[发明专利]一种聚氨酯/陶瓷粉体导热绝缘胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚氨酯/陶瓷粉体导热绝缘胶，按重量份计，包括以下组成：液体聚酯多元醇9～29份；固体聚酯多元醇31～61份；聚碳酸亚丙酯34～49份；增粘树脂1.1～5.1份；异氰酸酯6～26份；催化剂0.01～3.1份；导热填料105～205份。本发明选用在聚氨酯/陶瓷粉体导热绝缘胶配方中加入特定重量份的聚碳酸亚丙酯，并通过添加特定复配质量分数比和特定种类的导电填料来实现调整聚氨酯/陶瓷粉体导热绝缘胶产品中导热填料的形态和分布，得到的聚氨酯/陶瓷粉体导热绝缘胶的导热绝缘性能得到明显改善，且能抑制纳米填料带来的粘度增大。

技术领域

本发明属于热熔胶制备技术领域，具体涉及一种聚氨酯/陶瓷粉体导热绝缘胶及其制备方法。

背景技术

热熔胶，又称热熔型胶黏剂，在室温下是固体，加热到一定温度会熔融成粘稠的液体。冷却至室温后又变成固体，并有很强的粘结作用。热熔胶具有粘合速度快，无毒、粘合工艺简单等优点，在书籍无线装订、包装封口、制鞋、纺织等领域获得广泛应用。随着新能源行业的发展，热熔胶在锂电行业也在悄然布局，目前主要用于电池间的粘结，此时需要满足一定的导热性和较高的电绝缘性。同时，随着锂电池使用寿命的限制，大量的废弃电池将导致环境污染的问题，因此胶黏剂的可降解性也是目前急需考虑的性能需求。

目前，大部分热熔胶是采用乙烯-醋酸乙烯（EVA）、聚氨酯、聚酰胺等热熔型树脂制备得到的，由于EVA与聚酯热熔胶的弹性及强度较差，不能承受太大的外力。聚酰胺热熔胶的熔点和硬度较高，因此在应用方面受到一定的限制。相较而言，聚氨酯型热熔胶受聚合物自由度大的优势，可以根据实际需要调节组份，满足需要。聚氨酯热熔胶，是由热塑性聚氨酯为基料，加入热塑性树脂、增粘树脂、填料、抗氧化剂和催化剂等助剂配制热熔胶具有优秀的弹性和强度。其受热后会失去氢键作用，变成熔融粘稠液，冷却后又恢复原来的物性。因此，聚氨酯热熔胶具有高粘合强度、耐溶剂、耐磨等特点。湿固化聚氨酯热熔胶自从进入市场以来，由于其性能优异、使用简单，适用范围广，开始逐步替代普通热熔胶。然而由于端位活性基团的存在，使得湿固化热熔胶的储存稳定性差，耐热性不佳。湿固化聚氨酯热熔胶与水反应会产生二氧化碳气体，使得固化过程中容易出现气泡，影响胶黏剂的使用性能。成本高也是影响湿固化聚氨酯热熔胶大范围推广的一大因素。

受热熔胶的粘度一般较大的影响，导热填料在热熔胶基体内分散性较差，在加工过程容易团聚，影响粘结性能，导热填料的优化和优选对导热绝缘性能的影响明显。近年来也部分导热绝缘功能的热熔胶专利技术，一部分是围绕石墨烯开发的技术，如专利CN201310447910.X、CN201711151394.0、CN201711275263.3等，但从实际效果看石墨烯/聚合物的界面热阻对导热性能的影响极大，往往不能实现预期的热导率值。一部分研究者提出使用无机粉体进行导热功能的提升，如常见的陶瓷粉体氧化铝、氧化锆等，如专利如CN201010239015.5、CN201310525198.0、CN201811476166.5等，这些专利中选用的陶瓷粉体本身的热导率十分有限，而且形状上多为球形，从导热效果看其实用性非常有限，同时大量填料的加入和部分纳米级填料的加入会极大的影响导热热熔胶的可加工性。显然兼顾粘结性、导热性和可加工性已成为急需解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种不含任何有机溶剂、粘结性强且导热绝缘性能优异的聚氨酯/陶瓷粉体导热绝缘胶。

本发明的另一目的是提供上述聚氨酯/陶瓷粉体导热绝缘胶的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种聚氨酯/陶瓷粉体导热绝缘胶，按重量份计，包括以下组成：

液体聚酯多元醇 9～29份；

固体聚酯多元醇 31～61份；

聚碳酸亚丙酯 34～49份；

增粘树脂 1.1～5.1份；

异氰酸酯 6～26份；