[发明专利]一种单组分聚氨酯低温热固化结构胶及其制备方法

说明书

本申请涉及一种单组分聚氨酯低温热固化结构胶及其制备方法，以重量份计，每100份单组分聚氨酯低温热固化结构胶包括：端羟基预聚体25～45份、封端二异氰酸酯固化剂10～20份、无机填料25～40份、增塑剂10～20份、增粘助剂0.1～1份、热敏催化剂0.1～1.5份。本申请提供的单组分聚氨酯低温热固化结构胶具有开口时间长、存储稳定性高、固化温度低的特点，并且可以通过端羟基预聚体的设计实现对固化后性能的调整，本发明可以应用于多种材料的粘结领域，操作工艺简单且固化速度快。

技术领域

本申请涉及单组分聚氨酯结构胶技术领域，特别涉及一种单组分聚氨酯低温热固化结构胶及其制备方法。

背景技术

随着新能源汽车产业的发展，电池技术也在不断进步，传统的CMP结构正逐渐向更为先进的CTP/CTC结构转变。在宁德时代2020年申请的专利(CN210040322U)中，绝缘构件和圆柱形电池单体之间的连接均通过结构胶来实现；比亚迪2019年申请的专利(CN110165118B)中，电池阵列中的单体电池同样通过结构胶粘结，以节省空间，减少其他结构件以满足轻量化需求，提高能量密度和生产效率。

目前，市场上应用较多的结构胶主要可以包括环氧结构胶和聚氨酯结构胶，其中环氧结构胶虽然可能实现更高的粘接强度，但韧性较差，难以应对各种振动颠簸环境，因此动力电池行业中应用较多的是聚氨酯结构胶。聚氨酯结构胶有分为单组分和双组分，双组分聚氨酯结构胶通常固化速度更快，强度更高，但操作工艺较复杂，存在两个组分混合不均匀的风险。

传统的单组分聚氨酯结构胶存在固化速度慢、开口时间短、储存稳定性差的缺点，因此目前单组分聚氨酯结构胶的开发方向为高温固化，例如采用氯化钠封闭的4，4’-二苯胺甲烷，通过这种方式实现的热固胶仍然可以和空气中的水分反应产生交联，只能在有限范围内延长开口时间，还有另外一类热固型聚氨酯胶，其成分中本身不含异氰酸酯结构，通过利用双环脲化合物在加热后生成二异氰酸酯的原理来实现交联固化，所需反应温度较高。

由此可见目前市场上已有的热固型单组分聚氨酯通常存在热固化温度高，固化后强度低的不足，存储稳定性差等问题，难以用于连续快速的结构粘结需求。

发明内容

本申请实施例提供一种单组分聚氨酯低温热固化结构胶及其制备方法，以解决相关技术中单组分聚氨酯低温热固化结构胶存在固化速度慢、固化温度高、开口时间短、存储稳定性差以及固化强度、韧性低的问题。

本申请提供的技术方案具体如下：

第一方面，本申请提供了一种单组分聚氨酯低温热固化结构胶，以重量份计，每100份单组分聚氨酯低温热固化结构胶包括：

端羟基预聚体25～45份、封端二异氰酸酯固化剂10～20份、无机填料25～40份、增塑剂10～20份、增粘助剂0.1～1份、热敏催化剂0.1～1.5份。

一些实施例中，所述封端二异氰酸酯固化剂含有由封端剂封端的异氰酸酯基，所述封端剂包括3,3′-二氯-4,4′-二苯基甲烷二胺、3,5-二乙基甲苯二胺、4,4′-亚甲基双(2,6-二乙基)苯胺、4,4′-二氨基二苯基甲烷中的一种或多种。

一些实施例中，所述端羟基预聚体是由重量比为1～10：1的多元醇和多异氰酸酯反应制得，所述端羟基预聚体的羟值为20～100mg KOH/g、其25℃粘度为30000～100000mPa·s。

一些实施例中，所述多元醇包括聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚烯烃多元醇、生物基多元醇、1,3-丙二醇、1,6-己二醇中的一种或多种。

一些实施例中，所述多异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯、二甲基二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种。

一些实施例中，所述热敏催化剂包括热敏有机金属催化剂。