CN110010802A - 一种双层着色锂电池铝塑膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双层着色锂电池铝塑膜及其制备方法，双层着色锂电池塑膜包括以铝箔芯层，位于铝箔的内表面的热塑性树脂膜内层，以及位于铝箔外表面外层；外层包括从内向外依次的油墨层和耐热树脂膜层，外层和铝箔芯层间有一作为粘合剂的着色聚合物涂层。本发明能在保证外层与铝箔结合力的同时，减少油墨层中炭黑的加入量，从而增大外层和铝箔芯层的结合牢度。

Description

一种双层着色锂电池铝塑膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及锂电池铝塑膜领域，具体涉及一种双层着色的锂电池铝塑膜及其制备方法。
背景技术
目前着色锂电池铝塑膜主要是采用油墨层实现着色，为保证着色度，一般采用炭黑实现着色，炭黑加入量过多，难分散，易沉降，且难以与聚合物涂层实现较强的相互作用，通常会导致铝塑膜成型性能下降，影响使用和铝塑膜最终表观。
发明内容
本发明的目的，就是为了解决上述问题而提供了一种双层着色锂电池铝塑膜，能在保证外层与铝箔结合力的同时，减少油墨层中炭黑的加入量，从而增大热塑性树脂膜的结合牢度。
本发明的目的是这样实现的：
本发明的一种双层着色锂电池铝塑膜，双层着色锂电池塑膜包括一铝箔芯层，一位于铝箔芯层的内表面上的热塑性树脂膜内层，以及一位于铝箔芯层的外表面上的外层；
外层包括从内向外依次连接的油墨层和耐热树脂膜层；
外层和铝箔芯层间有一作为粘合剂的着色聚合物涂层。
上述的双层着色锂电池铝塑膜中热塑性树脂膜内层为流延聚丙烯薄膜层；
流延聚丙烯薄膜层包括以马来酸酐接枝聚丙烯树脂为内层、以均聚聚丙烯树脂为中间层以及以嵌段共聚聚丙烯与聚丙烯弹性体重量比混合物为外层的三层结构，优选的，流延聚丙烯薄膜层的内层、中间层和外层的厚度比为1∶4∶ 1。
上述的双层着色锂电池铝塑膜中嵌段共聚聚丙烯与聚丙烯弹性体的重量比为1∶1。
上述的双层着色锂电池铝塑膜中流延聚丙烯薄膜层通过三层流延共挤机加工制成，其中，三层流延共挤机的螺杆加工温度为240℃至255℃，膜口温度为230℃至245℃。
上述的双层着色锂电池铝塑膜中着色聚合物涂层为含有异氰酸酯基固化剂的聚酯类树脂的涂层，聚酯类树脂采用浸涂、喷涂、凹版涂布、静电吸附或三辊逆转涂布方式涂布在铝箔芯层的外表面上，优选的，着色聚合物涂层中还包括炭黑，其平均粒径为0.2-3μm，加入量为聚酯类树脂总质量的5％～50％；. 更优选的，着色聚合物涂层中还包括苯胺黑，其平均粒径为0.2-3μm，加入量为聚酯类树脂总质量的5％～50％。
上述的双层着色锂电池铝塑膜中油墨层的涂布量为0.1g/m2～10g/m2，油墨层为无卤素油墨的涂层。
本发明还提供一种如权利要求1的双层着色的锂电池铝塑膜的制备方法包括以下步骤：
(1)制备热塑性树脂膜内层：
(2)涂布着色聚合物树脂层和油墨层：
将铝箔酸洗后干燥以形成铝箔芯层，采用凹版涂布机在铝箔芯层外表面涂布聚酯类树脂以形成着色聚合物涂层；对耐热性树脂膜层的表面进行的电晕处理，采用凹版涂布机在耐热性树脂膜层的表面涂布油墨以形成油墨层；
(3)步骤(2)完后立刻将涂有油墨层的耐热性树脂膜层、涂有着色聚合物涂层的铝箔芯层以及热塑性树脂膜内层采用干式复合法进行复合，即可。
本发明双层着色的锂电池铝塑膜的外层中油墨层和着色聚合物涂层都含有着色的黑颜料，可以在保证着色聚合物涂层与铝箔结合力的同时，减少油墨层中炭黑的加入量，从而增大外层和铝箔芯层的结合牢度。
附图说明
图1是本发明的双层着色的锂电池铝塑膜的结构示意图；
图2是本发明的热塑性树脂膜内层的结构示意图；
图3是本发明极限成型深度测试使用的模具的结构示意图；
图4是图3沿K-K方向的剖视图；
图5是图3沿C-C方向的剖视图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明作进一步说明。
请参阅图1，图中示出了本发明的双层着色锂电池铝塑膜的结构，该双层着色锂电池塑膜包括铝箔芯层1、位于铝箔芯层1内表面的热塑性树脂膜内层 2、位于铝箔芯层1外表面的外层3；外层3包括从内向外依次的油墨层31和耐热性树脂膜层32；外层3和铝箔芯层1之间有一作为粘合剂的着色聚合物层 4；
热塑性树脂膜内层2为流延聚丙烯薄膜层或市售热塑性树脂膜层，其中流延聚丙烯薄膜层包括马来酸酐接枝聚丙烯树脂为内层、均聚聚丙烯树脂为中间层、嵌段共聚聚丙烯与聚丙烯弹性体重量比1∶1混合物为外层，内层、中间层、外层厚度比为1∶4∶1，在三层流延共挤机上制作成厚度为45um的流延聚丙烯薄膜层，其中三层流延共挤机的螺杆加工温度为240℃至255℃，膜口温度为230℃至245℃。
着色聚合物层4为含有异氰酸酯基的固化剂的聚酯类树脂，着色聚合物层 4采用浸涂、喷涂、凹版涂布、静电吸附或三辊逆转涂布方式涂布在铝箔芯层 1的外表面，着色聚合物层4的涂布量为0.1g/m2～10g/m2；
着色聚合物层4含有苯胺黑，苯胺黑的平均粒径为0.2-3μm，加入量为着色聚合物层4总质量的5％-50％；
油墨层31的涂布量为0.1g/m2～10g/m2，油墨层31为无卤素油墨的涂层。
本发明的双层着色的锂电池铝塑膜的制造方法如下：
(1)热塑性树脂膜内层2：
以马来酸酐接枝聚丙烯树脂为内层、以均聚聚丙烯树脂为中间层、以嵌段共聚聚丙烯与聚丙烯弹性体重量比1∶1混合后为外层，
其中内层、中间层、外层厚度比为1∶4∶1，
在三层流延共挤机上制作成厚度为45um的热塑性树脂膜内层2，三层流延共挤机的螺杆加工温度为240℃至255℃，膜口温度为230℃至245℃。
(2)涂布着色聚合物层4和油墨层31：
将45微米厚铝箔芯层1酸洗后干燥，采用凹版涂布机在铝箔芯层1的外层涂布2g/m2厚的苯胺黑加入量为5％的含有异氰酸酯基固化剂的聚酯类树脂，形成着色聚合物层4；
将耐热性树脂膜层32的表面进行的电晕处理，采用凹版涂布机涂布1g/m2厚的无卤素油墨，形成油墨层31。
(3)油墨层31涂布完后立刻将涂有油墨层31的耐热性树脂膜层32、涂有着色聚合物层4的铝箔芯层1以及热塑性树脂膜内层2采用干式复合法进行复合制得成品双层着色锂电池铝塑膜。
双层着色锂电池铝塑膜的成品外观是黑色。对制得的成品进行剥离强度和极限成型深度测试，剥离强度划取15mm宽样条将外层3和铝箔芯层1剥开后在通用性拉力机上测试，夹具高度50mm，拉伸速度300mm/分钟。
本发明的双层着色锂电池铝塑膜尤其适用于冷冲压成型的锂电池铝塑膜。
本发明实施例1～3使用的原料信息如下：
铝箔：日本东洋铝业的45微米厚的合金型号为8079的O态软质铝箔；
马来酸酐接枝聚丙烯树脂：日本三井化学QE840；
均聚聚丙烯树脂：中海壳牌的HP510M；
嵌段共聚聚丙烯：沙特基础工业公司PP673K；
耐热性树脂膜：厦门长塑实业有限公司的25微米厚的双向拉伸聚酰胺薄膜(BOPA)；
着色聚合物：苯胺黑加入量为5％的含有异氰酸酯基固化剂的聚酯类树脂；
无卤素油墨油墨：大日精化工业株式会社黑色的无卤素油墨NB 300A
实施例1的制备如下：
(1)热塑性树脂膜内层2：
以马来酸酐接枝聚丙烯树脂为内层、以均聚聚丙烯树脂为中间层、以嵌段共聚聚丙烯与聚丙烯弹性体重量比1∶1混合后为外层，
其中内层、中间层、外层厚度比为1∶4∶1，
在三层流延共挤机上制作成厚度为45um的热塑性树脂膜内层2，其中三层流延共挤机的螺杆加工温度为240℃至255℃，膜口温度为230℃至245℃。
(2)涂布着色聚合物层4和油墨层31：
将45微米厚铝箔芯层1酸洗后干燥，采用凹版涂布机在铝箔芯层1的外层涂布2g/m2厚的苯胺黑加入量为5％的含有异氰酸酯基固化剂的聚酯类树脂，形成着色聚合物层4；
将耐热性树脂膜层32的表面进行的电晕处理，采用凹版涂布机涂布1g/m2厚的无卤素油墨，形成油墨层31。
(3)油墨层31涂布完后立刻将涂有油墨层31的耐热性树脂膜层32、涂有着色聚合物层4的铝箔芯层1以及热塑性树脂膜内层2采用干式复合法进行复合制得实施例1的成品双层着色锂电池铝塑膜样品。
实施例2的制备如下：
(1)热塑性树脂膜内层2：
以马来酸酐接枝聚丙烯树脂为内层21、以均聚聚丙烯树脂为中间层22、以嵌段共聚聚丙烯与聚丙烯弹性体重量比1∶1混合后为外层33，
其中内层21、中间层22、外层23厚度比为1∶4∶1，
在三层流延共挤机上制作成厚度为45um的热塑性树脂膜内层2，其中三层流延共挤机的螺杆加工温度为240℃至255℃，膜口温度为230℃至245℃。
(2)涂布着色聚合物层4和油墨层31：
将45微米厚铝箔芯层1酸洗后干燥，采用凹版涂布机在铝箔芯层1的外层涂布2g/m2厚的苯胺黑加入量为20％的含有异氰酸酯基固化剂的聚酯类树脂，形成着色聚合物层4；
将耐热性树脂膜层32的表面进行的电晕处理，采用凹版涂布机涂布1g/m2厚的无卤素油墨，形成油墨层31。
(3)油墨层31涂布完后立刻将涂有油墨层31的耐热性树脂膜层32、涂有着色聚合物层4的铝箔芯层1以及热塑性树脂膜内层2采用干式复合法进行复合制得实施例2的成品双层着色锂电池铝塑膜样品。
实施例3的制备如下：
(1)热塑性树脂膜内层2：
以马来酸酐接枝聚丙烯树脂为内层、以均聚聚丙烯树脂为中间层、以嵌段共聚聚丙烯与聚丙烯弹性体重量比1∶1混合后为外层，
其中内层、中间层、外层厚度比为1∶4∶1，
在三层流延共挤机上制作成厚度为45um的热塑性树脂膜内层2，其中三层流延共挤机的螺杆加工温度为240℃至255℃，膜口温度为230℃至245℃。
(2)涂布着色聚合物层4和油墨层31：
将45微米厚铝箔芯层1酸洗后干燥，采用凹版涂布机在铝箔芯层1的外层涂布2g/m2厚的苯胺黑加入量为50％的含有异氰酸酯基固化剂的聚酯类树脂，形成着色聚合物层4；
将耐热性树脂膜层32的表面进行的电晕处理，采用凹版涂布机涂布1g/m2厚的无卤素油墨，形成油墨层31。
(3)油墨层31涂布完后立刻将涂有油墨层31的耐热性树脂膜层32、涂有着色聚合物层4的铝箔芯层1以及热塑性树脂膜内层2采用干式复合法进行复合制得实施例1的成品双层着色锂电池铝塑膜样品。
实施例1～3的性能测试包括剥离强度和极限成型深度测试；
其中剥离强度测试方法如下：划取15mm宽样条将外层和铝箔芯层2剥开后在通用性拉力机上测试，夹具高度50mm，拉伸速度300mm/分钟。
极限成型深度测试使用如图3～5所示的模具5上采用冲壳机进行，模具5 顶面开设有凹槽6，凹槽5深度为7.5mm，凹槽6的底面呈圆角矩形，且该圆角半径r1＝1.2mm，凹槽6的槽口呈圆角矩形，且该圆角半径r2＝1.5mm，模具5 的顶面与凹槽6的槽壁之间通过圆角过渡，且该圆角半径r3＝0.6mm，凹槽6的槽壁与其底面之间通过圆角过渡，且该圆角半径r4＝0.6mm。
成型深度通过在模具5上放置不同厚度的垫片来调节，分别测试3.0mm， 3.5mm，4.0mm，4.5mm，5.0mm，5.5mm深度下，铝塑膜的成型后是否出现针孔或破损，由小到大每个深度分别测试20个样品，全部完好判定达到该深度的成型要求，有一个或一个以上出现针孔或破损，判定达不到该深度的成型要求。取达到的最大的深度为极限成型深度。
测试结果如表1所示：
表1实施例1～3测试性能结果
上述实验结果表明，实施例1～3的双层着色锂电池铝塑膜样品的剥离强度和成型性能有了很大的提高，基本接近了无印刷铝塑膜的水平。
本发明双层着色的锂电池铝塑膜的外层3中油墨层31和着色聚合物涂层4 都含有着色的黑颜料，可以在保证着色聚合物涂层4与铝箔芯层1结合力的同时，减少油墨层31中炭黑的加入量，从而增大外层3和铝箔芯层1结合牢度，着色聚合物涂层4中加入的苯胺黑为有机黑颜料，与聚合物涂层的相容性更好，更容易均匀的分散在聚合物涂层中，可以同时增大着色聚合物涂层4的着色度以及与铝箔芯层1的粘结强度。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (10)

1.一种双层着色锂电池铝塑膜，其特征在于，所述双层着色锂电池塑膜包括一铝箔芯层，一位于所述铝箔芯层的内表面上的热塑性树脂膜内层，以及一位于所述铝箔芯层的外表面上的外层；
所述外层包括从内向外依次连接的油墨层和耐热树脂膜层；
所述外层和铝箔芯层间有一作为粘合剂的着色聚合物涂层。
2.如权利要求1所述的双层着色锂电池铝塑膜，其特征在于，所述热塑性树脂膜内层为流延聚丙烯薄膜层；
所述流延聚丙烯薄膜层包括以马来酸酐接枝聚丙烯树脂为内层、以均聚聚丙烯树脂为中间层以及以嵌段共聚聚丙烯与聚丙烯弹性体重量比混合物为外层的三层结构。
3.如权利要求2所述的双层着色锂电池铝塑膜，其特征在于，所述流延聚丙烯薄膜层的内层、中间层和外层的厚度比为1∶4∶1。
4.如权利要求2所述的双层着色锂电池铝塑膜，其特征在于，所述嵌段共聚聚丙烯与聚丙烯弹性体的重量比为1∶1。
5.如权利要求2所述的双层着色锂电池铝塑膜，其特征在于，所述流延聚丙烯薄膜层通过三层流延共挤机加工制成，其中，所述三层流延共挤机的螺杆加工温度为240℃至255℃，膜口温度为230℃至245℃。
6.如权利要求1所述的双层着色锂电池铝塑膜，其特征在于，所述着色聚合物涂层为含有异氰酸酯基固化剂的聚酯类树脂的涂层，所述聚酯类树脂采用浸涂、喷涂、凹版涂布、静电吸附或三辊逆转涂布方式涂布在所述铝箔芯层的外表面上。
7.如权利要求6所述的双层着色锂电池铝塑膜，其特征在于，所述着色聚合物涂层中还包括炭黑，其平均粒径为0.2-3μm，加入量为所述聚酯类树脂总质量的5％～50％。
8.如权利要求6所述的双层着色锂电池铝塑膜，其特征在于，所述着色聚合物涂层中还包括苯胺黑，其平均粒径为0.2-3μm，加入量为所述聚酯类树脂总质量的5％～50％。
9.如权利要求1所述的双层着色锂电池铝塑膜，其特征在于，所述油墨层的涂布量为0.1g/m2～10g/m2，所述油墨层为无卤素油墨的涂层。
10.一种如权利要求1所述的双层着色的锂电池铝塑膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备热塑性树脂膜内层：
(2)涂布着色聚合物树脂层和油墨层：
将铝箔酸洗后干燥以形成铝箔芯层，采用凹版涂布机在铝箔芯层外表面涂布聚酯类树脂以形成着色聚合物涂层；对耐热性树脂膜层的表面进行的电晕处理，采用凹版涂布机在耐热性树脂膜层的表面涂布油墨以形成油墨层；
(3)步骤(2)完后立刻将涂有油墨层的耐热性树脂膜层、涂有着色聚合物涂层的铝箔芯层以及热塑性树脂膜内层采用干式复合法进行复合，即可。
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