CN113444559B - 一种电池箔轧制添加剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电池箔轧制添加剂及其制备方法和应用，所述电池箔轧制添加剂以质量百分含量计包括如下组分：脂肪酸酯10～20％，脂肪醇15～30％，金刚烷类化合物45～65％，极压添加剂0.1～5％；所述金刚烷类化合物中二羟基金刚烷甲酸异丙酯的质量百分含量为50～100％。所述电池箔轧制添加剂通过组分的配合，尤其通过特定分子结构的金刚烷类化合物的使用，使其具有优异的润滑性能，可改善轧后电池箔表面质量，同时提高电池箔的表面达因值，降低电晕工艺成本；同时，所述电池箔轧制添加剂的使用有利于改善铝粉分散性能和过滤效率，改善轧机清洁性能。

Description

一种电池箔轧制添加剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于金属轧制技术领域，具体涉及一种电池箔轧制添加剂及其制备方法和应用。
背景技术
近年来，随着新能源汽车的大力推广和发展，对锂离子电池的电池容量和安全性能等提出了更高的要求。通常情况下，锂离子电池行业利用轧制铝箔(即电池箔)作为其正极集电体，其表面质量直接影响了锂离子电池的各项性能，行业中对电池箔表面质量往往有如下要求：(1)表面版型平整，无辊印、麻点、腐蚀等缺陷；(2)电池箔表面无色差；(3)表面无油斑残留；(4)电池箔表面达因值不小于32达因。
目前用于电池箔轧制的润滑添加剂均是基于铝板带轧制用添加剂发展而来，大体可以分为两类：一类是以长碳链饱和脂肪醇为主的润滑添加剂，另一类是以长碳链脂肪酸酯为主的润滑添加剂；除主要组分外，往往需要添加抗氧剂和极压添加剂等组分。例如CN103409216A公开了一种铝箔双合轧制润滑剂的组合物，采用加氢精制轻组分油作为基础油，配合多种复合添加剂，其各组分及质量百分数为：基础油92～95％，油性剂3.0～6.0％，摩擦改进剂0.1～0.6％，抗氧剂0.05～0.1％，分散剂1.0～2.0％；所述油性剂包括70～80％的十二醇与30～20％的蓖麻油复合。CN111548847A公开了一种铝箔轧制润滑油，其原料组分及重量份数如下：基础油：费-托合成轻油50～94份；润滑剂：聚蓖麻油酸酯2～8份；油性剂：不饱和脂肪酸酯2～12份；极压抗磨剂：脂肪醇乙氧基化磷酸酯或磷酸酯胺盐0.5～3份；该铝箔轧制油黏度低，润滑性好，可满足铝箔连续化多辊机组精轧工艺要求。CN112011394A公开了一种环保高效润滑型超薄铝箔轧制油，由以下组分制备而成：基础油D140，91～98％；氧化石墨烯基纳米二氧化钛，0.1～0.2％；氧化石墨烯基纳米氧化锌，0.1～0.3％；十八烯酸，0.3～0.5％；三乙醇胺硼酸酯，0.5～1.5％；十二醇，0.3～1.5％；硬脂酸异辛酯，0.3～3.0％；十二酸，0.6～1.5％；抗氧剂T508，0.1～0.5％；该轧制油以是十二醇、硬脂酸异辛酯和十二酸为油性剂，具有润滑性能和一定的表面修复功能。
根据电池箔轧制的现场反馈，目前已有的润滑添加剂用于电池箔轧制过程中时，均存在不足之处，具体表现在以下两点。(1)以饱和脂肪醇为主的润滑添加剂因其高极性特点，虽然能够满足电池箔轧制过程中的润滑性能要求，但是轧后板面带油严重，并且达因值无法满足要求，这一问题在北方等气温较低的地区尤其严重。为了解决这一问题，现场往往辅以多道次电晕处理，这无疑增加了生产成本和交货周期。(2)以饱和脂肪酸酯为主的润滑添加剂用于电池箔轧制过程中时，因电池箔轧制的无辊缝轧制特点，长碳链脂肪酸酯很难进入辊缝区域，结果是在高温高压条件下辊缝区油膜极易发生破裂，进而导致轧后电池箔表面出现划伤、色差等质量问题。而且，润滑不足也会导致轧制过程中产生大量铝粉等机械杂质，这些杂质附着在轧机表面不利于清理；同时轧制油中的大量铝粉等杂质也会妨碍轧制油的过滤，并增加回收成本。
因此，开发一种具有优异的润滑效果，能够提高电池箔的达因值、改善电池箔表面质量，并优化轧制工艺的轧制添加剂，是本领域亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电池箔轧制添加剂及其制备方法和应用，所述电池箔轧制添加剂通过组分的复配，尤其是金刚烷类化合物的使用，在保证足够润滑性能的基础上，可以减少轧后表面残油，有利于电池箔达因值的提高和降低电晕成本，同时改善轧机清洁性能和轧制油的过滤效率。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种电池箔轧制添加剂，所述电池箔轧制添加剂以质量百分含量计包括如下组分：
Figure BDA0003189870510000031
所述金刚烷类化合物中二羟基金刚烷甲酸异丙酯的质量百分含量为50～100％。
本发明提供的电池箔轧制添加剂包括脂肪酸酯、脂肪醇、金刚烷类化合物和极压添加剂的组合。首先，所述金刚烷类化合物具有超高油膜强度的笼状小分子结构，更容易在电池箔轧制过程中进入辊缝区域，能够改善传统电池箔无辊缝轧制过程中油膜易破裂和润滑不足的问题；同时，所述金刚烷类化合物中包括二羟基金刚烷甲酸异丙酯，其在金刚烷结构的基础上引入羟基和短碳链基团(甲酸异丙酯基团)，能够在轧制过程中吸附于电池箔表面，具有良好的流动性和抗氧化性，有利于提高轧后电池箔表面质量。其次，所述二羟基金刚烷甲酸异丙酯中含有非端位羟基，同时分子量较小，其在轧后吹扫工艺中更容易除去，有利于降低轧后电池箔表面的添加剂残留，提高电池箔表面达因值，减少轧后电池箔的电晕次数，降低生产成本。再次，所述二羟基金刚烷甲酸异丙酯因其笼状结构和羟基属性，有利于改善轧制过程中产生的铝粉等杂质的分散性，可改善轧机的清洁性能。
本发明通过上述四类组分的协同复配，尤其是具有特定结构的金刚烷类化合物的引入，使所述电池箔轧制添加剂具有优异的润滑效果，能够提高电池箔的达因值、改善电池箔表面质量，并且可以提高轧机清洁性能和轧制油的过滤效率，优化轧制及其后处理的工艺。
本发明提供的电池箔轧制添加剂中，所述脂肪酸酯为10～20％，例如可以为11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％或19％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
所述脂肪醇为15～30％，例如可以为16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％或29％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
所述金刚烷类化合物为45～65％，例如可以为46％、48％、50％、51％、53％、55％、57％、59％、60％、62％或64％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
所述极压添加剂为0.1～5％，例如可以为0.3％、0.5％、0.8％、1％、1.2％、1.5％、1.8％、2％、2.2％、2.5％、2.8％、3％、3.2％、3.5％、3.8％、4％、4.2％、4.5％或4.8％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
所述金刚烷类化合物中二羟基金刚烷甲酸异丙酯的质量百分含量为50～100％，例如可以为52％、55％、58％、60％、62％、65％、68％、70％、72％、75％、78％、80％、82％、85％、88％、90％、92％、95％或98％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述脂肪酸酯为饱和脂肪酸酯，进一步优选为饱和一元酸与饱和一元醇反应生成的酯。
优选地，所述脂肪酸酯包括C10～C18(例如C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17或C18)脂肪酸异丙酯和/或C10～C18(例如C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17或C18)脂肪酸异丁酯，优选为C10～C18脂肪酸异丁酯。
本发明中，所述“C10～C18脂肪酸异丁酯”意指碳原子数为10～18(例如10、12、13、14、15、16、17、18)的饱和一元脂肪酸与异丁醇反应生成的酯；同理，所述“C10～C18脂肪酸异丙酯”意指碳原子数为10～18(例如10、12、13、14、15、16、17、18)的饱和一元脂肪酸与异丙醇反应生成的酯。
其中，所述C10～C18脂肪酸异丁酯包括月桂酸异丁酯、C14脂肪酸异丁酯(肉豆蔻酸异丁酯)或C16-18脂肪酸异丁酯中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述C10～C18脂肪酸异丁酯包括月桂酸异丁酯、十四烷酸异丁酯或C16-18脂肪酸异丁酯中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述脂肪醇为饱和一元醇。
优选地，所述脂肪醇包括C10～C16(例如C10、C11、C12、C13、C14、C15或C16)饱和一元醇。
本发明中，所述“C10～C16饱和一元醇”意指碳原子数为10～16(例如10、12、13、14、15或16)的饱和一元醇，其中的羟基为端羟基或非端羟基，优选为端羟基。
示例性地，所述脂肪醇包括C12脂肪醇、C12-14脂肪醇或C14-16脂肪醇中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述金刚烷类化合物还包括金刚烷、金刚烷甲酸或二羟基金刚烷甲酸中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述二羟基金刚烷甲酸包括1,5-二羟基-3-金刚烷甲酸、1,7-二羟基-3-金刚烷甲酸或3,5-二羟基-1-金刚烷甲酸中的任意一种或至少两种的组合；进一步优选2个羟基为对位羟基，空间效应更好。
优选地，所述二羟基金刚烷甲酸为1,5-二羟基-3-金刚烷甲酸。
优选地，所述二羟基金刚烷甲酸异丙酯为1,5-二羟基-3-金刚烷甲酸异丙酯。
其中，所述金刚烷的结构为
Figure BDA0003189870510000061
所述1,5-二羟基-3-金刚烷甲酸的结构为
Figure BDA0003189870510000062
所述1,5-二羟基-3-金刚烷甲酸异丙酯的结构为
Figure BDA0003189870510000063
示例性地，所述1,5-二羟基-3-金刚烷甲酸异丙酯的制备方法包括：1,5-二羟基-3-金刚烷甲酸通过酰氯化反应，得到1,5-二羟基-3-金刚烷甲酰氯；所述1,5-二羟基-3-金刚烷甲酰氯与异丙醇进行酯化反应，得到所述1,5-二羟基-3-金刚烷甲酸异丙酯。
优选地，所述酰氯化反应的试剂为草酰氯。
优选地，所述1,5-二羟基-3-金刚烷甲酸与草酰氯的摩尔比为1:(1.5～2)，例如可以为1:1.55、1:1.6、1:1.65、1:1.7、1:1.75、1:1.8、1:1.85、1:1.9或1:1.95等。
优选地，所述酰氯化反应在溶剂存在下进行。
优选地，所述溶剂包括二氯甲烷。
优选地，所述酰氯化反应的具体方法包括：将草酰氯与溶剂的混合物滴加至1,5-二羟基-3-金刚烷甲酸中，进行酰氯化反应，得到所述1,5-二羟基-3-金刚烷甲酰氯。
优选地，所述酰氯化反应的温度为15～40℃，例如可以为16℃、18℃、20℃、22℃、25℃、28℃、30℃、32℃、35℃或38℃等，进一步优选为室温。
优选地，所述酰氯化反应的时间为1～5h，例如可以为1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h、4h或4.5h等。
优选地，所述异丙醇与1,5-二羟基-3-金刚烷甲酸的摩尔比为1:(1.0～1.5)，例如可以为1:1.05、1:1.1、1:1.15、1:1.2、1:1.25、1:1.3、1:1.35、1:1.4或1:1.45等。
优选地，所述酯化反应在吡啶存在下进行；所述吡啶可作为缚酸剂、亲核催化剂和溶剂。
优选地，所述酯化反应的具体方法包括：将异丙醇与吡啶混合，得到混合物；将所述混合物滴加至1,5-二羟基-3-金刚烷甲酰氯的溶液中，进行酯化反应，得到所述1,5-二羟基-3-金刚烷甲酸异丙酯。
优选地，所述滴加的温度为-10～0℃，例如可以为-9℃、-8℃、-7℃、-6℃、-5℃、-4℃、-3℃、-2℃、-1℃或0℃等。
优选地，所述酯化反应的温度为-10～2℃，例如可以为-9℃、-8℃、-7℃、-6℃、-5℃、-4℃、-3℃、-2℃、-1℃、0℃或1℃等。
优选地，所述酯化反应的时间为5～10h，例如可以为5.5h、6h、6.5h、7h、7.5h、8h、8.5h、9h或9.5h等。
上述制备方法为1,5-二羟基-3-金刚烷甲酸异丙酯的示例性合成方法，本领域技术人员也可通过其他公知的有机合成方法获得该物质。
本发明中，所述1,5-二羟基-3-金刚烷甲酸可通过已知的有机合成方法制备得到。示例性地，所述1,5-二羟基-3-金刚烷甲酸的制备方法包括：金刚烷甲酸在相转移催化剂的催化下、在碱性条件下经高锰酸钾羟基化，得到所述1,5-二羟基-3-金刚烷甲酸。
优选地，所述相转移催化剂为苄基三乙基氯化铵(TEBAC)。
优选地，所述极压添加剂为含磷极压添加剂。
优选地，所述含磷极压添加剂包括烷基胺磷酸盐、磷酸胺酯、硫代磷酸酯或硫代磷酸酯胺盐中的任意一种或至少两种的组合。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的电池箔轧制添加剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：将脂肪酸酯、脂肪醇、金刚烷类化合物和极压添加剂混合，得到所述电池箔轧制添加剂。
优选地，所述混合的温度为50～70℃，例如51℃、53℃、55℃、57℃、59℃、60℃、61℃、63℃、65℃、67℃或69℃，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
优选地，所述混合的步骤包括：首先将脂肪酸酯、脂肪醇和金刚烷类化合物混合，然后加入极压添加剂，混合均匀，得到所述电池箔轧制添加剂。
第三方面，本发明提供一种如第一方面所述的电池箔轧制添加剂在电池箔冷轧中的应用。
优选地，所述电池箔为铝箔。
第四方面，本发明提供一种电池箔轧制油，所述电池箔轧制油包括基础油和如第一方面所述的电池箔轧制添加剂。
优选地，所述电池箔轧制油中电池箔轧制添加剂的质量百分含量为1～10％，例如可以为1.5％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％或9％，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的电池箔轧制添加剂通过组分的配合，尤其通过特定分子结构的金刚烷类化合物的使用，使所述电池箔轧制添加剂具有优异的润滑性能，使轧制油的润滑性能PB达到31～33kgf，摩擦系数＜0.093，甚至低至0.09以下，可改善轧后电池箔表面质量，提高电池箔的表面达因值，使电池箔的达因值提高至36～38，从而降低电晕工艺成本；同时，所述电池箔轧制添加剂的使用有利于铝粉的分散性能和过滤效率，改善轧机清洁性能。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
合成例1
1,5-二羟基-3-金刚烷甲酸，制备方法如下：
在150mL三颈瓶中加入金刚烷甲酸8g、苄基三乙基氯化铵(TEBAC，0.7g)，于80mL5％氢氧化钠水溶液和8mL叔丁醇混合液中搅拌并控制温度在45℃左右。加入8g高锰酸钾并升温至70℃搅拌反应5h。加入4g无水亚硫酸钠淬灭反应，搅拌，过滤。黑色滤饼用40℃热水洗涤5次，最后得到澄清滤液。澄清滤液在搅拌中用浓盐酸调pH为3，搅拌20min后过滤，得到白色固体。滤液再用乙酸乙酯(40mL×3次)萃取，合并有机层后用饱和氯化钠水溶液洗涤、无水硫酸钠干燥后用旋转蒸发仪蒸干溶剂，析出白色固体。最后合并2次所得的白色固体并用甲醇-水(4:1，体积比)重结晶，干燥，得最终产物7.74g，收率为94.19％，纯度为99％。
采用高效液相色谱(HPLC)对产物进行测试，具体为HPLC面积归一化法，色谱柱：Agilent C18(50mm×2.1mm，1.8μm)；流动相：1mol/L醋酸铵溶液-乙腈(40:60)，流速：1mL/min；检测波长：210nm；柱温：40℃；测得纯度为99％。
合成例2
1,5-二羟基-3-金刚烷甲酸异丙酯，其制备方法包括如下步骤：
(1)将干燥后的1,5-二羟基-3-金刚烷甲酸(8g)置于50mL的圆底烧瓶中，用恒压滴液漏斗缓慢滴加草酰氯5mL与二氯甲烷8mL的混合液，室温下反应3h后，旋蒸除去未反应的草酰氯和溶剂，得到1,5-二羟基-3-金刚烷甲酰氯；
(2)将步骤(1)得到的1,5-二羟基-3-金刚烷甲酰氯与10mL二氯甲烷混合形成溶液，在冰浴下向其中滴加异丙醇和吡啶的混合物(异丙醇3mL，吡啶3mL)，滴加结束后在冰浴反应8h；将反应液过滤除去吡啶盐，经过洗涤、干燥和浓缩，得到1,5-二羟基-3-金刚烷甲酸异丙酯7.5g，收率为93.8％。产物经电喷雾离子化质谱(Bruker micrOTOF-Q II)确定。
本发明以下实施例及对比例中所使用的1,5-二羟基-3-金刚烷甲酸通过前述合成例1得到，1,5-二羟基-3-金刚烷甲酸异丙酯通过前述合成例2制备得到。脂肪酸酯通过市场途径购买获得，例如月桂酸异丁酯(CAS：37811-72-6)，十四烷酸异丁酯(CAS：25263-97-2)，C16-18脂肪酸异丁酯(CAS：84988-78-3)；脂肪醇通过市场途径购买获得，例如C12脂肪醇(正十二醇，CAS：112-53-8)，C12-14脂肪醇(CAS：80206-82-2)，C14-16脂肪醇(购自浙江恒翔)。
实施例1
一种电池箔轧制添加剂，以质量百分含量计包括：月桂酸异丁酯10％，十四烷酸异丁酯9.25％，C12-14脂肪醇15％，金刚烷5％，1,5-二羟基-3-金刚烷甲酸23％，1,5-二羟基-3-金刚烷甲酸异丙酯37％，含磷极压添加剂(磷酸胺酯，山东力昂T304)0.75％。
所述电池箔轧制添加剂的制备方法如下：按照配方量将月桂酸异丁酯、十四烷酸异丁酯和C12-14脂肪醇混合均匀，然后在60℃加热搅拌的条件下，将金刚烷、1,5-二羟基-3-金刚烷甲酸和1,5-二羟基-3-金刚烷甲酸异丙酯溶解其中，搅拌均匀后加入含磷极压添加剂，搅拌1h至澄清透明，得到所述电池箔轧制添加剂。
实施例2
一种电池箔轧制添加剂，以质量百分含量计包括：十四烷酸异丁酯19％，C12脂肪醇20.85％，1,5-二羟基-3-金刚烷甲酸30％，1,5-二羟基-3-金刚烷甲酸异丙酯30％，含磷极压添加剂(烷基胺磷酸盐，科迪化工-X)0.15％。
所述电池箔轧制添加剂的制备方法如下：按照配方量将十四烷酸异丁酯和C12脂肪醇混合均匀，然后在65℃加热搅拌的条件下，将1,5-二羟基-3-金刚烷甲酸和1,5-二羟基-3-金刚烷甲酸异丙酯溶解其中，搅拌均匀后加入含磷极压添加剂，搅拌1h至澄清透明，得到所述电池箔轧制添加剂。
实施例3
一种电池箔轧制添加剂，以质量百分含量计包括：月桂酸异丁酯17.95％，C12脂肪醇8.95％，C14-16脂肪醇18％，金刚烷10％，1,5-二羟基-3-金刚烷甲酸15％，1,5-二羟基-3-金刚烷甲酸异丙酯30％，含磷极压添加剂(硫代磷酸酯胺盐，T307)0.1％。
该电池箔轧制添加剂的制备方法与实施例1相同。
实施例4
一种电池箔轧制添加剂，以质量百分含量计包括：C16-18脂肪酸异丁酯16.25％，C12脂肪醇29.15％，金刚烷20％，1,5-二羟基-3-金刚烷甲酸异丙酯34.5％，含磷极压添加剂(磷酸胺酯，山东力昂T304)0.1％。
该电池箔轧制添加剂的制备方法与实施例1相同。
实施例5
一种电池箔轧制添加剂，以质量百分含量计包括：月桂酸异丁酯15％，C16-18脂肪酸异丁酯5％，C12脂肪醇20％，C14-16脂肪醇10％，1,5-二羟基-3-金刚烷甲酸异丙酯49％，含磷极压添加剂(磷酸胺酯，山东力昂T304)1％。
该电池箔轧制添加剂的制备方法与实施例1相同。
实施例6
一种电池箔轧制添加剂，以质量百分含量计包括：十四烷酸异丁酯18％，C12-14脂肪醇26.9％，金刚烷15％，1,5-二羟基-3-金刚烷甲酸异丙酯40％，含磷极压添加剂(磷酸胺酯，山东力昂T304)0.1％。
该电池箔轧制添加剂的制备方法与实施例1相同。
对比例1
一种电池箔轧制添加剂，以质量百分含量计包括：十四烷酸异丁酯18％，C12-14脂肪醇26.9％，金刚烷15％，1,5-二羟基-3-金刚烷甲酸20％，1,5-二羟基-3-金刚烷甲酸异丙酯20％，含磷极压添加剂(磷酸胺酯，山东力昂T304)0.1％。
该电池箔轧制添加剂的制备方法与实施例1相同。
对比例2
一种电池箔轧制添加剂，以质量百分含量计包括：十四烷酸异丁酯18％，C12-14脂肪醇26.9％，金刚烷15％，1,5-二羟基-3-金刚烷甲酸40％，含磷极压添加剂(磷酸胺酯，山东力昂T304)0.1％。
该电池箔轧制添加剂的制备方法与实施例1相同。
对比例3
一种电池箔轧制添加剂，以质量百分含量计包括：十四烷酸异丁酯18％，C12-14脂肪醇26.9％，金刚烷15％，1,5-二羟基-3-金刚烷甲酸正辛酯40％，含磷极压添加剂(磷酸胺酯，山东力昂T304)0.1％。
该电池箔轧制添加剂的制备方法与实施例1相同。
对比例4
一种电池箔轧制添加剂，以质量百分含量计包括：十四烷酸异丁酯18％，C12-14脂肪醇26.9％，金刚烷15％，金刚烷甲酸异丙酯40％，含磷极压添加剂(磷酸胺酯，山东力昂T304)0.1％。
该电池箔轧制添加剂的制备方法与实施例1相同。
对比例5
一种电池箔轧制添加剂，以质量百分含量计包括：十四烷酸异丁酯29％，C12-14脂肪醇43.4％，金刚烷7.5％，1,5-二羟基-3-金刚烷甲酸异丙酯20％，含磷极压添加剂(磷酸胺酯，山东力昂T304)0.1％。
该电池箔轧制添加剂的制备方法与实施例1相同。
对比例6
市售电池箔轧制润滑添加剂，主要组分为C12脂肪酸酯和脂肪醇，记作添加剂A。
对比例7
市售电池箔轧制润滑添加剂，主要组分为C18脂肪酸脂和脂肪醇，记作添加剂B。
应用例1～6，对比应用例1～7
一种电池箔轧制油，由95份基础油(清江石化D80基础油)和5份电池箔轧制添加剂组成；所述电池箔轧制添加剂分别为实施例1～6、对比例1～7提供的电池箔轧制添加剂。
将上述电池箔轧制油进行性能测试，具体方法如下：
(1)达因值：首先将电池铝箔样品利用60-90石油醚进行清洗处理，保证表面平整且无残留；将待测电池箔轧制油均匀涂于电池箔表面并用压缩空气进行吹扫；之后利用不同型号达因笔(ACCU)进行达因值的测试和评级；
(2)四球实验：根据国标GB/T 3142-2019《润滑剂承载能力的测定四球法》中记载的方法进行测试；
(3)润滑实验：利用往复式摩擦试验仪进行轧制油摩擦系数COF的测量；将5uμL待测电池箔轧制油涂于试验钢球表面，并在其上施加1.0kg压力，设置钢球在5182铝板上以一定速度往复摩擦；得到钢球与铝板之间的摩擦系数并记录；
(4)铝粉清洁性实验：添加1g铝粉于200g待测电池箔轧制油中并放于透明搅拌器中，5000rpm下强力搅拌3min；观察搅拌器杯壁铝粉多少以及分散情况并评级为1～5：其中1表示杯壁无任何铝粉残留，对应现场优异的铝粉分散和过滤性能；2表示铝粉在泡沫中，能够快速分散；3表示铝粉在泡沫中，慢速分散；4表示铝粉轻微聚集成团；5表示杯壁存在大量铝粉残留并聚集成团，对应现场较差的铝粉分散和过滤性能；数字越大表示分散和过滤性能越差。
测试结果如表1所示：
表1
Figure BDA0003189870510000151
根据表1的测试数据可知，相较于对比例1～5而言，本发明实施例1～6中包含45～65％金刚烷类化合物的电池箔添加剂能够有效改善润滑性能和提高轧后表面达因值，其中金刚烷类化合物中以一定比例(≥50％)添加的1,5-二羟基-3-金刚烷甲酸异丙酯起到至关重要的作用，这主要归功于金刚烷类化合物上的羟基和较短碳链的酯结构的协同作用，使所述电池箔轧制添加剂能够在保证足够润滑性能的同时改善达因值，并且有利于铝粉的分散性能和过滤效率；特定的金刚烷类化合物过少、金刚烷类化合物中缺少羟基、缺少酯基或酯基的碳链过长，都无法达到良好的使用效果。相较于两种市售的润滑添加剂(对比例6和7)，本发明提供的电池箔轧制添加剂能够兼具优异的润滑和达因值性能，并进一步改善了铝粉分散性能。
综上可知，将本发明提供的电池箔轧制添加剂应用到电池箔轧制中，能够在保证足够润滑性能的同时，改善轧后电池箔表面达因值，有利于降低电晕工艺成本；同时有利于轧制过程中铝粉杂质的聚集和轧制油的过滤效率，改善轧机清洁性能。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的一种电池箔轧制添加剂及其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (16)

1.一种电池箔轧制添加剂，其特征在于，所述电池箔轧制添加剂以质量百分含量计包括如下组分：
Figure FDA0004035412910000011
所述脂肪酸酯包括C10～C18脂肪酸异丙酯和/或C10～C18脂肪酸异丁酯；
所述金刚烷类化合物中二羟基金刚烷甲酸异丙酯的质量百分含量为50～100％。
2.根据权利要求1所述的电池箔轧制添加剂，其特征在于，所述脂肪酸酯为C10～C18脂肪酸异丁酯。
3.根据权利要求1或2所述的电池箔轧制添加剂，其特征在于，所述C10～C18脂肪酸异丁酯包括月桂酸异丁酯、十四烷酸异丁酯或C16-18脂肪酸异丁酯中的任意一种或至少两种的组合。
4.根据权利要求1所述的电池箔轧制添加剂，其特征在于，所述脂肪醇为饱和一元醇。
5.根据权利要求1所述的电池箔轧制添加剂，其特征在于，所述脂肪醇包括C10～C16饱和一元醇。
6.根据权利要求1所述的电池箔轧制添加剂，其特征在于，所述金刚烷类化合物还包括金刚烷、金刚烷甲酸或二羟基金刚烷甲酸中的任意一种或至少两种的组合。
7.根据权利要求6所述的电池箔轧制添加剂，其特征在于，所述二羟基金刚烷甲酸为1,5-二羟基-3-金刚烷甲酸。
8.根据权利要求1所述的电池箔轧制添加剂，其特征在于，所述二羟基金刚烷甲酸异丙酯为1,5-二羟基-3-金刚烷甲酸异丙酯。
9.根据权利要求1所述的电池箔轧制添加剂，其特征在于，所述极压添加剂为含磷极压添加剂。
10.根据权利要求9所述的电池箔轧制添加剂，其特征在于，所述含磷极压添加剂包括烷基胺磷酸盐、磷酸胺酯、硫代磷酸酯或硫代磷酸酯胺盐中的任意一种或至少两种的组合。
11.一种如权利要求1～10任一项所述的电池箔轧制添加剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：将脂肪酸酯、脂肪醇、金刚烷类化合物和极压添加剂混合，得到所述电池箔轧制添加剂。
12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述混合的温度为50～70℃。
13.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述混合的步骤包括：首先将脂肪酸酯、脂肪醇和金刚烷类化合物混合，然后加入极压添加剂，混合均匀，得到所述电池箔轧制添加剂。
14.一种如权利要求1～10任一项所述的电池箔轧制添加剂在电池箔冷轧中的应用。
15.一种电池箔轧制油，其特征在于，所述电池箔轧制油包括基础油和如权利要求1～10任一项所述的电池箔轧制添加剂。
16.根据权利要求15所述的电池箔轧制油，其特征在于，所述电池箔轧制油中电池箔轧制添加剂的质量百分含量为1～10％。
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