本發(fā)明涉及電池電機(jī)灌封領(lǐng)域，特別是涉及一種高導(dǎo)熱耐高溫增韌灌封環(huán)氧樹脂及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)電機(jī)耐高溫絕緣樹脂是耐溫不飽和聚酯和線形聚酰胺亞胺體系，由于這些樹脂本體粘度大，使用時需要大量有機(jī)溶劑或活性稀釋劑，導(dǎo)致有機(jī)揮發(fā)物含量高，固化時環(huán)境污染嚴(yán)重而產(chǎn)生環(huán)境污染難題。
新能源動力電池具有大容量，高功率，長壽命，無污染，安全可靠，輕便是新能源電池的發(fā)展趨勢。灌封材料保證電池電機(jī)的導(dǎo)熱散熱，均衡溫度，阻燃防爆，絕緣防水等方面的性能，為電池，電機(jī)的長期有效的使用起著舉足輕重的作用。
而同時滿足高導(dǎo)熱，高耐溫性、高韌性、低密度的灌封材料是目前所急需的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供了一種高導(dǎo)熱耐高溫增韌灌封環(huán)氧樹脂及其制備方法和應(yīng)用，作為用于新能源動力電池的灌封材料，粘度低可滿足灌封要求、凝膠時間短、生產(chǎn)效率高、耐溫200度以上、高導(dǎo)熱系數(shù)、絕緣性能好、耐高低溫沖擊；制備方法簡單，易操作。
一種高導(dǎo)熱耐高溫增韌灌封環(huán)氧樹脂，它包括a組分和b組分混合后固化而成；所述a組分按質(zhì)量份數(shù)由10-40份的環(huán)氧樹脂、1-20份的增韌劑、0.1-75份的填料混合分散而成；所述b組分按質(zhì)量份數(shù)由2-50份的固化劑、0.01-5份的促進(jìn)劑混合分散而成；所述環(huán)氧樹脂為雙酚a環(huán)氧樹脂、雙酚f環(huán)氧樹脂、酚醛環(huán)氧樹脂、4-(1，1-二甲基)-1，2-苯二酚與(氯甲基)環(huán)氧乙烷的聚合物、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂[3，4-環(huán)氧環(huán)己基甲基-3’，4’-環(huán)氧環(huán)己基羧酸酯]、四官能度環(huán)氧樹脂[n，n，n，n-四環(huán)氧丙基-4，4-二氨基二苯甲烷]中的一種或其中幾種按任意比例的混合物。
所述a組分中還包括0.01-20份的稀釋劑。
所述稀釋劑蓖麻油三縮水甘油醚、1，4-丁基縮水甘油醚中的一種或兩種按任意比例的混合物。
所述增韌劑為核殼橡膠改性環(huán)氧樹脂預(yù)聚體、丙烯酸改性聚氨酯樹脂、端羧基嵌段共聚物、端羧基丁腈橡膠、端羧基丁腈橡膠改性環(huán)氧樹脂預(yù)聚體、線性結(jié)構(gòu)的官能化有機(jī)硅聚合物、聚酯多元醇、聚己內(nèi)酯多元醇中的一種或其中幾種按任意比例的混合物。
所述填料為氫氧化鋁、氫氧化鎂、球形硅微粉、球形氧化鋁、氮化硼、單壁碳納米管、空心玻璃微珠、膨脹微球中的一種或其中幾種按任意比例的混合物。
所述固化劑為改性脂肪胺、脂環(huán)胺、聚醚多胺、改性聚多胺、聚酰胺、芳香胺、甲基四氫苯酐、甲基六氫苯酐、甲基納迪克酸酐、雙氰胺中的一種或其中幾種按任意比例的混合物。
所述促進(jìn)劑為2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、二甲基芐胺、三-(二甲胺基甲基)苯酚中的一種或其中幾種按任意比例的混合物。
一種高導(dǎo)熱耐高溫增韌灌封環(huán)氧樹脂的制備方法，具體按以下步驟進(jìn)行的：一、制備a組分：按質(zhì)量份數(shù)稱取10-40份的環(huán)氧樹脂、0.01-20份的稀釋劑、1-20份的增韌劑、0.1-75份的填料，分散均勻，再抽真空后，出料包裝；二、制備b組分：按質(zhì)量份數(shù)稱取2-50份的固化劑、0.01-5份的促進(jìn)劑，分散均勻，再抽真空后，出料包裝；三、使用時，將步驟一的a組分和步驟二的b組分，混合均勻后固化，即為成品。
步驟一中所述a組分中還包括0.01-20份的稀釋劑。
灌封環(huán)氧樹脂作為灌封材料和絕緣材料，應(yīng)用于新能源動力電池及電機(jī)，風(fēng)力發(fā)電定子及電機(jī)的高導(dǎo)熱耐高溫的灌封和絕緣。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明的一種高導(dǎo)熱耐高溫增韌灌封環(huán)氧樹脂，具有無溶劑環(huán)境友好、粘度低可滿足灌封要求、凝膠時間短、生產(chǎn)效率高、固化后最高可耐溫200度以上、高導(dǎo)熱系數(shù)、絕緣性能好、耐高低溫沖擊等優(yōu)點(diǎn)；低密度，減輕新能源汽車重量；制備方法簡單，易操作，適用于新能源鋰電池及電機(jī)，風(fēng)力發(fā)電定子及電機(jī)的高導(dǎo)熱耐高溫絕緣和灌封用途。
具體實(shí)施方式
為了加深對本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述，該實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不對本發(fā)明的保護(hù)范圍構(gòu)成限定。
實(shí)施例一
本實(shí)施例提供了一種高導(dǎo)熱耐高溫增韌灌封環(huán)氧樹脂，它包括a組分和b組分混合后固化而成；所述a組分按質(zhì)量份數(shù)由14.3份的脂環(huán)族環(huán)氧樹脂[3，4-環(huán)氧環(huán)己基甲基-3’，4’-環(huán)氧環(huán)己基羧酸酯](環(huán)氧當(dāng)量為134g/eg)、2.1份的端羧基嵌段共聚物(fortegra202)、45份的30μm的球形氧化鋁和20份的5μm的球形氧化鋁混合分散而成；所述b組分按質(zhì)量份數(shù)由17.7份的甲基六氫苯酐(活潑氫當(dāng)量168g/eg)、0.9份的二甲基芐胺混合分散而成。
將a組分和b組分稱量后，分別混合均勻，使用時，再將a組分與b組分混合，然后進(jìn)行灌封施工：于80℃進(jìn)行真空罐注，再于110℃固化1小時后脫模，然后于150℃固化6小時成型得到高導(dǎo)熱耐高溫增韌灌封環(huán)氧樹脂。
本實(shí)施例的高導(dǎo)熱耐高溫增韌灌封環(huán)氧樹脂，固化前混合粘度為3000mpa·s，固化后玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(dsc)186℃，耐熱性能高，導(dǎo)熱系數(shù)為1w/mk，電氣強(qiáng)度20kv/mm，相對介電常數(shù)2.5，體積電阻率≥1015q·cm。
本實(shí)施例的高導(dǎo)熱耐高溫增韌灌封環(huán)氧樹脂適用于新能源動力電池及電機(jī)，風(fēng)力發(fā)電定子及電機(jī)，特別適用于高耐溫要求的電機(jī)絕緣防護(hù)和灌封。
實(shí)施例二
本實(shí)施例提供了一種高導(dǎo)熱耐高溫增韌灌封環(huán)氧樹脂，它包括a組分和b組分混合后固化而成；所述a組分按質(zhì)量份數(shù)由22.2份的四官能度環(huán)氧樹脂[n，n，n，n-四環(huán)氧丙基-4，4-二氨基二苯甲烷](環(huán)氧當(dāng)量為115g/eg)、5.5份的1，4-丁基縮水甘油醚、8.3份的丙烯酸改性聚氨酯樹脂(異氰酸酯當(dāng)量470e/eg)、20.2份的5μm的氮化硼混合分散而成；所述b組分按質(zhì)量份數(shù)由42.9份的甲基六氫苯酐(活潑氫當(dāng)量168g/eg)、0.8份的二甲基芐胺混合分散而成。
將a組分和b組分稱量后，分別混合均勻，使用時，再將a組分與b組分混合，然后進(jìn)行灌封施工：于80℃進(jìn)行真空罐注，再于110℃固化1小時后脫模，然后于150℃固化6小時成型得到高導(dǎo)熱耐高溫增韌灌封環(huán)氧樹脂。
本實(shí)施例的高導(dǎo)熱耐高溫增韌灌封環(huán)氧樹脂，固化前混合粘度為5000mpa·s，固化后玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(dsc)204℃，耐熱性能高，導(dǎo)熱系數(shù)為0.8w/mk，電氣強(qiáng)度20kv/mm，相對介電常數(shù)2.5，體積電阻率≥1015ω·cm。
本實(shí)施例的高導(dǎo)熱耐高溫增韌灌封環(huán)氧樹脂適用于新能源動力電池及電機(jī)，風(fēng)力發(fā)電定子及電機(jī)，特別適用于高耐溫要求的電機(jī)絕緣防護(hù)和灌封。
實(shí)施例三
本實(shí)施例提供了一種高導(dǎo)熱耐高溫增韌灌封環(huán)氧樹脂，它包括a組分和b組分混合后固化而成；所述a組分按質(zhì)量份數(shù)由14.7份的雙酚a環(huán)氧樹脂(環(huán)氧當(dāng)量為190g/eg)、3.4份的雙酚f環(huán)氧樹脂(環(huán)氧當(dāng)量182g/eg)、2.3份的蓖麻油三縮水甘油醚(環(huán)氧當(dāng)量為600g/eg)、2.3份的端羧基丁腈橡膠改性環(huán)氧樹脂預(yù)聚體(40％丁睛橡膠，環(huán)氧當(dāng)量355g/eg)、50份的20μm的氫氧化鋁、15份的5μm的氫氧化鋁、1.5份的60μm的空心玻璃微珠和4.5份的30μm的空心玻璃微珠混合分散而成；所述b組分按質(zhì)量份數(shù)由5.9份的聚醚多胺(活潑氫當(dāng)量55g/eg)、0.5份的三-(二甲胺基甲基)苯酚混合分散而成。
將a組分和b組分稱量后，分別混合均勻，使用時，再將a組分與b組分混合，然后進(jìn)行灌封施工：于常溫進(jìn)行真空罐注，于常溫固化1天后再80℃固化3小時后脫模，或于常溫固化7天后脫模，成型得到高導(dǎo)熱耐高溫增韌灌封環(huán)氧樹脂。
本實(shí)施例的高導(dǎo)熱耐高溫增韌灌封環(huán)氧樹脂，固化前混合粘度為6500mpa·s，開放時間50分鐘，密度為1.3kg/cm3，固化后玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(dsc)90℃，拉伸強(qiáng)度46mpa，拉伸模量3960mpa，斷裂伸長率3.2％，剪切強(qiáng)度15mpa，沖擊剝離強(qiáng)度為25kn/m，高低溫循環(huán)不開裂(于80℃1h，經(jīng)0.5h降溫到-40℃后，于-40℃1h，再經(jīng)0.5h升溫到80℃，循環(huán)10天)。
本實(shí)施例的高導(dǎo)熱耐高溫增韌灌封環(huán)氧樹脂適用于新能源動力電池及電機(jī)，風(fēng)力發(fā)電定子及電機(jī)，特別適用于新能源動力電池的灌封。
實(shí)施例四
本實(shí)施例提供了一種高導(dǎo)熱耐高溫增韌灌封環(huán)氧樹脂，它包括a組分和b組分混合后固化而成；所述a組分按質(zhì)量份數(shù)由28.7份的酚醛環(huán)氧樹脂(環(huán)氧當(dāng)量為170g/eg)、2.9份的線性結(jié)構(gòu)的官能化有機(jī)硅增韌劑、40份的30μm的球形硅微粉、20.3份的5μm的球形硅微粉混合分散而成；所述b組分按質(zhì)量份數(shù)由7.6份的芳香胺(活潑氫當(dāng)量44.57g/eg)、0.5份的三-(二甲胺基甲基)苯酚混合分散而成。
將a組分和b組分稱量后，分別混合均勻，使用時，再將a組分與b組分混合，然后進(jìn)行灌封施工：于常溫進(jìn)行真空罐注，于常溫固化1天后再80℃固化3小時后脫模，或于常溫固化7天后脫模，成型得到高導(dǎo)熱耐高溫增韌灌封環(huán)氧樹脂。
本實(shí)施例的高導(dǎo)熱耐高溫增韌灌封環(huán)氧樹脂，固化前混合粘度為6000mpa·s，耐熱性能較高，電氣強(qiáng)度18kv/mm，相對介電常數(shù)2.6，體積電阻率≥1015ω·cm。
本實(shí)施例的高導(dǎo)熱耐高溫增韌灌封環(huán)氧樹脂適用于新能源動力電池及電機(jī)，風(fēng)力發(fā)電定子及電機(jī)，特別適用于較高耐溫要求的電機(jī)絕緣防護(hù)。
上述實(shí)施例的一種高導(dǎo)熱耐高溫增韌灌封環(huán)氧樹脂，具有無溶劑環(huán)境友好、粘度低可滿足灌封要求、凝膠時間短、生產(chǎn)效率高、固化后耐溫最高可達(dá)200度以上、高導(dǎo)熱系數(shù)、絕緣性能好、耐高低溫沖擊等優(yōu)點(diǎn)；低密度，減輕新能源汽車重量；制備方法簡單，易操作，適用于新能源鋰電池及電機(jī)，風(fēng)力發(fā)電定子及電機(jī)的高導(dǎo)熱耐高溫絕緣和灌封用途。
上述實(shí)施例不應(yīng)以任何方式限制本發(fā)明，凡采用等同替換或等效轉(zhuǎn)換的方式獲得的技術(shù)方案均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。