本发明涉及胶黏剂,尤其涉及一种双极板边框粘接胶及其制备方法和应用。
背景技术:
1、热熔胶是一种可塑性粘合剂,在一定的外界条件下其物理形态会随着温度而变化,但其所具有的化学特性是不变的,并且不会造成环境污染,属于环保型化学品。传统的热烙胶为乙烯-醋酸乙烯(eva)热熔胶为主,具备优异的的粘接性能、柔韧性好和耐高温低温。
2、目前,热熔胶被广泛应用于电池石墨双极板的密封工艺,通过热熔膜热压密封或者三元乙丙橡胶垫-热熔膜热压密封,使双极板密封粘接。然而,当前密封方式对双极板边框材料的力学性能要求较高,难以适用于受热形变的边框材料。例如,对于双极板边框为聚丙烯材料,热熔胶热压密封会使聚丙烯和热熔胶本身产生一定程度的形变,从而导致双极板容易出现裂板现象。
技术实现思路
1、本发明提供了一种双极板边框粘结胶及其制备方法和应用,以解决当前热熔胶易导致双极板出现裂板现象的技术问题。
2、为了解决上述技术问题,第一方面,本发明提供了一种双极板边框粘接胶,由以下质量份数的原料组分组成:
3、二苯基甲烷二异氰酸酯14份~32份;
4、聚己二酸丁二醇酯二醇20份~60份;
5、陶氏2120聚醚多元醇15份~32份;
6、环氧树脂10份~40份;
7、活性稀释剂10份~20份;
8、催化剂0.5份~5份;
9、促进剂1份~4份;
10、光引发剂0.5份~5份;
11、填料1份~5份。
12、优选地,由以下质量份数的原料组分组成:
13、二苯基甲烷二异氰酸酯25份;
14、分子量为3000的聚己二酸丁二醇酯二醇30份;
15、陶氏2120聚醚多元醇22份;
16、环氧树脂20份;
17、活性稀释剂15份;
18、催化剂3份;
19、促进剂2份;
20、光引发剂3.7份;
21、填料3份。
22、进一步地,环氧树脂为双酚a环氧树脂,活性稀释剂为环氧活性稀释剂,促进剂为环氧促进剂,填料为纳米填料。陶氏2120聚醚多元醇的分子量为2000,羟值为56。
23、进一步优选地,环氧树脂为e-51环氧树脂、e-20环氧树脂和e-12环氧树脂中的至少一种,活性稀释剂为环氧活性稀释剂660a,促进剂为环氧促进剂dmp-30,填料为纳米二氧化硅。
24、进一步地,催化剂包括二月桂酸二丁基锡和三乙烯二胺。
25、进一步地,光引发剂为碘鎓盐、硫鎓盐和铁芳烃中的至少一种。优选地,光引发剂为二苯基碘鎓盐或三苯基硫鎓盐。
26、第二方面,本发明还提供一种如第一方面所述的双极板边框粘接胶的制备方法,包括以下步骤:
27、步骤一,在氮气环境中,将二苯基甲烷二异氰酸酯与已脱水的聚己二酸丁二醇酯二醇和陶氏2120聚醚多元醇搅拌均匀,再升温至85℃~90℃进行反应,直至游离nco基团含量为4%~9%,得到聚氨酯预聚体;
28、步骤二,在温度70℃~75℃下,向聚氨酯预聚体依次加入环氧树脂、催化剂和活性稀释剂,反应2h~3h,得到环氧树脂接枝聚氨酯组分;
29、步骤三,向环氧树脂接枝聚氨酯组分加入促进剂和光引发剂,继续反应0.5h~1h,再加入填料搅拌均匀,得到双极板粘接胶。
30、优选地,所述步骤一的反应温度为85℃,游离nco基团含量为5%~7%。
31、进一步地,向聚氨酯预聚体依次加入环氧树脂、催化剂和活性稀释剂,包括:
32、向聚氨酯预聚体加入环氧树脂和二月桂酸二丁基锡进行扩链0.5h~1h,再加入三乙烯二胺和活性稀释剂继续反应。
33、第三方面,本发明还提供一种如第二方面所述的制备方法得到的双极板边框粘接胶在电池双极板边框粘接中的应用。
34、与现有技术相比,本发明具备以下有益效果:
35、本发明以陶氏2120聚醚多元醇作为合成异氰酸酯预聚体的多元醇,以引入醚键增强粘接胶的耐低温性能,使其在较低温度下依旧保持粘合力;在异氰酸酯基封端的聚氨酯预聚体上接枝环氧树脂,提高粘接胶的粘合能力、耐久性、耐热性和力学强度;采用活性稀释剂调节体系粘度,实现无溶剂体系,从而无需除水和除溶剂的后处理过程,环保且降低制备成本;采用填料对粘接胶进行填充改性,使粘接胶的力学性能和热性能得到大幅度改善,降低粘结胶形变;采用光引发剂以能够采用紫外光固化进行固化处理,无需热压工艺,使其应用于聚丙烯等双极板边框材料不会出现裂板现象。
1.一种双极板边框粘接胶,其特征在于,由以下质量份数的原料组分组成:
2.如权利要求1所述的双极板边框粘接胶,其特征在于,由以下质量份数的原料组分组成:
3.如权利要求1所述的双极板边框粘接胶,其特征在于,环氧树脂为双酚a环氧树脂,活性稀释剂为环氧活性稀释剂,促进剂为环氧促进剂,填料为纳米填料。
4.如权利要求3所述的双极板边框粘接胶,其特征在于,环氧树脂为、e-20环氧树脂和e-12环氧树脂中的至少一种,活性稀释剂为环氧活性稀释剂660a,促进剂为环氧促进剂dmp-30,填料为纳米二氧化硅。
5.如权利要求1所述双极板边框粘接胶,其特征在于,催化剂包括二月桂酸二丁基锡和三乙烯二胺。
6.如权利要求1所述的双极板边框粘接胶,其特征在于,光引发剂为碘鎓盐、硫鎓盐和铁芳烃中的至少一种。
7.一种如权利要求1至6任一项所述的双极板边框粘接胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
8.如权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述步骤一的反应温度为85℃,游离nco基团含量为5%~7%。
9.如权利要求7所述的制备方法,其特征在于,向聚氨酯预聚体依次加入环氧树脂、催化剂和活性稀释剂,包括:
10.一种如权利要求7至9任一项所述的制备方法得到的双极板边框粘接胶在电池双极板边框粘接中的应用。