CN109825177A - 一种氟碳涂料 - Google Patents

Abstract

本发明为一种氟碳涂料，揭示了一种氟碳树脂，包括主剂和固化剂，其特征是，所述主剂包括聚合物和引发剂，所述聚合物包括四氟乙烯、乙烯基聚醚醇和丙烯酸，所述四氟乙烯、乙烯基聚醚醇和丙烯酸的摩尔比为(4～6):(2～4):(1～3)，所述固化剂包括芳香族多异氰酸酯。本发明还]揭示了一种铝塑膜，由内层向外层依次包括内防护层、内胶黏剂层、铝箔层、外胶黏剂层和外防护层，所述外防护层为由上述氟碳树脂形成。本发明还揭示了一种制备上述铝塑膜的方法。

Description

一种氟碳涂料

技术领域

本发明涉及一种氟碳涂料，尤其涉及一种铝塑膜外层用氟碳涂料。

背景技术

新能源汽车由于其对环境的友好性而被国家大力支持，而新能源动力是新能源汽车技术的重中之重。锂电池作为新一代的商用电池，已在3C产品上得到了广泛的应用，而用于3C产品的锂电池大多为铝塑膜软包装电池，铝塑膜由于其卓越的安全性、可靠性以及稳定性，得到了锂电池生产厂商的青睐。

在动力电池方面，现在的主流车用电池均为锂电池，根据外包装不同可分为硬包装的铝壳电池以及软包装的铝塑膜电池，电池在封装中难免存在电解液的沾染，铝壳电池由于其自身性质以及较厚的铝层，因此并不担心该问题。

然而，现有的软包装电池的封装材料均为铝塑复合膜，其主流结构一般由内向外包括聚丙烯(PP)层、胶黏剂层、铝箔层、胶黏剂层和尼龙层。具体地，在铝箔层两面涂布胶黏剂，再分别黏合尼龙层和PP层，其中，PP层起到热封作用，铝箔层作为封装隔绝空气和水，尼龙层起到表面防护罩、抗划伤作用。此种结构中，尼龙层易吸水，且易被电解液泡涨腐蚀，造成外层的防护性下降，使得外界的水分子或其他具有腐蚀性的气体接触铝箔层，进而导致使用寿命的大大降低，并容易产生安全隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够替代尼龙材料作为铝塑膜防护层的氟碳树脂。

为解决上述技术问题，本发明一具体实施方式揭示了一种氟碳树脂，包括主剂和固化剂，所述主剂包括聚合物和引发剂，所述聚合物包括四氟乙烯、乙烯基聚醚醇和丙烯酸，所述四氟乙烯、乙烯基聚醚醇和丙烯酸的摩尔比为(4～6):(2～4):(1～3)，所述固化剂包括芳香族多异氰酸酯。

作为本发明的一具体实施方式，所述引发剂为油溶性引发剂。

作为本发明的一具体实施方式，所述引发剂包括过氧化二酰类或过氧二烷基类引发剂。

作为本发明的一具体实施方式，所述引发剂为经封闭剂处理的引发剂。

作为本发明的一具体实施方式，所述封闭剂为苯酚。

作为本发明的一具体实施方式，所述聚合物与所述引发剂为的质量比为(2～4):1。

作为本发明的一具体实施方式，所述主剂与固化剂的质量比为(2～2.8):1。

作为本发明的一具体实施方式，所述四氟乙烯、乙烯基聚醚醇和丙烯酸的摩尔比为5:3:2，所述聚合物与所述引发剂的质量比为3:1；所述主剂与所述固化剂的质量比为2.5:1。

本发明要解决的另一技术问题是提供一种新型的铝塑膜。

为解决上述技术问题，本发明一具体实施方式揭示了一种铝塑膜，由内层向外层依次包括内防护层、内胶黏剂层、铝箔层、外胶黏剂层和外防护层，所述外防护层为由上述氟碳树脂形成。

作为本发明的一具体实施方式，所述外胶黏剂层为由双组份聚氨酯树脂形成。

作为本发明的一具体实施方式，所述双组份聚氨酯树脂包括甲组份和乙组份，所述甲组份包括聚酯聚氨酯预聚体，所述乙组份包括三羟甲基丙烷与甲苯二异氰酸酯的加成物。

作为本发明的一具体实施方式，所述甲组份还包括丙酮；所述乙组份还包括醋酸乙酯。

作为本发明的一具体实施方式，所述甲组份配置为n+1摩尔的乙二醇与n摩尔的己二酸进行聚合脱水，然后加入甲苯二异氰酸酯进行反应，再将反应产物溶于丙酮。

作为本发明的一具体实施方式，所述乙组份配置为n摩尔的三羟甲基丙烷与3n摩尔的甲苯二异氰酸酯反应，再将反应产物溶于醋酸乙酯。

作为本发明的一具体实施方式，所述甲组份中的-NCO/-OH小于1，所述乙组份中的-NCO/-OH小于1。

作为本发明的一具体实施方式，所述甲组份与所述乙组份的质量比为10:3。

作为本发明的一具体实施方式，所述外胶黏剂层的干膜厚度不超过3.5μm。

本发明要解决的又一技术问题时提供一种制备上述铝塑膜的方法。

为解决上述技术问题，本发明一具体实施方式揭示了一种制备上述铝塑膜的方法，包括S1：对所述外胶黏剂层所使用的所述双组份聚氨酯树脂进行合成；S2：对所述主剂进行合成；S3：将所述双组份聚氨酯树脂在所述铝箔层的外侧面进行涂布并固化，形成外胶黏剂层；S4：在外胶黏剂层的外侧面涂布所述主剂与所述固化剂的预混物，加热，形成外防护层；S5：在所述铝箔层的内侧面贴合内防护层。

作为本发明的一具体实施方式，所述S2的反应温度为所述引发剂半衰期为15min～60min的分解温度。

作为本发明的一具体实施方式，所述S4包括将所述主剂与经所述封闭剂处理的所述固化剂混合形成所述氟碳树脂，再将所述氟碳树脂涂布在所述外胶黏剂层的外侧面。

本发明技术方案能够达到的有益效果包括：(1)氟碳涂料在可直接使用在普通铝塑膜表面，亦可代替尼龙层直接对铝箔表面进行涂敷。(2)氟碳树脂较好的自润性可以减少甚至无需使用爽滑剂，减少对各种模具的污染。(3)较好的延展性确保在冲深时也不会发生破损。

具体实施方式

以下将结合具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

本发明一具体实施方式提供了一种用于铝塑膜外防护层的氟碳树脂。具体地，所述氟碳树脂包括主剂和固化剂。其中所述主剂包括聚合物和引发剂，所述固化剂包括芳香族多异氰酸酯。

所述聚合物由四氟乙烯、乙烯基聚醚醇和丙烯酸共聚得到，所述四氟乙烯、乙烯基聚醚醇和丙烯酸的摩尔比为(4～6):(2～4):(1～3)。优选的，所述四氟乙烯、乙烯基聚醚醇和丙烯酸的摩尔比为5:3:2。其中四氟乙烯主要提供对主链的保护，聚醚醇主要增加分子的溶剂可溶性及附着性，同时提供交联点位方便进行固化，丙烯酸提供颜料分散性及对交联的催化作用，加快交联反应的速度。

所述引发剂为油溶性引发剂，优选为过氧化二酰类或过氧二烷基类引发剂。之所以采用这两类引发剂，是因为这两类均为低活性引发剂，可以较好的控制反应过程，以保证共聚后主剂的分子量分布较窄，生产方法不采用一次性添加的方法，而采用同时滴加单体与引发剂的方式，这种方法既可以保证反应速率的稳定进行，又能防止因为引发剂浓度过高导致分子量分布较宽的情况，反应温度应采用引发剂半衰期为 15min～60min的分解温度(根据不同的引发剂采用不同的反应温度)。进一步地，在本实施方式中，所述引发剂为经封闭剂处理的引发剂。优选的，所述封闭剂为苯酚。

在本实施方式中，所述聚合物与所述引发剂为的质量比为(2～4):1。优选的，所述聚合物与所述引发剂的质量比为3:1。

在本实施方式中，所述主剂与固化剂的质量比为(2～2.8):1。优选的，所述主剂与所述固化剂的质量比为 2.5:1。

本发明另一具体实施方式提供了一种应用上述氟碳树脂的铝塑膜，其由内层向外层依次包括内防护层、内胶黏剂层、铝箔层、外胶黏剂层和外防护层，其中所述外防护层由上述氟碳树脂形成，所述内防护层优选为聚丙烯(PP)薄膜，所述外胶黏剂层优选为由双组份聚氨酯树脂形成。与氟碳树脂搭配使用的易接着树脂为聚氨酯体系，同时考虑到为了保护铝箔层能顺利延伸，需要使用聚酯型的聚氨酯，本发明由于希望通过氟碳树脂中的异氰酸酯与易接着处理层中的羟基反应形成化学键来加强复合强度，因此选用双组份聚氨酯树脂。

在本实施方式中，所述双组份聚氨酯树脂包括甲组份和乙组份，所述甲组份包括聚酯聚氨酯预聚体，所述乙组份包括三羟甲基丙烷与甲苯二异氰酸酯的加成物。进一步地，所述甲组份还包括丙酮；所述乙组份还包括醋酸乙酯。在本实施方式中，所述甲组份配置为n+1摩尔的乙二醇与n摩尔的己二酸进行聚合脱水，然后加入甲苯二异氰酸酯进行反应，再将反应产物溶于丙酮。所述乙组份配置为n摩尔的三羟甲基丙烷与3n摩尔的甲苯二异氰酸酯反应，并在其中添加0.01％～0.03％的二丁基锡二月桂酸酯，再将反应产物溶于醋酸乙酯。优选的，所述甲组份中的-NCO/-OH小于1，所述乙组份中的-NCO/-OH小于1，以达到羟基封端的效果。所述甲组份与所述乙组份的质量比为10:3。

在本实施方式中，所述外胶黏剂层的干膜厚度不超过3.5μm。优选的，所述外胶黏剂层的干膜厚度为3 μm。

本发明的再一具体实施方式提供了一种制备上述铝塑膜的方法，包括如下步骤。S1：对所述外胶黏剂层所使用的所述双组份聚氨酯树脂进行合成；S2：对所述主剂进行合成；S3：将所述双组份聚氨酯树脂在所述铝箔层的外侧面进行涂布并固化，形成外胶黏剂层；S4：在外胶黏剂层的外侧面涂布所述主剂与所述固化剂的预混物，加热，形成外防护层；S5：在所述铝箔层的内侧面贴合内防护层。

具体地，所述S2的反应温度为所述引发剂半衰期为15min～60min的分解温度。所述S4包括将所述主剂与经所述封闭剂处理的所述固化剂混合形成所述氟碳树脂，再将所述氟碳树脂涂布在所述外胶黏剂层的外侧面。

下面通过一具体实施例来说明上述铝塑膜的制备方法。

首先进行所述外防护层所用的聚氨酯树脂的合成。甲组份为聚酯聚氨酯预聚体的丙酮溶液，其配置方式为n+1摩尔l的乙二醇与n摩尔的己二酸进行聚合脱水，然后加入甲苯二异氰酸酯并置于85℃的环境下反应，并将产物溶于丙酮溶液；乙组分为三羟甲基丙烷与甲苯二异氰酸酯的加成物的乙酸乙酯溶液，其配置方法为将n摩尔的三羟甲基丙烷与3n摩尔的甲苯二异氰酸酯反应制得，并在其中添加0.01％～0.03％的二丁基锡二月桂酸酯，将产物溶于醋酸乙酯中，在使用时甲、乙组分以10:3的比例混合。

接着采用摩尔比为5:3:2的比例混合四氟乙烯、乙烯基醚醇、丙烯酸三类单体，并与过氧化二苯甲酰溶液以3:1(质量比)的比例一起滴加入进入反应釜，反应温度为91℃～107℃；反应产物在使用时需要与进行封闭处理(封闭剂使用苯酚)的甲苯二异氰酸酯-三羟甲基丙烷加成物混合使用，主剂与固化剂的质量比为 10:4。

再在铝箔层上涂布上述聚氨酯胶黏剂，干膜厚度为3μm，放入120℃烘箱2分钟，取出后在其表面涂布上述氟碳树脂，并放入120℃的烘箱3分钟，然后将半成品取出并置于80℃烘箱熟成3天。

最后在半成品的内侧贴覆PP薄膜即可。

此外，在一些具体实施方式中，还可以在外层涂覆爽滑剂来改善氟碳树脂的表面性能。

经由上述方法制备的铝塑膜，具备如下优点：(1)氟碳树脂特有耐药性可赋予铝塑膜极佳耐酸性，减少在生产过程中因电解液滴落外表面产生的电池报废。(2)氟碳树脂较低的表面摩擦系数可以减少甚至无需涂覆爽滑剂来减小表面摩擦系数，可以减轻因爽滑剂沾染而引起的一系列使用问题。(3)由于该工艺只需进行一次熟成，与常规铝塑膜相比有更短的生产周期，可显著提高产量。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种氟碳树脂，包括主剂和固化剂，其特征是，所述主剂包括聚合物和引发剂，所述聚合物包括四氟乙烯、乙烯基聚醚醇和丙烯酸，所述四氟乙烯、乙烯基聚醚醇和丙烯酸的摩尔比为(4～6):(2～4):(1～3)，所述固化剂包括芳香族多异氰酸酯。

2.如权利要求1所述的氟碳树脂，其特征是，所述引发剂为油溶性引发剂。

3.如权利要求2所述的氟碳树脂，其特征是，所述引发剂包括过氧化二酰类或过氧二烷基类引发剂。

4.如权利要求1所述的氟碳树脂，其特征是，所述引发剂为经封闭剂处理的引发剂。

5.如权利要求4所述的氟碳树脂，其特征是，所述封闭剂为苯酚。

6.如权利要求1所述的氟碳树脂，其特征是，所述聚合物与所述引发剂为的质量比为(2～4):1。

7.如权利要求1所述的氟碳树脂，其特征是，所述主剂与固化剂的质量比为(2～2.8):1。

8.如权利要求1所述的氟碳树脂，其特征是，所述四氟乙烯、乙烯基聚醚醇和丙烯酸的摩尔比为5:3:2，所述聚合物与所述引发剂的质量比为3:1；所述主剂与所述固化剂的质量比为2.5:1。

9.一种铝塑膜，由内层向外层依次包括内防护层、内胶黏剂层、铝箔层、外胶黏剂层和外防护层，其特征是，所述外防护层为由上述权利要求1～8任意一项所述的氟碳树脂形成。

10.如权利要求9所述的铝塑膜，其特征是，所述外胶黏剂层为由双组份聚氨酯树脂形成。

11.如权利要求10所述的铝塑膜，其特征是，所述双组份聚氨酯树脂包括甲组份和乙组份，所述甲组份包括聚酯聚氨酯预聚体，所述乙组份包括三羟甲基丙烷与甲苯二异氰酸酯的加成物。

12.如权利要求11所述的铝塑膜，其特征是，所述甲组份还包括丙酮；所述乙组份还包括醋酸乙酯。

13.如权利要求12所述的铝塑膜，其特征是，所述甲组份配置为n+1摩尔的乙二醇与n摩尔的己二酸进行聚合脱水，然后加入甲苯二异氰酸酯进行反应，再将反应产物溶于丙酮。

14.如权利要求12所述的铝塑膜，其特征是，所述乙组份配置为n摩尔的三羟甲基丙烷与3n摩尔的甲苯二异氰酸酯反应，再将反应产物溶于醋酸乙酯。

15.如权利要求12所述的铝塑膜，其特征是，所述甲组份中的-NCO/-OH小于1，所述乙组份中的-NCO/-OH小于1。

16.如权利要求11～14任意一项所述的铝塑膜，其特征是，所述甲组份与所述乙组份的质量比为10:3。

17.如权利要求9所述的铝塑膜，其特征是，所述外胶黏剂层的干膜厚度不超过3.5μm。

18.一种制备如权利要求9～17任意一项所述铝塑膜的方法，包括：

S1：对所述外胶黏剂层所使用的所述双组份聚氨酯树脂进行合成；

S2：对所述主剂进行合成；

S3：将所述双组份聚氨酯树脂在所述铝箔层的外侧面进行涂布并固化，形成外胶黏剂层；

S4：在外胶黏剂层的外侧面涂布所述主剂与所述固化剂的预混物，加热，形成外防护层；

S5：在所述铝箔层的内侧面贴合内防护层。

19.如权利要求18所述的制备方法，其特征是，所述S2的反应温度为所述引发剂半衰期为15min～60min的分解温度。

20.如权利要求18所述的制备方法，其特征是，所述S4包括将所述主剂与经所述封闭剂处理的所述固化剂混合形成所述氟碳树脂，再将所述氟碳树脂涂布在所述外胶黏剂层的外侧面。