本發(fā)明涉及灌封膠，更具體地，涉及一種阻燃聚氨酯組合物及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、灌封膠是一種用于封閉、密封和固定電子元器件的材料。在使用時，需要將灌封膠均勻的流入到狹小間隙，故對灌封膠的流動性要求較高。近年來，當(dāng)應(yīng)用在電池，尤其是新能源汽車電池時，對灌封膠的阻燃性和剪切強度等均提出了更高的要求。

2、新能源汽車的安全性尤為重要，其中，灌封膠具有良好的阻燃性能，對新能源汽車來說至關(guān)重要?，F(xiàn)有技術(shù)為了提高灌封膠的阻燃性能，主要方法是加入阻燃劑。阻燃劑包括固體阻燃劑和液體阻燃劑。固體阻燃劑與灌封膠的組分相容性不佳而容易使灌封膠發(fā)生分層，且其加入會導(dǎo)致灌封膠的流動性變差以及可能給灌封膠的剪切強度帶來一定的負面影響，因此現(xiàn)階段較少選用固體阻燃劑。液體阻燃劑與灌封膠組分的相容性良好，可以使灌封膠保持良好的流動性，但液體阻燃劑需要大量地添加才能達到良好的阻燃效果。

3、還需要關(guān)注的是，隨著新能源汽車輕量化趨勢的發(fā)展，低密度的灌封膠更適用于新能源汽車，其中，發(fā)泡型的灌封膠的密度更低，更具有競爭力。然而，發(fā)泡型的灌封膠使用過程中主要與汽車的大型金屬部件接觸，大型金屬部件吸熱快、吸熱量大，這導(dǎo)致灌封膠的發(fā)泡密度受環(huán)境溫度的影響大。比如，夏天的車間溫度高(28℃)，現(xiàn)有灌封膠的發(fā)泡倍率約為5倍，使得發(fā)泡密度??；冬天的車間溫度低(18℃)，同一種灌封膠的發(fā)泡倍率約為3.5倍，使得發(fā)泡密度大。灌封膠的發(fā)泡密度隨環(huán)境溫度變化而波動大，影響了部件的適配度和精密度，給部件的設(shè)計、整車的組裝等帶來了困難，甚至可能會導(dǎo)致整車的質(zhì)量問題。

4、專利cn110392945a提及的灌封化合物具有良好的阻燃性，但其不關(guān)注灌封膠的發(fā)泡密度隨環(huán)境溫度變化的波動情況。

5、因此，需開發(fā)阻燃性能良好、流動性良好、剪切強度好和發(fā)泡密度隨溫度變化而波動小的灌封膠，以滿足其新能源汽車領(lǐng)域的應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的首要目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的灌封膠的性能差或不佳的問題，提供一種阻燃聚氨酯組合物。

2、本發(fā)明的進一步目的是提供上述阻燃聚氨酯組合物的制備方法。

3、本發(fā)明的進一步目的是提供上述阻燃聚氨酯組合物在制備灌封膠中的應(yīng)用。

4、本發(fā)明的上述目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

5、一種阻燃聚氨酯組合物，包括質(zhì)量比為1：(1～1.2)的組分a和組分b；

6、所述組分a包括如下重量份數(shù)的組分：

7、

8、所述第一聚醚多元醇以蔗糖和/或山梨醇為起始劑制得；所述第二聚醚多元醇以二元醇為起始劑制得；所述第三聚醚多元醇以蓖麻油為起始劑制得；

9、所述復(fù)合阻燃劑包括質(zhì)量比1：(0.5～3)為液體阻燃劑和固體阻燃劑；

10、所述組分b包括如下重量份數(shù)的組分：含nco的聚氨酯預(yù)聚體90～100份。

11、本發(fā)明的發(fā)明人通過研究發(fā)現(xiàn)，以第一聚醚多元醇作為組分a的主要多元醇，其以蔗糖和/或山梨醇為起始劑制得，具有高官能度和強反應(yīng)網(wǎng)狀骨架，故在反應(yīng)時對外界能量的依賴小，從而可以在一定程度上降低阻燃聚氨酯組合物發(fā)泡密度隨溫度的波動。在此基礎(chǔ)上，還加入一定量的第三聚醚多元醇，由于第三聚醚多元醇以蓖麻油為起始劑制得，具有良好的凝膠性和滲透性，故可以在發(fā)泡時優(yōu)先滲透到待粘接基材的表面，阻斷待粘接基材對阻燃聚氨酯組合物的吸熱，進而使得阻燃聚氨酯組合物在發(fā)泡時的溫度變化小，發(fā)泡密度保持穩(wěn)定。此外，第三聚醚多元醇的加入還可以明顯提升阻燃聚氨酯組合物的剪切強度。

12、交聯(lián)劑的加入，除了可以提升阻燃聚氨酯組合物的剪切強度，還可以促進阻燃聚氨酯組合物發(fā)泡時反應(yīng)的進行，從而降低發(fā)泡密度隨溫度的波動。

13、如果組分a中僅使用第一聚醚多元醇和第二聚醚多元醇，會導(dǎo)致阻燃聚氨酯組合物的流動性差。本發(fā)明進一步加入第二聚醚多元醇，阻燃聚氨酯組合物的流動性得以提升。

14、本發(fā)明的發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，將液體阻燃劑和固體阻燃劑復(fù)合，得到的復(fù)合阻燃劑在本發(fā)明的聚醚多元醇體系中具有良好的分散性，有利于發(fā)揮復(fù)合阻燃劑的阻燃效果，提高阻燃聚氨酯組合物的阻燃性能。此外，用部分固體阻燃劑代替液體阻燃劑，阻燃聚氨酯組合物在發(fā)泡時的溫度變化更小，有利于降低阻燃聚氨酯組合物的發(fā)泡密度隨溫度的波動。

15、即本發(fā)明通過三種聚醚多元醇、交聯(lián)劑和復(fù)合阻燃劑的配合，得到的阻燃聚氨酯組合物作為灌封膠時具有良好的流動性、良好的阻燃性能、良好的剪切強度以及發(fā)泡密度隨溫度的變化而波動小。

16、本發(fā)明中：

17、組分a中：第一聚醚多元醇的用量可以為30、32、35、36、38或40份；第二聚醚多元醇的的用量可以為5、6、7、8、9或10份；第三聚醚多元醇的用量可以為10、12、14或15份；交聯(lián)劑的用量可以為5、6、8、9、10、12或15份；催化劑的的用量可以為0.3、0.5、0.8或1份；發(fā)泡劑的用量可以為0.3、0.5、0.8或1份；復(fù)合阻燃劑的用量可以為10、12、15、18、20、25、28或30份。

18、組分b中：含nco的聚氨酯預(yù)聚體的用量可以為90、92、94、95、96、98或100份。

19、優(yōu)選地，所述阻燃聚氨酯組合物中，復(fù)合阻燃劑的質(zhì)量百分數(shù)不高于15％。

20、本發(fā)明的阻燃聚氨酯組合物在復(fù)合阻燃劑低含量的情況下，即可達到良好的阻燃效果(6mmv-0/8mmv-0)。

21、優(yōu)選地，所述第一聚醚多元醇在25℃下的粘度為4000～20000mpa·s。具體可以為4000、5000、6000、8000、10000、12000、15000、18000、或20000mpa·s。

22、優(yōu)選地，所述第二聚醚多元醇在25℃下的粘度為100～1000mpa·s。具體可以為100、300、500、800或1000mpa·s。

23、更為優(yōu)選地，所述第二聚醚多元醇在25℃下的粘度為100～500mpa·s。

24、優(yōu)選地，所述第三聚醚多元醇在25℃下的粘度為3000～10000mpa·s。具體可以為3000、4000、5000、6000、8000或10000mpa·s。

25、更為優(yōu)選地，所述第三聚醚多元醇在25℃下的粘度為3500～5000mpa·s。

26、優(yōu)選地，所述第一聚醚多元醇的羥值為250～500mgkoh/g。具體可以為250、280、300、320、350、400或500mgkoh/g。

27、優(yōu)選地，所述第二聚醚多元醇的羥值為50～200mgkoh/g。具體可以為50、80、100、120、150、180或200mgkoh/g。

28、優(yōu)選地，所述第三聚醚多元醇的羥值為150～400mgkoh/g。具體可以為150、180、200、250、280、300、320、350或400mgkoh/g。

29、優(yōu)選地，所述第一聚醚多元醇、第二聚醚多元醇和第三聚醚多元醇獨立地為eo聚醚、po聚醚或eo/po共聚聚醚。

30、優(yōu)選地，所述二元醇為二甘醇、乙二醇或丙二醇中的至少一種。

31、優(yōu)選地，所述交聯(lián)劑為雙酚a聚醚。

32、更為優(yōu)選地，所述雙酚a聚醚為雙酚-a聚氧丙烯醚或雙酚-a聚氧乙烯醚中的至少一種。

33、優(yōu)選地，所述催化劑為叔胺類催化劑或延遲類催化劑中的至少一種。

34、更為優(yōu)選地，所述叔胺類催化劑為三乙烯二胺或五甲基二亞烷基三胺中的至少一種。

35、更為優(yōu)選地，所述延遲類催化劑為c225廠家同藍化工或a-300廠家邁圖至少一種。

36、優(yōu)選地，所述復(fù)合阻燃劑包括質(zhì)量比1：(1～1.5)為液體阻燃劑和固體阻燃劑。

37、優(yōu)選地，所述液體阻燃劑為磷酸三乙酯、磷酸三苯酯、甲基膦酸二甲酯、乙基膦酸二乙酯、三(2-氯丙基)磷酸酯或三(2，3-二氯丙基)磷酸酯中的至少一種。

38、固體阻燃劑的加入，可以有效避免阻燃劑發(fā)生水解，提高阻燃聚氨酯組合物的穩(wěn)定性。

39、優(yōu)選地，所述固體阻燃劑帶有反應(yīng)性活性基團羥基，且在室溫下(20～35℃)發(fā)生結(jié)晶或在室溫下(20～35℃)為固體。

40、優(yōu)選地，所述固體阻燃劑為聚烷氧基醇磷酸酯、季戊四醇磷酸酯或含鹵芳香族二酚雙甘油醚中的至少一種。

41、更為優(yōu)選地，所述固體阻燃劑為季戊四醇磷酸酯。固體阻燃劑選用季戊四醇磷酸酯，得到的阻燃聚氨酯組合物的流動性更好，發(fā)泡密度隨溫度的變化波動更小。

42、更為優(yōu)選地，所述含鹵芳香族二酚雙甘油醚為

43、

44、其中x表示cl或br或h，并且至少有一個x為cl或br。

45、優(yōu)選地，所述聚烷氧基醇磷酸酯為甲氧基聚乙二醇磷酸酯或乙氧基聚乙二醇磷酸酯中的至少一種。

46、優(yōu)選地，所述組分a還包括表面活性劑1～5份。

47、更為優(yōu)選地，所述表面活性劑為多元醇類表面活性劑或硅酮類表面活性劑中的至少一種。

48、優(yōu)選地，所述發(fā)泡劑為水。

49、優(yōu)選地，所述組分b還包括硅烷偶聯(lián)劑0.3～1份。

50、更為優(yōu)選地，所述硅烷偶聯(lián)劑包括但不限于異氰酸酯基硅烷。

51、優(yōu)選地，所述含nco的聚氨酯預(yù)聚體由異氰酸酯和第四聚醚多元醇反應(yīng)得到；所述第四聚醚多元醇以蓖麻油為起始劑制得。

52、更為優(yōu)選地，所述異氰酸酯為二苯基甲烷二異氰酸酯(mdi)、多亞甲基多苯基多異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯(ipdi)、六亞甲基二異氰酸酯(hdi)或聚合mdi的中的至少一種。

53、更為優(yōu)選地，所述第四聚醚多元醇和異氰酸酯的質(zhì)量比為1：(8～12)。

54、更為優(yōu)選地，所述第四聚醚多元醇在25℃下的粘度為3000～10000mpa·s(具體可以為3000、4000、5000、6000、8000或10000mpa·s)；所述第四聚醚多元醇的羥值為150～400mgkoh/g(具體可以為150、180、200、250、280、300、320、350或400mgkoh/g)。

55、上述阻燃聚氨酯組合物的制備方法，包括如下步驟：將組分a的各組分混合，即得組分a；將組分b的各組分混合，即得組分b。

56、上述阻燃聚氨酯組合物在制備灌封膠中的應(yīng)用也在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。

57、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

58、本發(fā)明通過三種聚醚多元醇、交聯(lián)劑和復(fù)合阻燃劑的配合，得到的阻燃聚氨酯組合物作為灌封膠時具有良好的流動性、良好的阻燃性能、良好的剪切強度以及發(fā)泡密度隨溫度的變化而波動小，從而滿足其在新能源汽車領(lǐng)域中的應(yīng)用。