CN103342971B - 数码锂电池专用胶粘带及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种数码锂电池专用胶粘带及其生产方法，所述胶粘带包括顺序分布的胶黏剂层、保护层、油墨层、底涂层、基层和离型层，基层为双向拉伸聚酯或聚丙烯薄膜，底涂层设在基层的正面，油墨层设置在底涂层外表面，保护层设置在油墨层外表面，离型层为单组份非硅离型剂涂层，离型层设置在基层的背面，胶黏剂层设置在保护层外表面。此款数码锂电池专用胶粘带是采用一种穿刺强度极大的聚酯薄膜或是聚丙烯薄膜，然后对薄膜上胶面和非上胶面进行预处理，涂布耐电解液的聚丙烯酸酯类压敏胶而成的胶粘带；胶粘带具有六层结构，每一层具有其各自的功能，其中，胶黏层直接与电池终止部接触，具有可以粘贴牢固、耐电解液、无卤、符合ROHS要求等特点。

Description

数码锂电池专用胶粘带及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种专门用于锂电池终止部位的绝缘和保护的胶粘带，特别是一种耐电解液、印有数字的环保型数码锂电池专用胶粘带及其生产方法。

背景技术

目前，国际上只有日本的寺冈、日东等少数几家企业可以生产这类胶带（数码锂电池专用胶粘带），在我国市场处于垄断地位。近两年来，由于欧盟针对电子产品制订了严格的环保法规，这几种产品已经不符合欧盟环保要求，面临逐步退出市场的困境，因此，尽管价格昂贵，品种又少，但因为没有替代产品，所以一直居于市场垄断地位。国内企业每年为此支出大笔外汇。

因此，研究环保型数码锂电池专用胶粘带，使之在具备优异耐酸碱性、良好的耐温性、优良的绝缘性的同时，符合欧盟的《电气、电子设备中限制使用某些有害物质指令》（简称ROHS）和索尼环保规定、电池指令卤素要求等，是世界压敏胶粘制品产业一个重要的课题，也是我国压敏胶制品行业与国际同行竞争的重要技术内容。

目前国内厂家所能提供的产品，由为数不多的几家小企业仿制生产，质量及性能指标远不能与进口产品相提并论，普遍存在原材料不环保，粘性差、剥离力下降、耐温偏低、对粘容易脱胶、基材达不到应有特性等缺点，性能很难满足使用要求，也不符合环保性和安全性，更难以调整产品的品种和性能来适应市场的需求。目前国内从事该领域产品生产和研发的企业较少，国内公司的产品线涉及该项技术的均未生产出可完全替代进口的产品，性能指标也不符合欧盟的ROHS禁令及索尼环保规定、电池指令以及卤素要求等。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，而提供一种无卤、符合ROHS、穿刺强度大、绝缘性高，粘性适中，耐电解液的数码锂电池专用胶粘带及其生产方法，以克服现有技术的不足。

本发明的目的是这样实现的：

一种数码锂电池专用胶粘带，其特征在于：包括顺序分布的胶黏剂层、保护层、油墨层、底涂层、基层和离型层，所述基层为双向拉伸聚酯或聚丙烯薄膜，所述底涂层设在基层的正面，所述油墨层设置在底涂层外表面，所述保护层设置在油墨层外表面，所述离型层为单组份非硅离型剂涂层，离型层设置在基层的背面，所述胶黏剂层设置在保护层外表面。

本发明的目的还可以采用以下技术措施解决：

作为更具体的一种方案，所述基层厚度为0.012mm至0.032mm。所述聚酯或聚丙烯薄膜首先经过双向拉伸处理，由于拉伸分子定向，所以薄膜具有质轻、无毒、无臭、防潮、机械强度高，尺寸稳定性好、印刷性能良好、透明性好等优点。具有高透明度、光泽好、阻隔性好、抗冲强度高、耐低温等优点。

为了提高胶黏剂或油墨对基层的附着力，聚酯或聚丙烯薄膜的表面要经过处理，提高基层表面能。聚酯或聚丙烯薄膜表面的处理方法有：电晕处理法、化学处理法、机械打毛法、涂层法等。最常用的是电晕处理法。在两个电极之间加上高频电压可以形成电晕或成为火花（晖光）放电。当聚酯或聚丙烯薄膜表面在两个电极之间加上高频电压时，电晕照射到聚酯或聚丙烯薄膜表面。在此高能量的放电状态下，电晕的电子对和离子对撞击聚酯或聚丙烯薄膜表面，使其表面产生带电离子，同时电晕也使环境中的氧、氮和水等分子发生离子化，然后与表面的塑料分子反应生成羟基、羧基和烷氧基等极性基团。这些极性基团和聚酯或聚丙烯薄膜表面的带电离子使聚酯或聚丙烯薄膜表面的极性大大增加，表面能得到提高，从而增强了油墨或胶黏剂在基材表面的润湿性和黏基力，满足了聚酯或聚丙烯薄膜表面的印刷或黏合等作业要求。通过电晕处理，使聚酯薄膜涂胶面表面张力达到42达因/cm以上，聚丙烯薄膜涂胶面表面张力达到38达因/cm以上。

所述胶黏层由聚丙烯酸酯类压敏胶粘剂、固化剂、填料和溶剂配合制成；所述聚丙烯酸酯类压敏胶粘剂为200-250份，固化剂为3-4份，填料为10-12份，溶剂为50-55份。

所述聚丙烯酸酯类压敏胶粘剂采用两种不同粘性的聚丙烯酸酯类压敏胶和改性聚丙烯酸酯类压敏胶按照一定的比例混合制成；其中，所述聚丙烯酸酯类压敏胶是分子量较小、分子量分布较窄、初粘性能比较好的压敏胶，改性聚丙烯酸酯类压敏胶则是分子量较大、分子量分布较宽、剥离力比较高的压敏胶。

所述固化剂由高温固化剂和低温固化剂混合而成，高温固化剂为氨基树脂、多价金属盐、烷氧基金属化合物或过氧化物，低温固化剂为多异氰酸酯。

所述溶剂为甲苯或乙酸乙酯,亦或是甲苯和乙酸乙酯的混合物，起到稀释压敏胶，降低压敏胶的固含量，以达到满足涂布要求的作用。

所述填料为耐电解液的色膏，色膏由连接料、颜料、分散剂、润湿剂以及溶剂搅拌研磨而成。

所述耐电解液的色膏配方是：连接料10-15份，颜料15-35份，分散剂2-6份，润湿剂2-6份，溶剂50-65份。为了提高色膏的耐电解液性能，所述的连接料所选用的是耐电解液的改性聚丙烯酸酯类压敏胶。颜料选用无卤，符合ROHS，耐电解液的有机颜料，颜色有黄色、蓝色、白色，由这几种颜色可以调成不同的颜色。所述的分散剂有脂肪酸类、脂肪族酰胺类和酯类。所述的润湿剂有阴离子型和非离子型表面活性剂。阴离子型表面活性剂包括烷基硫酸盐、磺酸盐、脂肪酸或脂肪酸酯硫酸盐、羧酸皂类、磷酸酯等。非离子型表面活性剂包括聚氧乙烯烷基酚醚，聚氧乙烯脂肪醇醚，聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物等。溶剂是甲苯或乙酸乙酯或醇类。

所述油墨层由耐电解液油墨、固化剂和溶剂配合制成，耐电解液油墨由连接料、颜料、填充剂、防结皮剂、防反印剂、增滑剂和稀释剂等搅拌研磨而成。

所述耐电解液油墨的配方是：连接料55-60份，颜料11-19份，填充剂15-20份，防结皮剂1-3份，防反印剂4-8份，增滑剂3-5份和稀释剂11-16份。所述连接料起分散色料和辅助料的媒介作用，是由少量天然树脂、合成树脂、纤维素、橡胶衍生物等溶于干性油或溶剂中制得，有一定的流动性，使油墨在印刷后形成均匀的薄层，干燥后形成有一定强度的膜层，并对颜料起保护作用，使其难以脱落。本发明选用氯化聚丙烯树脂或聚酰胺树脂或聚氨酯树脂作为油墨的连接料，因为这些树脂耐电解液性能良好。颜料为有机颜料，可以是偶氮系有机颜料，也可以是酞菁系有机颜料，主要选择那些耐电解液的有机颜料，颜色有白色、黑色、黄色、红色等。填充剂是一种调节油墨浓度的助剂，还能增加油墨膜层的厚度，改善其耐磨性，它不具着色力和遮盖力，主要有硫酸钡，碳酸钙、氢氧化铝等，使用时将其研碎成白色粉末。防结皮剂的作用是抑制油墨的干燥速度，防止油墨在机械上干燥结膜。它的主要成分是有机还原剂和抗氧剂。防反印剂的作用是防止印刷油墨层反印到纸张背面，以保证印刷质量。最常用的防反印剂是玉米淀粉。增滑剂的作用是改善油墨的耐摩擦性和流动性，降低粘度，提高膜层的光洁度，减少纸张拉毛现象。油墨中常用的增滑剂有高熔点的微晶蜡、合成蜡等。稀释剂的作用是降低油墨粘度，防止发生剥膜现象，使油墨具有作业适性。常用的稀释剂有低聚合亚麻油、矿物油等。前者易与油墨混合，作用柔和；后者稀释效果明显，但切忌过量，否则印刷效果不好。

所述耐电解液油墨为20份，固化剂为1份，固化剂是异氰酸酯类，溶剂适量。

所述的底涂层是乙烯和乙酸乙烯的共聚物，其作用是增加油墨对基材的附着力；所述的保护层是一种透明光油，印刷在油墨层外表面，保护层起到保护油墨层，提高油墨的耐强碱性能的作用。

一种数码锂电池专用胶粘带的生产方法，其特征在于：首先，对聚酯薄膜或聚丙烯薄膜进行双向拉伸处理及进行表面电晕处理、化学处理、机械打毛处理或涂层处理，使聚酯薄膜涂胶面表面张力达到42达因/cm以上，聚丙烯薄膜涂胶面表面张力达到38达因/cm以上；接着，将经过处理的聚酯薄膜或聚丙烯薄膜背面进行背涂处理，把单组份非硅离型剂配成0.5-2%的浓度、并印刷在聚酯薄膜或聚丙烯薄膜背面；聚酯薄膜或聚丙烯薄膜进行背面处理后，接着用乙烯和乙酸乙烯的共聚物涂布在双向拉伸聚酯或聚丙烯薄膜正面进行底涂层的涂布；再接着把耐电解液油墨在底涂层外表面进行油墨层处理；再接着在油墨层外表面印刷一薄层透明光油做保护层，保护油墨；然后，把已经调配好的聚丙烯酸酯类压敏胶黏剂涂布到保护层外表面上；最后，经过烘干，成卷，然后复卷，分切后成了胶带。

所述胶黏剂烘干后形成胶黏层，胶黏剂由聚丙烯酸酯类压敏胶粘剂、固化剂、填料和溶剂混合配制，固化剂加入聚丙烯酸酯类压敏胶中之前都要配成稀溶液，慢慢加入压敏胶中。

本发明的有益效果如下：

（1）此款安全环保型数码锂电池专用胶粘带是采用一种穿刺强度极大的聚酯薄膜或是聚丙烯薄膜，然后对薄膜上胶面和非上胶面进行预处理，涂布耐电解液的聚丙烯酸酯类压敏胶而成的胶粘带；胶粘带具有六层结构，每一层具有其各自的功能，其中，胶黏层直接与电池终止部接触，具有可以粘贴牢固、耐电解液、无卤、符合ROHS要求等特点；保护层是为了保护油墨层，提高油墨的耐电解液性能;油墨层主要是数字标识（或者其他标识）从而使胶带用于区别不同生产线；底涂层是为了增加油墨对基材的附着力；基层本身材料具有很好的穿刺强度，可以防止极片毛刺的刺穿；离型层具有与基层有优异的附着性和快速干燥的性能；

（2）所述油墨层由耐电解液油墨、固化剂和溶剂配合制成，油墨中加入固化剂的目的是为了提高油墨和基材的附着力，提高油墨耐电解液的性能，以及整体提高胶带的耐电解液性能；

（3）数码锂电池专用胶粘带主要用于锂电池终止部位的绝缘和保护，胶带印有数字用于电池厂区别不同的生产线，可以进行产品的追溯。

附图说明

图1是本发明一实施例结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

如图1所示，一种数码锂电池专用胶粘带，包括顺序分布的胶黏层1、保护层2、油墨层3、底涂层4、基层5和离型层6，所述基层3为双向拉伸聚酯或聚丙烯薄膜，所述底涂层2设在基层3的正面，所述油墨层3设在底涂层4外表面，所述保护层2设在油墨层3外表面，所述离型层6为单组份非硅离型剂涂层，离型层6设置在基层5的背面，所述胶黏层1设置在保护层2外表面。

所述基层5为双向拉伸聚酯薄膜或聚丙烯薄膜，具有很好的绝缘性能。厚度有很多种选择，一般可用0.012mm、0.015mm、0.020mm、0.025mm、0.032mm等厚度的聚酯薄膜或聚丙烯薄膜，薄膜首先经过双向拉伸处理，由于拉伸分子定向，所以薄膜具有质轻、无毒、无臭、防潮、机械强度高，尺寸稳定性好、印刷性能良好、透明性好等优点。具有高透明度、光泽好、阻隔性好、抗冲强度高、耐低温等优点。

为了提高胶黏剂或油墨对基层的附着力，聚酯或聚丙烯薄膜的表面要经过处理，提高表面能。聚酯或聚丙烯薄膜表面的处理方法有：电晕处理法、化学处理法、机械打毛法、涂层法等。最常用的是电晕处理法。在两个电极之间加上高频电压可以形成电晕或成为火花（晖光）放电。当聚酯或聚丙烯薄膜表面在两个电极之间加上高频电压时，电晕照射到聚酯或聚丙烯薄膜表面。在此高能量的放电状态下，电晕的电子对和离子对撞击聚酯或聚丙烯薄膜表面，使其表面产生带电离子。同时电晕也使环境中的氧、氮和水等分子发生离子化，然后与表面的塑料分子反应生成羟基、羧基和烷氧基等极性基团。这些极性基团和聚酯或聚丙烯薄膜表面的带电离子使聚酯或聚丙烯薄膜表面的极性大大增加，表面能得到提高，从而增强了油墨或胶黏剂在基材表面的润湿性和黏基力，满足了聚酯或聚丙烯薄膜表面的印刷或黏合等作业要求。通过电晕处理，使聚酯薄膜涂胶面表面张力达到42达因/cm以上，聚丙烯薄膜涂胶面表面张力达到38达因/cm以上。

所述胶黏层1由聚丙烯酸酯类压敏胶粘剂、固化剂、填料和溶剂配合制成。胶黏剂是聚丙烯酸酯类压敏胶黏剂，胶黏剂粘性强，可以粘贴牢固；耐电解液，无卤、符合ROHS，是环保胶黏剂。聚丙烯酸酯类压敏胶黏剂要和固化剂配合使用才可以,固化剂可以是氨基树脂、多异氰酸酯或金属氧化物等。固化剂的选择要根据聚丙烯酸酯类压敏胶黏剂的配方选择相匹配的来用。

所述聚丙烯酸酯类压敏胶粘剂采用两种不同粘性的聚丙烯酸酯类压敏胶和改性聚丙烯酸酯类压敏胶按照一定的比例混合制成。胶黏剂是聚丙烯酸酯类压敏胶黏剂，胶黏剂粘性强，可以粘贴牢固；耐电解液，无卤、符合ROHS，是环保胶黏剂。聚丙烯酸酯类压敏胶黏剂要和固化剂配合使用才可以,固化剂可以是氨基树脂、多异氰酸酯或金属氧化物等。固化剂的选择要根据聚丙烯酸酯类压敏胶黏剂的配方选择相匹配的来用。

所述固化剂由高温固化剂和低温固化剂混合而成，高温固化剂为氨基树脂、多价金属盐、烷氧基金属化合物或过氧化物，低温固化剂为多异氰酸酯。常用的多异氰酸酯有甲苯二异氰酸酯（TDI）、二苯甲基二异氰酸酯（MDI）和六亚甲基二异氰酸酯（HMDI）等。固化（交联）剂在加入聚丙烯酸酯类压敏胶中之前都要配成稀溶液，慢慢加入压敏胶中，防止局部凝胶。固化剂的最佳用量与固化剂的性质、压敏胶中的反应性基团的含量以及压敏胶的分子量大小有关。

所述填料为色膏，主要目的就是把胶带调配成各种颜色。色膏由连接料10-15份，颜料15-35份，分散剂2-6份，润湿剂2-6份，溶剂50-65份等组成，主要目的就是把胶带调配成各种颜色。

所述溶剂为甲苯或乙酸乙酯,亦或是甲苯和乙酸乙酯的混合物，起到稀释压敏胶，降低压敏胶的固含量，以达到满足涂布要求的作用。

所述聚丙烯酸酯类压敏胶粘剂为200-250份，固化剂为3-4份，填料为10-12份，溶剂为50-55份。

所述的保护层2是一种透明光油，印刷在油墨层外表面，起到保护油墨层，提高油墨的耐电解液性能的作用。

所述油墨层3由耐电解液油墨、固化剂和溶剂配合制成，耐电解液油墨配方是：连接料55-60份，颜料11-19份，填充剂15-20份，防结皮剂1-3份，防反印剂4-8份，增滑剂3-5份和稀释剂11-16份。

固化剂一般采用多异氰酸酯，常用的多异氰酸酯有甲苯二异氰酸酯（TDI）、二苯甲基二异氰酸酯（MDI）和六亚甲基二异氰酸酯（HMDI）等。油墨中加入固化剂的目的是为了提高油墨和基层材料的附着力，提高油墨耐电解液的性能。没加入固化剂的油墨对基层材料的附着力是70，加入固化剂的油墨附着力可以达到90，油墨对基材的附着力提高了29%，由此可见固化剂对油墨附着力的提升是很大的。没有加入固化剂的油墨耐电解液是20，加入固化剂的油墨耐电解液是80，油墨的耐电解液性能提高了300%，由此可见固化剂的加入大大提高了油墨对电解液的忍受程度，整体提高胶带的耐电解液性能。

所述耐电解液油墨为20份，固化剂为1份，溶剂适量。

所述油墨层3可以根据需要印刷成不同数字构成的数字层（或者其他标识），从而使胶带用于区别不同生产线。

所述的底涂层4是乙烯和乙酸乙烯的共聚物，其作用是增加油墨对基材的附着力。

所述离型层6为单组份非硅离型剂涂层（主要成份单组份非硅离型剂），单组份非硅离型剂具有与基层（基材）有优异的附着性和快速干燥的性能。由于聚酯薄膜背面电晕值就是≥42达因的，所以此基层不需要再进行电晕处理就可以直接印刷背面处理剂了。如果是聚丙烯薄膜背面则需要先打电晕，是电晕值达到38达因以上才能进行背涂离型剂。

一种数码锂电池专用胶粘带的生产方法，先对聚酯薄膜或聚丙烯薄膜背面进行背涂处理，把单组份非硅离型剂配成0.5-2%的浓度、并利用印刷机印刷在聚酯薄膜或聚丙烯薄膜背面；聚酯薄膜或聚丙烯薄膜进行背面处理后，接着用乙烯和乙酸乙烯的共聚物涂布在双向拉伸聚酯或聚丙烯薄膜正面进行底涂层的涂布；再接着把耐电解液油墨在底涂层外表面进行油墨层处理；再接着在油墨层外表面印刷一薄层透明光油做保护层，保护油墨；然后，把已经调配好的聚丙烯酸酯类压敏胶黏剂涂布到保护层外表面上；最后，经过烘干，成卷，然后复卷，分切后成了胶带。

所述胶黏剂烘干后形成胶黏层，胶黏剂由聚丙烯酸酯类压敏胶粘剂、固化剂、填料和溶剂混合配制，固化剂加入聚丙烯酸酯类压敏胶中之前都要配成稀溶液，慢慢加入压敏胶中。

所述聚丙烯酸酯类压敏胶粘剂采用两种不同粘性的聚丙烯酸酯类压敏胶和改性聚丙烯酸酯类压敏胶按照一定的比例混合制成，其中一种压敏胶是分子量较小，分子量分布较窄，初粘性能比较好的压敏胶，另一种压敏胶则是分子量较大，分子量分布较宽，剥离力比较高的压敏胶。

Claims (8)

1.一种数码锂电池专用胶粘带，其特征在于：包括顺序分布的胶黏剂层、保护层、油墨层、底涂层、基层和离型层，所述基层为双向拉伸聚酯或聚丙烯薄膜，所述底涂层设在基层的正面，所述油墨层设置在底涂层外表面，所述保护层设置在油墨层外表面，所述离型层为单组份非硅离型剂涂层，离型层设置在基层的背面，所述胶黏剂层设置在保护层外表面；

所述胶黏剂层由聚丙烯酸酯类压敏胶粘剂、固化剂、填料和溶剂配合制成；所述聚丙烯酸酯类压敏胶粘剂为200-250份，固化剂为3-4份，填料为10-12份，溶剂为50-55份；

所述油墨层由耐电解液油墨、固化剂和溶剂配合制成，所述耐电解液油墨由连接料、颜料、填充剂、防结皮剂、防反印剂、增滑剂和稀释剂搅拌研磨而成。

2.根据权利要求1所述数码锂电池专用胶粘带，其特征在于：所述基层厚度为0.012mm至0.032mm。

3.根据权利要求1所述数码锂电池专用胶粘带，其特征在于：所述填料为耐电解液的色膏，色膏由连接料、颜料、分散剂、润湿剂以及溶剂搅拌研磨而成。

4.根据权利要求3所述数码锂电池专用胶粘带，其特征在于：所述耐电解液的色膏配方是：连接料10-15份，颜料15-35份，分散剂2-6份，润湿剂2-6份，溶剂50-65份。

5.根据权利要求1所述数码锂电池专用胶粘带，其特征在于：所述耐电解液油墨的配方是：连接料55-60份，颜料11-19份，填充剂15-20份，防结皮剂1-3份，防反印剂4-8份，增滑剂3-5份和稀释剂11-16份。

6.根据权利要求5所述数码锂电池专用胶粘带，其特征在于：所述油墨层中，所述耐电解液油墨为20份，固化剂为1份，固化剂是异氰酸酯类，溶剂适量。

7.根据权利要求1所述数码锂电池专用胶粘带，其特征在于：所述的底涂层是乙烯和乙酸乙烯的共聚物；所述的保护层是一种透明光油，印刷在油墨层外表面。

8.一种根据权利要求1所述的数码锂电池专用胶粘带的生产方法，其特征在于：首先，对聚酯薄膜或聚丙烯薄膜进行双向拉伸处理及进行表面电晕处理、化学处理、机械打毛处理或涂层处理，使聚酯薄膜涂胶面表面张力达到42达因/cm以上，聚丙烯薄膜涂胶面表面张力达到38达因/cm以上；接着，将经过处理的聚酯薄膜或聚丙烯薄膜背面进行背涂处理，把单组份非硅离型剂配成0.5-2%的浓度、并印刷在聚酯薄膜或聚丙烯薄膜背面；聚酯薄膜或聚丙烯薄膜进行背面处理后，接着用乙烯和乙酸乙烯的共聚物涂布在双向拉伸聚酯或聚丙烯薄膜正面进行底涂层的涂布；再接着把耐电解液油墨在底涂层外表面进行油墨层处理；再接着在油墨层外表面印刷一薄层透明光油做保护层，保护油墨；然后，把已经调配好的聚丙烯酸酯类压敏胶黏剂涂布到保护层外表面上；最后，经过烘干，成卷，然后复卷，分切后成了胶带。