CN108656491A - 一种新型铝塑复合膜的制备工艺及其设备 - Google Patents

一种新型铝塑复合膜的制备工艺及其设备 Download PDF

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Abstract

现在有人提出可以对内层热封层的阻隔层做多层的处理，使得每一层上的“鱼眼”或“晶点”的缺陷能够错开，从而使得氢氟酸或电解液无法穿透热封层中的阻隔层，从而无需对铝箔的任何表面进行化学处理，省去了化学处理层I和化学处理层II。但是目前，并没有工艺生产线可以实现以上设想的新型的铝塑复合膜的制备。有鉴于此，本发明提出一种新型铝塑复合膜的制备工艺及其设备。

Description

一种新型铝塑复合膜的制备工艺及其设备
技术领域
本发明涉及一种铝塑复合膜的生产制造技术，较为具体的，涉及到一种新型铝塑复合膜的制备工艺及其设备。
背景技术
目前，用于锂离子电池封装技术的铝塑复合膜，为了达到较好的性能，具有良好的冲深性能和防短路性能，通常做成专利申请号CN201310453759.0的专利的结构，具体的，铝塑复合膜的结构为：外层保护层、其次胶粘层、化学处理层I、铝箔层、化学处理层II、热熔胶层、最后内层热封层。
然而，采用如上的这种结构存在以下缺陷：
1、在铝箔层表面进行化学处理形成化学处理层I和化学处理层II，相对来说工艺比较复杂，而且有可能存在重金属污染；但是如果不对铝箔层进行处理，尤其是如果不存在化学处理层II，则很有可能发生氢氟酸或者电解液从热封层穿透从而腐蚀铝箔，最终产生短路现象，从而产生安全事故。
2、用粘胶层将外层保护层与化学处理层I粘合起来，工艺较为复杂，且耗时周期相对较长，具体的需要在化学处理层I的表面，涂布液态胶水，然后将外层保护层覆盖在液态胶水上，然后在60℃的环境下老固化6天；
3、由于采用了液态胶水，现有的液态胶水中都含有有机溶剂，故其在生产和老固化的过程中，会释放出大量的VOC，污染环境。
现在有人提出可以对内层热封层的阻隔层做多层的处理，使得每一层上的“鱼眼”或“晶点”的缺陷能够错开，从而使得氢氟酸或电解液无法穿透热封层中的阻隔层，从而无需对铝箔的任何表面进行化学处理，省去了化学处理层I和化学处理层II。
虽然以上设想的铝塑复合膜确实能够实现省去化学处理层I和化学处理层II，省去了大量的化学表面处理工艺，并且实现了阻隔腐蚀液或氢氟酸的效果，但是目前，并没有工艺生产线可以实现以上设想的新型的铝塑复合膜的制备。
发明内容
有鉴于此，为了解决以上问题，本发明提出一种新型铝塑复合膜的制备工艺及其设备，采用本发明的铝塑复合膜的制备工艺，可以使得对内层热封层的阻隔层做多层的处理变为现实，同时，制备工艺能够取代传统的液态胶水工艺，全部采用在先热熔胶处理，使得铝塑复合膜能够通过一条完整的在线自动化工艺链实现，使得铝塑复合膜的生产周期大大缩短，环境污染减小，成本降低。
一种新型铝塑复合膜的制备工艺，其包括如下步骤：
S1，将铝箔卷(1)上架在线牵引，并在牵引中的单层铝箔的上表面通过挤出模具组(2)挤出热熔胶层、多层PP薄膜层、以及单层热封层PP，依次粘附在铝箔表面，形成半成品A，其中热熔胶层、多层PP薄膜层、以及热封层PP依次堆叠在半成品A的正面；
S2，将半成品A经过延压冷却辊对511和512后，再经过一个翻转机构，使得半成品A的正反面在空间上实现互换；
S3，通过挤出模具组(3)对半成品A的反面，依次施加热熔胶、保护层，然后经过延压冷却辊对531和532后，形成半成品B；
S4，对半成品B进行在线冷却，冷却后在线卷曲，形成铝塑复合膜成品。
进一步的，挤出模具组(2)中包含三个双螺杆挤出机(21、22和23)，其中，双螺杆挤出机(21)共混挤出热熔胶层，双螺杆挤出机的工作温度为：加料段170～180℃，熔融段240～260℃，均化段240～250℃，机头温度为260℃。双螺杆挤出机(22)共混挤出多层PP薄膜时，双螺杆挤出机的工作温度为：加料段170～180℃，熔融段240～260℃，均化段240～250℃，机头温度为260℃。双螺杆挤出机(23)共混挤出热封层PP时，双螺杆挤出机的工作温度为：加料段170～180℃，熔融段240～260℃，均化段240～250℃，机头温度为260℃。
进一步的，挤出模具组(2)中的双螺杆挤出机(22)采用多层模具，较为优选的，模头的数量为2～20个；进一步优选的，模头的数量为2～12个。
进一步的，挤出模具组(2)中的双螺杆挤出机(22)经过分配器后，能够将双螺杆挤出机(22)的熔融的料体均分为2～20份，较为优选的，均分为2～12份。
进一步的，挤出模具组(3)中至少包含两个双螺杆挤出机(31、32)，其中双螺杆挤出机(31)用于挤出热熔胶层，双螺杆挤出机(31)的工作温度为：加料段170～180℃，熔融段240～260℃，均化段240～250℃，机头温度为260℃。双螺杆挤出机(32)用于挤出尼龙层，双螺杆挤出机(32)的工作温度为：加料段260℃，熔融段300℃，均化段280℃，机头温度为300℃。
进一步的，挤出模具组(3)中的双螺杆挤出机的数量优选为2～5个。
进一步的，在一些实施案例中，挤出机模具组(3)中的双螺杆挤出机的数量为4个，其中双螺杆挤出机(31)用于挤出热熔胶层，双螺杆挤出机(32)用于挤出尼龙层，双螺杆挤出机(33)用于挤出热熔胶层，双螺杆挤出机(34)用于挤出聚对苯二甲酸乙二酯层。
进一步的，当双螺杆挤出机(34)用于挤出聚对苯二甲酸乙二酯层时，双螺杆挤出机(34)的工作温度为：加料段250℃，熔融段280℃，均化段270℃，机头温度为280℃。
进一步的，保护层为尼龙层、聚对苯二甲酸乙二酯中的一种或两者的组合。
进一步的，延压冷却辊511采用钢辊，512采用胶辊；延压冷却辊532采用钢辊，531采用胶辊。
进一步的，半成品B进行在线冷却后，如果不经过翻转机构，直接卷曲，则铝塑复合膜的外层保护层在最后收卷的大卷的外层；半成品B进行在线冷却后，如果经过翻转机构，然后再卷曲，则铝塑复合膜的外层保护层在最后收卷的大卷的内层。
进一步的，热熔胶层为马来酸酐接枝的聚对苯二甲酸乙二酯。
进一步的，所述的双螺杆挤出机的长径比≥48，挤出机的主机转速为290～298rpm，喂料转速为58rpm。
另外，本发明提供一种新型铝塑复合膜的设备，其包括：铝箔机架(1)、挤出模具组(2)、翻转机构、挤出模具组(3)、延压冷却辊对(511和512)和压延冷却辊对(531和532)，其特征在于：铝箔机架(1)在牵引装置的作用下经过挤出模具组(2)，挤出模具组(2)中包含依次排列的三个双螺杆挤出机，其中第一个双螺杆挤出机(31)用于在铝箔表面涂布热熔胶，第二个双螺杆挤出机(32)中含有分配器，其能够将PP熔融液体分为2～20层，其用于在热熔胶表面涂布多层PP，第三个双螺杆挤出机(33)用于在多层PP表面涂布单层CPP，形成半成品A，且涂布多层热塑性树酯的为正面，没有任何涂布的一面为反面；挤出机模具组(2)的下方含有延压冷却辊对(511和512)，其中冷却辊(511)为钢辊，冷却辊(512)为橡胶辊，延压冷却辊对(511和512)相互配合，使得半成品A经过延压冷却辊对(511和512)能够贴合成型，半成品A在牵引装置的作用下沿着翻转机构进行运动，最终实现半成品A的上下表面进行空间上的反转，在翻转机构的内部设有挤出模具组(3)，挤出模具组(3)中至少含有两个依次设立的双螺杆挤出机，其中第一个双螺杆挤出机(31)用于在半成品A的反面涂布热熔胶，第二个双螺杆挤出机(32)用于在半成品A的反面涂布的热熔胶的表面继续涂布尼龙层，形成半成品B；挤出机模具组(3)的下方含有延压冷却辊对(531和532)，其中，延压冷却辊(532)为钢辊，压延冷却辊(531)为橡胶辊，半成品B经过延压冷却辊对(531和532)后沿着延压冷却辊(532)进行牵引，使其在落卷架(4)上卷曲成最终的成品铝塑复合膜。
附图说明：
下面结合附图对具体实施方式做进一步的说明，其中：
图1为具体实施案例1的用于制备新型铝塑复合膜的工艺流程图。
主要元器件说明：
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
具体实施案例1：
一种新型铝塑复合膜的制备工艺，其包括如下步骤：
S1，将铝箔卷(1)上架在线牵引，并在牵引中的单层铝箔的上表面通过挤出模具组(2)挤出热熔胶层、多层PP薄膜层、以及热封层PP，依次粘附在铝箔表面，形成半成品A，其中热熔胶层、多层PP薄膜层、以及热封层PP依次堆叠在半成品A的正面；
S2，将半成品A经过延压冷却辊对511和512后，再经过一个翻转机构，使得半成品A的正反面在空间上实现互换；
S3，通过挤出模具组(3)对半成品A的反面，依次施加热熔胶、保护层，然后经过延压冷却辊对531和532后，形成半成品B；
S4，对半成品B进行在线老化冷却，冷却后在线卷曲，形成铝塑复合膜成品。
其中，挤出模具组(2)中包含三个双螺杆挤出机(21、22和23)，其中，双螺杆挤出机(21)共混挤出热熔胶层，双螺杆挤出机的工作温度为：加料段174℃，熔融段250℃，均化段245℃，机头温度为260℃。双螺杆挤出机(22)共混挤出多层PP薄膜时，双螺杆挤出机的工作温度为：加料段174℃，熔融段250℃，均化段245℃，机头温度为260℃。双螺杆挤出机(23)共混挤出热封层PP时，双螺杆挤出机的工作温度为：加料段174℃，熔融段250℃，均化段245℃，机头温度为260℃。
挤出模具组(2)中的双螺杆挤出机(22)中含有分配器，分配器能够将进入双螺杆挤出机(22)的熔融的料体均分为2份，挤出模具组(2)中的双螺杆挤出机(22)采用双层模具。
挤出模具组(3)中至少包含两个双螺杆挤出机(31、32)，其中双螺杆挤出机(31)用于挤出热熔胶层，双螺杆挤出机(31)的工作温度为：加料段174℃，熔融段250℃，均化段245℃，机头温度为260℃。双螺杆挤出机(32)用于挤出尼龙层，双螺杆挤出机(32)的工作温度为：加料段260℃，熔融段300℃，均化段280℃，机头温度为300℃。其他的三个双螺杆挤出机(33、34、35)可以作为备用挤出机。
半成品B进行在线冷却后，经过翻转机构，然后再卷曲，则铝塑复合膜的外层保护层在最后收卷的大卷的内层。
进一步的，所述的双螺杆挤出机的长径比为49，挤出机的主机转速为296rpm，喂料转速为58rpm。
同时，本发明提供一种新型铝塑复合膜的设备，其包括：铝箔机架(1)、挤出模具组(2)、翻转机构、挤出模具组(3)、延压冷却辊对(511和512)和压延冷却辊对(531和532)，其特征在于：铝箔机架(1)在牵引装置的作用下经过挤出模具组(2)，挤出模具组(2)中包含依次排列的三个双螺杆挤出机，其中第一个双螺杆挤出机(21)用于在铝箔表面涂布热熔胶，第二个双螺杆挤出机(22)经过分配器，将PP熔融液体分为2～20层，其用于在热熔胶表面涂布多层PP，第三个双螺杆挤出机(23)用于在多层PP表面涂布单层CPP，形成半成品A，且涂布多层热塑性树酯的为正面，没有任何涂布的一面为反面；挤出机模具组(2)的下方含有延压冷却辊对(511和512)，其中冷却辊(511)为钢辊，冷却辊(512)为橡胶辊，延压冷却辊对(511和512)相互配合，使得半成品A经过延压冷却辊对(511和512)能够贴合成型，半成品A在牵引装置的作用下沿着翻转机构进行运动，最终实现半成品A的上下表面进行空间上的反转，在翻转机构的内部设有挤出模具组(3)，挤出模具组(3)中含有两个依次设立的双螺杆挤出机，其中第一个双螺杆挤出机(31)用于在半成品A的反面涂布热熔胶，第二个双螺杆挤出机(32)用于在半成品A的反面涂布的热熔胶的表面继续涂布尼龙层，形成半成品B；挤出机模具组(3)的下方含有延压冷却辊对(531和532)，其中，延压冷却辊(532)为钢辊，压延冷却辊(531)为橡胶辊，半成品B经过延压冷却辊对(531和532)后沿着延压冷却辊(532)进行牵引，使其在落卷架(4)上卷曲成最终的成品铝塑复合膜。
采用以上工艺流程和设备制成的新型的铝塑复合膜的结构从上到下依次为：尼龙层、热熔胶层、铝箔层、热熔胶层、两层PP层、CPP层。
具体实施方式2：
一种新型铝塑复合膜的制备工艺，其包括如下步骤：
S1，将铝箔卷(1)上架在线牵引，并在牵引中的单层铝箔的上表面通过挤出模具组(2)挤出热熔胶层、多层PP薄膜层、以及热封层PP，依次粘附在铝箔表面，形成半成品A，其中热熔胶层、多层PP薄膜层、以及热封层PP依次堆叠在半成品A的正面；
S2，将半成品A经过延压冷却辊对511和512后，再经过一个翻转机构，使得半成品A的正反面在空间上实现互换；
S3，通过挤出模具组(3)对半成品A的反面，依次施加热熔胶、保护层，然后经过延压冷却辊对531和532后，形成半成品B；
S4，对半成品B进行在线老化冷却，冷却后在线卷曲，形成铝塑复合膜成品。
挤出模具组(2)中包含三个双螺杆挤出机(21、22和23)，其中，双螺杆挤出机(21)共混挤出热熔胶层，双螺杆挤出机的工作温度为：加料段179℃，熔融段249℃，均化段245℃，机头温度为260℃。双螺杆挤出机(22)共混挤出多层PP薄膜时，双螺杆挤出机的工作温度为：加料段179℃，熔融段249℃，均化段245℃，机头温度为260℃。双螺杆挤出机(23)共混挤出热封层PP时，双螺杆挤出机的工作温度为：加料段179℃，熔融段249℃，均化段245℃，机头温度为260℃。
挤出模具组(2)中的双螺杆挤出机(22)经过分配器将进入双螺杆挤出机(22)的熔融的料体均分为3份，双螺杆挤出机(22)采用三层模头。
挤出模具组(3)中包含五个双螺杆挤出机(31、32、33、34)，其中双螺杆挤出机(31和33)用于挤出热熔胶层，双螺杆挤出机(31)的工作温度为：加料段179℃，熔融段249℃，均化段245℃，机头温度为260℃。双螺杆挤出机(32)用于挤出尼龙层，双螺杆挤出机(32)的工作温度为：加料段260℃，熔融段300℃，均化段280℃，机头温度为300℃。双螺杆挤出机(34)用于挤出聚对苯二甲酸乙二酯层，双螺杆挤出机(34)的工作温度为：加料段250℃，熔融段280℃，均化段270℃，机头温度为280℃。最后一个双螺杆挤出机(35)为备用挤出机。
半成品B进行在线冷却后，经过翻转机构，然后再卷曲，铝塑复合膜的外层保护层在最后收卷的大卷的内层。
进一步的，所述的双螺杆挤出机的长径比为50，挤出机的主机转速为292rpm，喂料转速为58rpm。
另外，本发明提供一种新型铝塑复合膜的设备，其包括：铝箔机架(1)、挤出模具组(2)、翻转机构、挤出模具组(3)、延压冷却辊对(511和512)和压延冷却辊对(531和532)，其特征在于：铝箔机架(1)在牵引装置的作用下经过挤出模具组(2)，挤出模具组(2)中包含依次排列的三个双螺杆挤出机，其中第一个双螺杆挤出机(21)用于在铝箔表面涂布热熔胶，第二个双螺杆挤出机(22)经过分配器，其能够将PP熔融液体分为2～20层，其用于在热熔胶表面涂布多层PP，第三个双螺杆挤出机(23)用于在多层PP表面涂布单层CPP，形成半成品A，且涂布多层热塑性树酯的为正面，没有任何涂布的一面为反面；挤出机模具组(2)的下方含有延压冷却辊对(511和512)，其中冷却辊(511)为钢辊，冷却辊(512)为橡胶辊，延压冷却辊对(511和512)相互配合，使得半成品A经过延压冷却辊对(511和512)能够贴合成型，半成品A在牵引装置的作用下沿着翻转机构进行运动，最终实现半成品A的上下表面进行空间上的反转，在翻转机构的内部设有挤出模具组(3)，挤出模具组(3)中含有四个依次设立的双螺杆挤出机，其中第一个双螺杆挤出机(31)用于在半成品A的反面涂布热熔胶，第二个双螺杆挤出机(32)用于在半成品A的反面涂布的热熔胶的表面继续涂布尼龙层，第三个双螺杆挤出机(33)用于在尼龙层表面继续涂布热熔胶，第四个双螺杆挤出机(34)用于在热熔胶表面继续涂布聚对苯二甲酸乙二酯，形成半成品B；挤出机模具组(3)的下方含有延压冷却辊对(531和532)，其中，延压冷却辊(532)为钢辊，压延冷却辊(531)为橡胶辊，半成品B经过延压冷却辊对(531和532)后沿着延压冷却辊(532)进行牵引，使其在落卷架(4)上卷曲成最终的成品铝塑复合膜。
采用以上工艺流程和设备制成的新型的铝塑复合膜的结构从上到下依次为：聚对苯二甲酸乙二酯层、热熔胶层、尼龙层、热熔胶层、铝箔层、热熔胶层、两层PP层、CPP层。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种新型铝塑复合膜的制备工艺，其包括如下步骤：
S1，将铝箔卷(1)上架在线牵引，并在牵引中的单层铝箔的上表面通过挤出模具组(2)挤出热熔胶层、多层PP薄膜层、以及热封层PP，依次粘附在铝箔表面，形成半成品A，其中热熔胶层、多层PP薄膜层、以及热封层PP依次堆叠在半成品A的正面；
S2，将半成品A经过延压冷却辊对(511和512)后，再经过一个翻转机构，使得半成品A的正反面在空间上实现互换；
S3，通过挤出模具组(3)对半成品A的反面，依次施加热熔胶、保护层，然后经过延压冷却辊对(531和532)后，形成半成品B；
S4，对半成品B进行在线冷却，冷却后在线卷曲，形成铝塑复合膜成品。
2.如权利要求1所述的新型铝塑复合膜的制备工艺，其特征在于：挤出模具组(2)中包含三个双螺杆挤出机(21、22和23)，其中，双螺杆挤出机(21)共混挤出热熔胶层，双螺杆挤出机的工作温度为：加料段170～180℃，熔融段240～260℃，均化段240～250℃，机头温度为260℃；双螺杆挤出机(22)共混挤出多层PP薄膜时，双螺杆挤出机的工作温度为：加料段170～180℃，熔融段240～260℃，均化段240～250℃，机头温度为260℃；双螺杆挤出机(23)共混挤出热封层PP时，双螺杆挤出机的工作温度为：加料段170～180℃，熔融段240～260℃，均化段240～250℃，机头温度为260℃。
3.如权利要求2所述的新型铝塑复合膜的制备工艺，其特征在于：挤出模具组(2)中的双螺杆挤出机(22)采用多层模具的数量为2～20个。
4.如权利要求3所述的新型铝塑复合膜的制备工艺，其特征在于：挤出模具组(2)中的双螺杆挤出机(22)经过分配器后，将进入双螺杆挤出机(22)的熔融的料体均分为2～20份。
5.如权利要求3所述的新型铝塑复合膜的制备工艺，其特征在于：挤出模具组(3)中至少包含两个双螺杆挤出机(31、32)，其中双螺杆挤出机(31)用于挤出热熔胶层，双螺杆挤出机(31)的工作温度为：加料段170～180℃，熔融段240～260℃，均化段240～250℃，机头温度为260℃；双螺杆挤出机(32)用于挤出尼龙层，双螺杆挤出机(32)的工作温度为：加料段260℃，熔融段300℃，均化段280℃，机头温度为300℃。
6.如权利要求1所述的新型铝塑复合膜的制备工艺，其特征在于：挤出模具组(3)中的双螺杆挤出机的数量优选为2～5个。
7.如权利要求6所述的新型铝塑复合膜的制备工艺，其特征在于：挤出机模具组(3)中的双螺杆挤出机的数量为4个，其中双螺杆挤出机(31)用于挤出热熔胶层，双螺杆挤出机(32)用于挤出尼龙层，双螺杆挤出机(33)用于挤出热熔胶层，双螺杆挤出机(34)用于挤出聚对苯二甲酸乙二酯层。
8.如权利要求7所述的新型铝塑复合膜的制备工艺，其特征在于：当双螺杆挤出机(34)用于挤出聚对苯二甲酸乙二酯层时，双螺杆挤出机(34)的工作温度为：加料段250℃，熔融段280℃，均化段270℃，机头温度为280℃。
9.一种新型铝塑复合膜的设备，其包括：铝箔机架(1)、挤出模具组(2)、翻转机构、挤出模具组(3)、延压冷却辊对(511和512)和压延冷却辊对(531和532)，其特征在于：铝箔机架(1)在牵引装置的作用下经过挤出模具组(2)，挤出模具组(2)中包含依次排列的三个双螺杆挤出机，其中第一个双螺杆挤出机(31)用于在铝箔表面涂布热熔胶，第二个双螺杆挤出机(32)经过分配器后，将PP熔融液体分为2～20层，其用于在热熔胶表面涂布多层PP，第三个双螺杆挤出机(33)用于在多层PP表面涂布单层CPP，形成半成品A，且涂布多层热塑性树酯的为正面，没有任何涂布的一面为反面；挤出机模具组(2)的下方含有延压冷却辊对(511和512)，其中冷却辊(511)为钢辊，冷却辊(512)为橡胶辊，延压冷却辊对(511和512)相互配合，使得半成品A经过延压冷却辊对(511和512)能够贴合成型，半成品A在牵引装置的作用下沿着翻转机构进行运动，最终实现半成品A的上下表面进行空间上的反转，在翻转机构的内部设有挤出模具组(3)，挤出模具组(3)中至少含有两个依次设立的双螺杆挤出机，其中第一个双螺杆挤出机(31)用于在半成品A的反面涂布热熔胶，第二个双螺杆挤出机(32)用于在半成品A的反面涂布的热熔胶的表面继续涂布尼龙层，形成半成品B；挤出机模具组(3)的下方含有延压冷却辊对(531和532)，其中，延压冷却辊(532)为钢辊，压延冷却辊(531)为橡胶辊，半成品B经过延压冷却辊对(531和532)后沿着延压冷却辊(532)进行牵引，使其在落卷架(4)上卷曲成最终的成品铝塑复合膜。
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