CN109852265A

CN109852265A - 一种铝塑膜外层用聚氨酯胶水、铝塑膜及其制备方法

Info

Publication number: CN109852265A
Application number: CN201811628037.3A
Authority: CN
Inventors: 张子健
Original assignee: New Nylon Composite Technology (changzhou) Co Ltd
Current assignee: New Nylon Composite Technology (changzhou) Co Ltd
Priority date: 2018-12-28
Filing date: 2018-12-28
Publication date: 2019-06-07

Abstract

本发明公开了一种铝塑膜外层用聚氨酯胶水，包括组分A、组分B和组分C，其中，组分A包括聚酯或聚醚多元醇，组分B包括异氰酸酯类固化剂，组分C包括活性稀释剂和光引发剂，组分A的质量份数为35～85％，组分B的质量份数为20～40％，组分C的质量份数为5～15％。本发明提供的技术方案具有如下技术效果：(1)杜绝了溶剂的使用，整个过程无VOC产生；(2)解决了铝塑膜外层耐电解液性能不良的问题；(3)双固化机理所制成的胶黏剂黏着力较高，复合强度较高；(4)整个复合过程中产生的能耗较低，在相同的产能条件下，本制程所耗费的能量是传统制程(包括废气热处理焚烧所产生的能耗)的40％～50％，极大的降低了生产能耗。

Description

一种铝塑膜外层用聚氨酯胶水、铝塑膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种胶水，具体涉及一种铝塑膜外层用聚氨酯胶水。

背景技术

软包装锂电池作为一种新兴的电池，现在普遍用于3C领域和家电领域，如手机电池、电子烟电池、笔记本电池等。但是现有技术中，大部分都采用溶剂型聚氨酯作为外层胶黏剂，且利用精密涂布的方式进行涂胶，再进行烘干和复合。用溶剂型胶水的原因如下：(1)溶剂型胶水的分子量较为均一，性能较其他胶水类强，在涂布过程中，易于控制粘度与涂胶适用期；(2)胶水稀释所用的溶剂沸点较为单一，在烘干过程中比较好控制温度，在烘箱中的温度分布较易控制，做出的胶水稳定性较高，出现不良的几率较少；(3) 铝塑膜外层的胶水在溶剂内的分散较为均一，表面张力较低，在涂布之后在外层材料上分布均匀，厚度均一性有保障，不会造成局部粘接力不良的状况。

现有技术的优点在于其涂布的均一性和高质量粘接力的稳定性，然而也存在着难以回避的缺点。例如，溶剂排放的不友好性以及在溶剂烘干过程中造成的能耗以及处理废气所需要的能耗。此外，热固性聚氨酯或热固性聚酯体系的胶水耐化性较差，考虑到在软包锂电池封装过程中，需要对外层有一定的耐化性作用 (电解液耐擦拭性)，现在的铝塑膜体系不能非常好的满足耐电解液擦拭的能力。最后，双组份聚氨酯或聚酯型树脂的主剂分子量较大，需要添加很多的溶剂进行稀释处理。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有高黏结力、高耐化性、环境友好的铝塑膜外层用聚氨酯胶水。

为解决上述技术问题，本发明揭示了一种铝塑膜外层用聚氨酯胶水，包括组分A、组分B和组分C，其中，组分A包括聚酯或聚醚多元醇，组分B包括异氰酸酯类固化剂，组分C包括活性稀释剂和光引发剂，所述组分A的质量份数为35～85％，所述组分B的质量份数为20～40％，所述组分C的质量份数为5～15％。

作为本发明的一具体实施方式，所述组分A包括己二酸丁二醇酯多元醇，乙二酸己二醇酯多元醇、聚己内酯、苯酐类聚酯、聚乙二醇醚多元醇、聚丙二醇醚多元醇、聚四氢呋喃多元醇等中的至少一种。

作为本发明的一具体实施方式，所述组分A中所述聚酯或聚醚多元醇的平均分子量为300～3000，官能度为2官～3官。

作为本发明的一具体实施方式，所述组分A还包括催化剂。

作为本发明的一具体实施方式，所述催化剂包括有机锡、有机铋、有机胺中的至少一种。

作为本发明的一具体实施方式，所述组分B包括甲苯二异氰酸酯、对苯二甲酸而异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的至少一种。

作为本发明的一具体实施方式，所述组分B包括甲苯二异氰酸酯的多聚体、对苯二甲酸而异氰酸酯的多聚体、异佛尔酮二异氰酸酯的多聚体、六亚甲基二异氰酸酯的多聚体中的至少一种。

作为本发明的一具体实施方式，所述组分B包括甲苯二异氰酸酯的三聚体、对苯二甲酸而异氰酸酯的三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯的三聚体、六亚甲基二异氰酸酯的三聚体中的至少一种。

作为本发明的一具体实施方式，所述活性稀释剂包括丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸羟乙酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯等丙烯酸酯中的至少两种。

作为本发明的一具体实施方式，所述活性稀释剂包括单官能度的丙烯酸酯、二官能度的丙烯酸酯中的至少一种。

作为本发明的一具体实施方式，所述光引发剂包括2,4,6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、1-羟基环己基苯基甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮中的至少一种。

作为本发明的一具体实施方式，所述组分C包括阻聚剂。

作为本发明的一具体实施方式，所述组分C包括交联度调节剂。

作为本发明的一具体实施方式，所述交联度调节剂包括乙二醇、丙二醇、丁二醇、二乙二醇、一缩二乙二醇、甘油、三羟甲基丙烷中的至少一种。

本发明要解决的另一技术问题是提供一种具有高黏结力、高耐化性、环境友好的铝塑膜。

为解决上述技术问题，本发明揭示了一种铝塑膜，包括铝层和外层涂料，所述铝层和所述外层之间为胶层，所述胶层为上述铝塑膜外层用聚氨酯胶水。

作为本发明的一具体实施方式，所述胶层的厚度为1μm～20μm。

作为本发明的一具体实施方式，所述外层为尼龙、PET、PBT中的一种或几种共挤或共混材料。

作为本发明的一具体实施方式，所述外层的涂胶面经电晕处理。

作为本发明的一具体实施方式，依次包括外层、胶层、铝层、表面处理层、功能胶黏剂层和PP层。

本发明要解决的另一技术问题是提供一种制备上述铝塑膜的方法。

为解决上述技术问题，本发明揭示了一种如上述铝塑膜的所述铝层和所述胶层的贴合方法，包括如下步骤：S10：将组分A、组分B和组分C按照一定比例混合得到预涂胶黏剂；S20：将预涂胶黏剂涂布在所述铝层或所述胶层之一的涂胶面上，得到第一工件；S30：对步骤S20得到的所述第一工件进行热固化处理，得到第二工件；S40：对步骤S30得到的所述第二工件进行光固化处理，得到第三工件；S50：将所述第三工件与所述铝层或所述胶层之另一进行复合。

作为本发明的一具体实施方式，步骤S10得到的所述预涂胶黏剂的黏度为30mPa·s～300mPa·s。

作为本发明的一具体实施方式，步骤S20中所述涂布为连续式混合涂布或半连续式混合涂布。

作为本发明的一具体实施方式，步骤S20中所述涂布为微凹版涂布、逗号辊涂布或Slot-Die狭缝挤出涂布。

作为本发明的一具体实施方式，步骤S30中所述热固化处理的温度为120℃～150℃。

作为本发明的一具体实施方式，步骤S40中所述光固化处理为紫外光固化处理。

本发明提供的技术方案具有如下技术效果：(1)杜绝了溶剂的使用，整个过程无VOC产生；(2)解决了铝塑膜外层耐电解液性能不良的问题；(3)双固化机理所制成的胶黏剂黏着力较高，复合强度较高； (4)整个复合过程中产生的能耗较低，在相同的产能条件下，本制程所耗费的能量是传统制程(包括废气热处理焚烧所产生的能耗)的40％～50％，极大的降低了生产能耗。

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。

需要理解的是，在本发明具体实施方式的描述中，“第一”、“第二”等术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。

本发明一具体实施方式提供了一种铝塑膜外层用聚氨酯胶水，包括组分A、组分B和组分C，其中，组分A包括聚酯或聚醚多元醇，组分B包括异氰酸酯类固化剂，组分C包括活性稀释剂和光引发剂，所述组分A的质量份数为35～85％，所述组分B的质量份数为20～40％，所述组分C的质量份数为5～15％。

所述组分A包括己二酸丁二醇酯多元醇，乙二酸己二醇酯多元醇、聚己内酯、苯酐类聚酯、聚乙二醇醚多元醇、聚丙二醇醚多元醇、聚四氢呋喃多元醇等中的至少一种。所述组分A中所述聚酯或聚醚多元醇的平均分子量为300～3000，官能度为2官～3官。

在本实施方式中，进一步地，所述组分A还包括催化剂，所述催化剂包括有机锡、有机铋、有机胺中的至少一种。优选的，所述催化剂为有机铋类催化剂。

所述组分B包括甲苯二异氰酸酯(TDI)、对苯二甲酸而异氰酸酯(MDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)中的至少一种。优选的，所述组分B包括甲苯二异氰酸酯(TDI)、对苯二甲酸而异氰酸酯(MDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)的多聚体中的至少一种。进一步优选的，所述组分B包括甲苯二异氰酸酯(TDI)、对苯二甲酸而异氰酸酯(MDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)的三聚体中的至少一种。

所述活性稀释剂包括丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸羟乙酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯等丙烯酸酯中的至少两种。在一些具体实施方式中，所述活性稀释剂包括单官能度的丙烯酸酯、二官能度的丙烯酸酯中的至少一种。将组分C中的活性稀释剂与组分A、组分B混合，能够起到降低整体黏度的作用。

所述光引发剂包括2,4,6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、1-羟基环己基苯基甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮中的至少一种。

所述组分C还包括阻聚剂，能够防止组分A、组分C过早地与组分B发生反应，从而缩短了整个无溶剂胶水的适用期。

所述组分C还包括交联度调节剂。优选的，所述交联度调节剂包括乙二醇、丙二醇、丁二醇、二乙二醇、一缩二乙二醇、甘油、三羟甲基丙烷等小分子二元醇中的至少一种。

本发明的一具体实施方式还提供了一种铝塑膜，包括铝层和外层涂料，所述铝层和所述外层之间为胶层，所述胶层为上述铝塑膜外层用聚氨酯胶水。优选的，所述胶层的厚度为1μm～20μm，进一步优选的，所述胶层的厚度为2μm～8μm，更进一步优选的，所述胶层的厚度为3μm～5μm，这里所述的胶层的厚度为干膜厚度。优选的，所述外层为尼龙、PET、PBT中的一种或几种共挤或共混材料。优选的，所述外层的涂胶面经电晕处理。具体地，在本实施方式中，所述铝塑膜依次包括外层、胶层、铝层、表面处理层、功能胶黏剂层和PP层。

本发明一具体实施方式还提供了一种上述铝塑膜的所述铝层和所述胶层的贴合方法，包括如下步骤： S10：将组分A、组分B和组分C按照一定比例混合得到预涂胶黏剂；S20：将预涂胶黏剂涂布在所述铝层或所述胶层之一的涂胶面上，得到第一工件；S30：对步骤S20得到的所述第一工件进行热固化处理，得到第二工件；S40：对步骤S30得到的所述第二工件进行光固化处理，得到第三工件；S50：将所述第三工件与所述铝层或所述胶层之另一进行复合。

优选的，步骤S10得到的所述预涂胶黏剂的黏度为30mPa·s～300mPa·s。步骤S20中所述涂布为连续式混合涂布或半连续式混合涂布。步骤S20中所述涂布为微凹版涂布、逗号辊涂布或Slot-Die狭缝挤出涂布。优选的，步骤S20中所述涂布为微凹版涂布或Slot-Die狭缝挤出涂布。步骤S30中所述热固化处理的温度为120℃～150℃。步骤S40中所述光固化处理为紫外光固化处理。

下面通过一具体实施例来进一步阐释本发明的技术方案。

组分A为2000分子量的聚丙二醇醚(PPG)，官能度为2(上海佳化化学)，和分子量1000的PTMEG(巴斯夫)，官能度为2。二者的质量比为3:1～20:1。组分A中还含有有机铋催化剂，其质量份数占组分A总质量的0.3％。

组分B为HDI的三聚体(拜耳)。

组分C的主要成分为丙烯酸异冰片酯和1,6-己二醇二丙烯酸酯的混合物，二者的质量比例为100:1。C 组分的次要成分为1-羟基环己基苯基甲酮、甘油、甲乙酮肟的混合物，其三者之间的质量比为1:9:5。次要组分的质量与主要组分的质量比为1:99。

将组分A、组分B和组分C的质量份数按照6:3:1的比例配置为预涂胶黏剂，将预涂胶黏剂直接涂布在外层的涂胶面上，胶层的干膜厚度为3μm～5μm，依次经过130℃的热固化和紫外光固化后，再将铝层与之贴合。

利用本发明的铝塑膜外层用聚氨酯胶水生产铝塑膜，其一，杜绝了溶剂的使用，整个过程无VOC产生；其二，解决了铝塑膜外层耐电解液性能不良的问题，该胶黏剂属于双固化机理设计，体系交联度很高，有非常好的耐电解液性能，即使在电解液中浸泡，也不会发生铝箔与外层材料脱层的现象；其三，双固化机理所制成的胶黏剂粘着力较高，普通溶剂型聚氨酯在相同胶膜厚度下的T型剥离力在4N/10mm～5N/10mm 而本胶水的黏着力可以达到9N/10mm～11N/10mm，复合强度较高；其四，整个复合过程中产生的能耗较低，在相同的产能条件下，本制程所耗费的能量是传统制程(包括废气热处理焚烧所产生的能耗)的40％～50％，极大的降低了生产能耗。

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

1.一种铝塑膜外层用聚氨酯胶水，包括组分A、组分B和组分C，其中，组分A包括聚酯或聚醚多元醇，组分B包括异氰酸酯类固化剂，组分C包括活性稀释剂和光引发剂，所述组分A的质量份数为35～85％，所述组分B的质量份数为20～40％，所述组分C的质量份数为5～15％。

2.根据权利要求1所述的铝塑膜外层用聚氨酯胶水，其特征是，所述组分A包括己二酸丁二醇酯多元醇，乙二酸己二醇酯多元醇、聚己内酯、苯酐类聚酯、聚乙二醇醚多元醇、聚丙二醇醚多元醇、聚四氢呋喃多元醇等中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的铝塑膜外层用聚氨酯胶水，其特征是，所述组分A中所述聚酯或聚醚多元醇的平均分子量为300～3000，官能度为2官～3官。

4.根据权利要求1所述的铝塑膜外层用聚氨酯胶水，其特征是，所述组分A还包括催化剂。

5.根据权利要求4所述的铝塑膜外层用聚氨酯胶水，其特征是，所述催化剂包括有机锡、有机铋、有机胺中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的铝塑膜外层用聚氨酯胶水，其特征是，所述组分B包括甲苯二异氰酸酯、对苯二甲酸而异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的铝塑膜外层用聚氨酯胶水，其特征是，所述组分B包括甲苯二异氰酸酯的多聚体、对苯二甲酸而异氰酸酯的多聚体、异佛尔酮二异氰酸酯的多聚体、六亚甲基二异氰酸酯的多聚体中的至少一种。

8.根据权利要求7所述的铝塑膜外层用聚氨酯胶水，其特征是，所述组分B包括甲苯二异氰酸酯的三聚体、对苯二甲酸而异氰酸酯的三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯的三聚体、六亚甲基二异氰酸酯的三聚体中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的铝塑膜外层用聚氨酯胶水，其特征是，所述活性稀释剂包括丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸羟乙酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯等丙烯酸酯中的至少两种。

10.根据权利要求1所述的铝塑膜外层用聚氨酯胶水，其特征是，所述活性稀释剂包括单官能度的丙烯酸酯、二官能度的丙烯酸酯中的至少一种。

11.根据权利要求1所述的铝塑膜外层用聚氨酯胶水，其特征是，所述光引发剂包括2,4,6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦、1-羟基环己基苯基甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮中的至少一种。

12.根据权利要求1所述的铝塑膜外层用聚氨酯胶水，其特征是，所述组分C包括阻聚剂。

13.根据权利要求1所述的铝塑膜外层用聚氨酯胶水，其特征是，所述组分C包括交联度调节剂。

14.根据权利要求13所述的铝塑膜外层用聚氨酯胶水，其特征是，所述交联度调节剂包括乙二醇、丙二醇、丁二醇、二乙二醇、一缩二乙二醇、甘油、三羟甲基丙烷中的至少一种。

15.一种铝塑膜，包括铝层和外层涂料，所述铝层和所述外层之间为胶层，其特征是，所述胶层为如权利要求1～14任意一项所述的铝塑膜外层用聚氨酯胶水。

16.如权利要求15所述的铝塑膜，其特征是，所述胶层的厚度为1μm～20μm。

17.如权利要求15所述的铝塑膜，其特征是，所述外层为尼龙、PET、PBT中的一种或几种共挤或共混材料。

18.如权利要求15所述的铝塑膜，其特征是，所述外层的涂胶面经电晕处理。

19.如权利要求15所述的铝塑膜，其特征是，依次包括外层、胶层、铝层、表面处理层、功能胶黏剂层和PP层。

20.一种如权利要求15～18任意一项所述铝塑膜的所述铝层和所述胶层的贴合方法，包括如下步骤：

S10：将组分A、组分B和组分C按照一定比例混合得到预涂胶黏剂；

S20：将预涂胶黏剂涂布在所述铝层或所述胶层之一的涂胶面上，得到第一工件；

S30：对步骤S20得到的所述第一工件进行热固化处理，得到第二工件；

S40：对步骤S30得到的所述第二工件进行光固化处理，得到第三工件；

S50：将所述第三工件与所述铝层或所述胶层之另一进行复合。

21.如权利要求19所述的贴合方法，其特征是，步骤S10得到的所述预涂胶黏剂的黏度为30mPa·s～300mPa·s。

22.如权利要求19所述的贴合方法，其特征是，步骤S20中所述涂布为连续式混合涂布或半连续式混合涂布。

23.如权利要求19所述的贴合方法，其特征是，步骤S20中所述涂布为微凹版涂布、逗号辊涂布或Slot-Die狭缝挤出涂布。

24.如权利要求19所述的贴合方法，其特征是，步骤S30中所述热固化处理的温度为120℃～150℃。

25.如权利要求19所述的贴合方法，其特征是，步骤S40中所述光固化处理为紫外光固化处理。