡加入高速搅拌机中进行高速搅拌，得到新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶的制备方法，其特征在于，所述制备改性碳酸钙中，所述碳酸钙浆料中的纳米碳酸钙与无水乙醇的质量比为60-80:600-700；
所述偶联液中的硅烷偶联剂KH550、无水乙醇、去离子水的质量比为3-3.5:30-32:2-3；
所述碳酸钙浆料中纳米碳酸钙与所述偶联液中的硅烷偶联剂KH550的质量比为60-80:3-3.5；
所述纳米碳酸钙的粒径为20-50nm。
3.根据权利要求1所述的新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶的制备方法，其特征在于，所述复合中，1,3,5-三(4-氨基苯基)苯、对苯二甲醛、无水乙酸、乙腈、改性碳酸钙、苯甲醛的质量比为7-7.2:4-4.1:20-22:430-450:7-8:0.01。
4.根据权利要求1所述的新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶的制备方法，其特征在于，所述制备溶胶液，氨水、无水乙醇、去离子水、正硅酸四乙酯的质量比为35-40:400-450:45-50:40-45；
所述氨水的质量分数为28-30%。
5.根据权利要求1所述的新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶的制备方法，其特征在于，所述制备初级导热填料中，溶胶液、去离子水、十六烷基三甲基氯化铵水溶液、氨水、四乙基氢氧化铵水溶液、碳酸氢铵、钛酸正丁酯的质量比为120-125:240-250:16-17:5-6:2-2.5:4-5:4.5-5；
所述十六烷基三甲基氯化铵水溶液的质量分数为9-10%；
所述氨水的质量分数为28-30%；
所述四乙基氢氧化铵水溶液的质量分数为20-25%。
6.根据权利要求1所述的新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶的制备方法，其特征在于，所述钛酸正丁酯的滴加速度为1.5-2g/min。
7.根据权利要求1所述的新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶的制备方法，其特征在于，所述交联包覆中，初级导热填料、ε-聚赖氨酸水溶液、聚乙烯亚胺水溶液的质量比为200-210:16-17:2-2.5；
所述ε-聚赖氨酸水溶液的质量分数25-30%；
所述聚乙烯亚胺水溶液的质量分数为25-30%。
8.根据权利要求1所述的新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶的制备方法，其特征在于，所述ε-聚赖氨酸水溶液的喷淋速度为7-8g/min；
所述聚乙烯亚胺的喷淋速度为2-3g/min。
9.根据权利要求1所述的新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶的制备方法，其特征在于，所述混合中，α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油、气相白炭黑、导热填料、纳米氢氧化铝、纳米碳酸钙、单羟基封端的二甲基硅油、甲基三乙酰氧基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷、纳米有机框架材料、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、二醋酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡的质量比为100-110:7-8:10-11:20-22:6-8:5-6:3-5:10-12:3-4:6-7:4-5:1.5-2:0.06-0.07:0.05-0.06；
所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷在25℃下的粘度为30000-40000mPa·s；
所述聚二甲基硅氧烷在25℃下的粘度为300-500mPa·s；
所述二甲基硅油在25℃下的粘度为350mPa·s；
所述气相白炭黑的粒径为10-40nm；
所述纳米氢氧化铝的粒径为10-20nm；
所述纳米碳酸钙的粒径为20-50nm。
10.根据权利要求1所述的新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶的制备方法，其特征在于，所述混炼脱水的温度为120-130℃，时间为80-90min；
所述高速搅拌的真空度为0.085-0.095MPa，转速为300-400rpm，搅拌时间为70-80min。
CN202311139380.2A 2023-09-06 2023-09-06 一种新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶的制备方法 Active CN116875268B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311139380.2A CN116875268B (zh) 2023-09-06 2023-09-06 一种新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311139380.2A CN116875268B (zh) 2023-09-06 2023-09-06 一种新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116875268A true CN116875268A (zh) 2023-10-13
CN116875268B CN116875268B (zh) 2023-11-24

Family

ID=88260864

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311139380.2A Active CN116875268B (zh) 2023-09-06 2023-09-06 一种新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116875268B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102516927A (zh) * 2011-12-20 2012-06-27 江苏明昊新材料科技有限公司 太阳能光伏组件封装用双组份灌封胶及其制备方法
CN103555264A (zh) * 2013-10-11 2014-02-05 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 高剥离强度聚硫密封胶及密封方法
CN105255218A (zh) * 2015-10-26 2016-01-20 广西华纳新材料科技有限公司 聚氨酯密封胶专用纳米碳酸钙的表面处理方法
CN111363382A (zh) * 2020-04-10 2020-07-03 山东宝龙达实业集团有限公司 一种碳酸钙/硅酸钙/氧化硅材料的制备方法及应用
US20230201126A1 (en) * 2020-06-23 2023-06-29 Omya International Ag Surface-reacted calcium carbonate in a process for the production of a loaded microcapsule
CN116589972A (zh) * 2023-07-18 2023-08-15 山东沃赛新材料科技有限公司 一种高性能防火耐高温有机硅密封胶的制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102516927A (zh) * 2011-12-20 2012-06-27 江苏明昊新材料科技有限公司 太阳能光伏组件封装用双组份灌封胶及其制备方法
CN103555264A (zh) * 2013-10-11 2014-02-05 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 高剥离强度聚硫密封胶及密封方法
CN105255218A (zh) * 2015-10-26 2016-01-20 广西华纳新材料科技有限公司 聚氨酯密封胶专用纳米碳酸钙的表面处理方法
CN111363382A (zh) * 2020-04-10 2020-07-03 山东宝龙达实业集团有限公司 一种碳酸钙/硅酸钙/氧化硅材料的制备方法及应用
US20230201126A1 (en) * 2020-06-23 2023-06-29 Omya International Ag Surface-reacted calcium carbonate in a process for the production of a loaded microcapsule
CN116589972A (zh) * 2023-07-18 2023-08-15 山东沃赛新材料科技有限公司 一种高性能防火耐高温有机硅密封胶的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN116875268B (zh) 2023-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110054864B (zh) 一种高导热复合填料及其聚合物基复合材料的制备方法
CN109206961A (zh) 一种石墨烯导电导热涂料及其制备方法
CN107201170B (zh) 一种含有微胶囊的硅酮密封胶及其制备方法
CN112011305B (zh) 一种双组分聚氨酯胶粘剂及其制备方法
CN113403022B (zh) 一种有机硅导热灌封胶及其制备方法
WO2023078375A1 (zh) 防雾涂料及其制备方法和防雾玻璃
CN111763475A (zh) 一种单组分聚氨酯防水涂料
CN116875268B (zh) 一种新能源汽车电池包用导热有机硅密封胶的制备方法
CN116640554A (zh) 一种阻燃型美容胶的制备方法
CN107325781A (zh) 有机硅密封胶组合物、有机硅密封胶及其制备方法
CN109535811B (zh) 一种保温外墙腻子粉及其制备方法
CN107189359A (zh) 一种石墨烯复合有机硅封装材料的制备方法
CN111139008A (zh) 灌封胶及其制备方法、太阳能逆变器、电子元器件
CN114292495B (zh) 环氧树脂复合材料及其制备方法与应用
CN114031988B (zh) 一种超强粘结力环保防水材料及其使用方法
CN115725223A (zh) 一种防覆冰疏水涂料和应用、防覆冰疏水涂层的制备方法
CN103589165A (zh) 一种抗静电绝缘材料及其制备方法
CN115386333A (zh) 低压缩永久变形单组分热固化有机硅密封胶及其制备方法
CN113930059A (zh) 一种高耐热bmc复合材料及其制备方法
CN113583623A (zh) 一种双组份硅橡胶及其制备方法和应用
CN108610665A (zh) 一种电塔防腐蚀涂料的制备方法
CN110760247A (zh) 一种电子元器件用抗剥离型散热绝缘复合涂料
CN116694297A (zh) 一种耐水耐紫外的双组分中空玻璃硅酮密封胶及其制备方法
CN117777942A (zh) 一种强粘接、耐高温、耐老化的静音轮胎胶粘剂及其制备方法
CN115180973B (zh) 一种凝胶型混凝土养护剂

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant