CN114058319B - 一种锂电池铝塑膜用胶黏剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及胶黏剂领域，特别是涉及一种锂电池铝塑膜用胶黏剂，所述锂电池铝塑膜用胶黏剂由组分A和组分B组成；所述组分A由如下原料组成：双端羧基丁腈橡胶、丙烯酸单体、双端羟基聚丁二烯、有机溶剂；所述组分B由如下质量份的原料组成：脂肪族聚异氰酸酯HDI三聚体、三烯丙基异氰脲酸酯、有机溶剂。本发明提供一种锂电池铝塑膜用胶黏剂及其制备方法，其具有可常温复合、粘力高和柔韧性高的优点。

Description

一种锂电池铝塑膜用胶黏剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及胶黏剂领域，特别是涉及一种锂电池铝塑膜用胶黏剂及其制备方法。
背景技术
锂离子电池铝塑膜主要由尼龙外层、铝箔中间层和聚丙烯内层以及每层之间的胶粘层构成。作为粘接铝箔中间层和聚丙烯内层的内层胶黏剂必须要同时具有与铝箔和CPP良好的粘接性。
目前铝箔和外层尼龙膜的粘结方式，采用干式复合工艺会有比较好的冲深成型效果。干法工艺是铝箔和CPP用粘合剂粘结后直接高温复合而成，普通的胶黏剂无法满足软包锂电池铝塑膜内层胶黏剂的技术要求。
目前市场上的内层胶黏剂由日本公司垄断，不利于国内软包锂电池铝塑膜行业发展。现主流胶水产品由于主体树脂中一般都是以聚丙烯作为改性树脂主体配搭α-聚丁烯以酸酐改性，通过极性基团如酸酐官能团等增加与铝箔的附着力，通过聚烯烃树脂增加与CPP膜的粘着力，而复合聚烯烃本体它的熔点Tm一般都在50℃以上，要想与CPP膜进行充分接触，就需要有个加热过程使连续相聚烯烃树脂进行软化，因此导致胶水涂覆在铝箔上进行烘干后与CPP复合的过程中，需要保证复合辊温度大于80℃上才有比较好的复合效果，在此温度下，CPP会部分软化而有比较大的变形，使得复合过程不可控而出现褶皱和条纹现象。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种锂电池铝塑膜用胶黏剂及其制备方法，其具有可常温复合、粘力高和柔韧性高的优点。
本发明采用如下技术方案：
一种锂电池铝塑膜用胶黏剂，所述锂电池铝塑膜用胶黏剂由组分A和组分B组成；所述组分A由如下原料组成：双端羧基丁腈橡胶、丙烯酸单体、双端羟基聚丁二烯、有机溶剂；所述组分B由如下质量份的原料组成：脂肪族聚异氰酸酯HDI三聚体、三烯丙基异氰脲酸酯、有机溶剂。
对上述技术方案的进一步改进为，所述组分A由如下质量份的原料组成：双端羧基丁腈橡胶1～3份、丙烯酸单体8～11份、双端羟基聚丁二烯9～12份、有机溶剂90～110份。
对上述技术方案的进一步改进为，所述有机溶剂为二甲苯。
对上述技术方案的进一步改进为，所述丙烯酸单体包括甲基丙烯酸异辛酯、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸羟基乙酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯腈中的两组或两组以上的组合。
对上述技术方案的进一步改进为，所述组分B由如下质量份的原料组成：脂肪族聚异氰酸酯HDI三聚体0.1～5份、三烯丙基异氰脲酸酯0.1～5份、有机溶剂100～150份。
对上述技术方案的进一步改进为，所述有机溶剂为二甲苯。
一种锂电池铝塑膜用胶黏剂的制备方法，包括如下步骤：
制备组分A；制备组分B；将100质量份的20％(w/w)含量的组分A与25质量份的组分B混合均匀，得到锂电池铝塑膜用胶黏剂。
对上述技术方案的进一步改进为，在所述制备组分A步骤中，所述组分A的制备方法包括如下步骤：
S1、将双端羧基丁腈橡胶加入到反应釜中，并加入有机溶剂加热至105℃溶解30分钟；
S2、将丙烯酸单体搅拌均匀，加入3份BPO溶解，搅拌均匀后在100℃下恒速滴加入上述混合液，滴加时间约3小时，滴完后保温2小时进行反应；
S3、双端羟基聚丁二烯放进反应釜中，搅拌升温至120℃保温三小时；
S4、将温度升到115℃强回流下脱水，时间维持反应2小时后冷却至室温，加入200质量份的丁酮，搅拌均匀。
对上述技术方案的进一步改进为，在所述制备组分B步骤中，所述组分B的制备方法包括如下步骤：用有机溶剂稀释脂肪族聚异氰酸酯HDI三聚体和三烯丙基异氰脲酸酯。
对上述技术方案的进一步改进为，在所述将100质量份的20％(w/w)含量的组分A与25质量份的组分B混合均匀，得到锂电池铝塑膜用胶黏剂步骤中，所述锂电池铝塑膜用胶黏剂的固含量为16％。
本发明的有益效果为：
本发明通过以双羟基聚丁二烯树脂和双羧基丁腈橡胶配合长碳链丙烯酸单体进行高温合成获得带压敏性的改性聚烯烃胶水，然后添加交联剂和扩链剂生成三维网络结构的固化物，在能够常温复合的同时，增强了本发明的胶黏剂的粘合力和耐腐蚀性，并具有协同增强之效果；将其应用于锂电池封装铝塑膜的制备，克服了干式复合工艺中用到的高温复合温度要求，容易出现褶皱、条纹等质量问题，同时在性能发明具有增强的耐腐蚀性和粘结力，并且大幅提高生产效率，降低了生产成本。
具体实施方式
为更好地理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步说明，但是本发明的实施方式不限于此。
一种锂电池铝塑膜用胶黏剂，所述锂电池铝塑膜用胶黏剂由组分A和组分B组成；所述组分A由如下原料组成：双端羧基丁腈橡胶、丙烯酸单体、双端羟基聚丁二烯、有机溶剂；所述组分B由如下质量份的原料组成：脂肪族聚异氰酸酯HDI三聚体、三烯丙基异氰脲酸酯、有机溶剂。
所述组分A由如下质量份的原料组成：双端羧基丁腈橡胶1～3份、丙烯酸单体8～11份、双端羟基聚丁二烯9～12份、有机溶剂90～110份；所述有机溶剂为二甲苯。
所述丙烯酸单体包括甲基丙烯酸异辛酯、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸羟基乙酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯腈中的两组或两组以上的组合。
所述组分B由如下质量份的原料组成：脂肪族聚异氰酸酯HDI三聚体0.1～5份、三烯丙基异氰脲酸酯0.1～5份、有机溶剂100～150份；所述有机溶剂为二甲苯。
一种锂电池铝塑膜用胶黏剂的制备方法，包括如下步骤：
制备组分A；制备组分B；将100质量份的20％(w/w)含量的组分A与25质量份的组分B混合均匀，得到锂电池铝塑膜用胶黏剂。
在所述制备组分A步骤中，所述组分A的制备方法包括如下步骤：
S1、将双端羧基丁腈橡胶加入到反应釜中，并加入有机溶剂加热至105℃溶解30分钟；
S2、将丙烯酸单体搅拌均匀，加入3份BPO溶解，搅拌均匀后在100℃下恒速滴加入上述混合液，滴加时间约3小时，滴完后保温2小时进行反应；
S3、双端羟基聚丁二烯放进反应釜中，搅拌升温至120℃保温三小时；
S4、将温度升到115℃强回流下脱水，时间维持反应2小时后冷却至室温，加入200质量份的丁酮，搅拌均匀。
在所述制备组分B步骤中，所述组分B的制备方法包括如下步骤：用有机溶剂稀释脂肪族聚异氰酸酯HDI三聚体和三烯丙基异氰脲酸酯。
在所述将100质量份的20％(w/w)含量的组分A与25质量份的组分B混合均匀，得到锂电池铝塑膜用胶黏剂步骤中，所述锂电池铝塑膜用胶黏剂的固含量为16％。
实施例1
组分A的制备方法：
(1)称取20质量份的双端羧基丁腈橡胶加入到反应釜中，并加入800质量份的二甲苯加热至105℃溶解30分钟；
(2)称取50质量份甲基丙烯酸异辛酯、35质量份醋酸乙烯酯和3份甲基丙烯酸羟基乙酯搅拌均匀，加入3份BPO溶解，搅拌均匀后在100℃下恒速滴加入上述混合液，滴加时间约3小时，滴完后保温2小时进行反应；
(3)称取100质量份双端羟基聚丁二烯进反应釜中，搅拌升温至120℃保温三小时；
(4)将温度升到115℃强回流下脱水，时间维持反应2小时后冷却至室温，加入200质量份丁酮，搅拌均匀。
组分B的制备方法：
称取1质量份脂肪族聚异氰酸酯HDI三聚体和1质量份三烯丙基异氰脲酸酯TAIC，用130质量份二甲苯稀释。
胶黏剂的配制与评测：
(1)称取100质量份的20％(w/w)含量的组分A溶液与上述25质量份配置好的组分B溶液混合均匀得到最终的16％(w/w)固含胶黏剂溶液；
(2)先用聚氨酯胶黏剂贴合25um厚度的尼龙膜与40um钝化处理后的铝箔哑光面，再用本胶黏剂涂覆铝箔的光面，烘干并在常温下与40um的CPP膜贴合。控制本胶黏剂的干膜厚度在3-5um。贴合好的铝塑膜放入50℃烘箱进行五天熟化；
(3)熟化后的铝塑膜裁剪成100mm×15mm的样品条在含1mol/L六氟磷酸锂的碳酸乙烯酯/碳酸二甲酯/碳酸二乙酯＝1∶1∶1的混合溶液中85℃浸泡，测试其浸泡天数7天后T型剥离力的变化以表征其电解液性能。
实施例2
组分A的制备方法：
(1)称取20质量份的双端羧基丁腈橡胶加入到反应釜中，并加入800质量份的二甲苯加热至105℃溶解30分钟；
(2)称取50质量份甲基丙烯酸异辛酯、35质量份甲基丙烯酸月桂酯和3份甲基丙烯酸羟基乙酯搅拌均匀，加入3份BPO溶解，搅拌均匀后在100℃下恒速滴加入上述混合液，滴加时间约3小时，滴完后保温2小时进行反应；
(3)称取100质量份双端羟基聚丁二烯进反应釜中，搅拌升温至120℃保温三小时；
(4)将温度升到115℃强回流下脱水，时间维持反应2小时后冷却至室温，加入200质量份丁酮，搅拌均匀。
组分B的制备方法：
称取1质量份脂肪族聚异氰酸酯HDI三聚体和1质量份三烯丙基异氰脲酸酯TAIC，用130质量份二甲苯稀释。
胶黏剂的配制与评测：
(1)称取100质量份的20％(w/w)含量的组分A溶液与上述25质量份配置好的组分B溶液混合均匀得到最终的16％(w/w)固含胶黏剂溶液；
(2)先用聚氨酯胶黏剂贴合25um厚度的尼龙膜与40um钝化处理后的铝箔哑光面，再用本胶黏剂涂覆铝箔的光面，烘干并在常温下与40um的CPP膜贴合。控制本胶黏剂的干膜厚度在3-5um。贴合好的铝塑膜放入50℃烘箱进行五天熟化；
(3)熟化后的铝塑膜裁剪成100mm×15mm的样品条在含1mol/L六氟磷酸锂的碳酸乙烯酯/碳酸二甲酯/碳酸二乙酯＝1∶1∶1的混合溶液中85℃浸泡，测试其浸泡天数7天后T型剥离力的变化以表征其电解液性能。
实施例3
组分A的制备方法：
(1)称取20质量份的双端羧基丁腈橡胶加入到反应釜中，并加入800质量份的二甲苯加热至105℃溶解30分钟；
(2)称取50质量份甲基丙烯酸异辛酯、35质量份丙烯腈和3份甲基丙烯酸羟基乙酯搅拌均匀，加入3份BPO溶解，搅拌均匀后在100℃下恒速滴加入上述混合液，滴加时间约3小时，滴完后保温2小时进行反应；
(3)称取100质量份双端羟基聚丁二烯进反应釜中，搅拌升温至120℃保温三小时；
(4)将温度升到115℃强回流下脱水，时间维持反应2小时后冷却至室温，加入200质量份丁酮，搅拌均匀。
组分B的制备方法：
称取1质量份脂肪族聚异氰酸酯HDI三聚体和1质量份三烯丙基异氰脲酸酯TAIC，用130质量份二甲苯稀释。
胶黏剂的配制与评测：
(1)称取100质量份的20％(w/w)含量的组分A溶液与上述25质量份配置好的组分B溶液混合均匀得到最终的16％(w/w)固含胶黏剂溶液；
(2)先用聚氨酯胶黏剂贴合25um厚度的尼龙膜与40um钝化处理后的铝箔哑光面，再用本胶黏剂涂覆铝箔的光面，烘干并在常温下与40um的CPP膜贴合。控制本胶黏剂的干膜厚度在3-5um。贴合好的铝塑膜放入50℃烘箱进行五天熟化；
(3)熟化后的铝塑膜裁剪成100mm×15mm的样品条在含1mol/L六氟磷酸锂的碳酸乙烯酯/碳酸二甲酯/碳酸二乙酯＝1∶1∶1的混合溶液中85℃浸泡，测试其浸泡天数7天后T型剥离力的变化以表征其电解液性能。
表1为实施例1-3及市场竞品的性能测试表。
表1
本发明通过以双羟基聚丁二烯树脂和双羧基丁腈橡胶配合长碳链丙烯酸单体进行高温合成获得带压敏性的改性聚烯烃胶水，然后添加交联剂和扩链剂生成三维网络结构的固化物，在能够常温复合的同时，增强了本发明的胶黏剂的粘合力和耐腐蚀性，并具有协同增强之效果；将其应用于锂电池封装铝塑膜的制备，克服了干式复合工艺中用到的高温复合温度要求，容易出现褶皱、条纹等质量问题，同时在性能发明具有增强的耐腐蚀性和粘结力，并且大幅提高生产效率，降低了生产成本。
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 (3)

1.一种锂电池铝塑膜用胶黏剂，其特征在于，所述锂电池铝塑膜用胶黏剂由组分A和组分B组成；所述组分A由如下原料组成：双端羧基丁腈橡胶、单体、双端羟基聚丁二烯、有机溶剂；所述组分B由如下质量份的原料组成：脂肪族聚异氰酸酯HDI三聚体、三烯丙基异氰脲酸酯、有机溶剂；
所述锂电池铝塑膜用胶黏剂的制备方法，包括如下步骤：
制备组分A；制备组分B；将100质量份的20％w/w含量的组分A与25质量份的组分B混合均匀，得到锂电池铝塑膜用胶黏剂；
在所述制备组分A步骤中，所述组分A的制备方法包括如下步骤：
S1、将双端羧基丁腈橡胶加入到反应釜中，并加入有机溶剂加热至105℃溶解30分钟；
S2、将单体搅拌均匀，加入BPO溶解，搅拌均匀后在100℃下恒速滴加入上述混合液，滴加时间3小时，滴完后保温2小时进行反应；
S3、双端羟基聚丁二烯放进反应釜中，搅拌升温至120℃保温三小时；
S4、将温度升到115℃强回流下脱水，时间维持反应2小时后冷却至室温，加入200质量份的丁酮，搅拌均匀；
在所述制备组分B步骤中，所述组分B的制备方法包括如下步骤：用有机溶剂稀释脂肪族聚异氰酸酯HDI三聚体和三烯丙基异氰脲酸酯；
所述组分A由如下质量份的原料组成：双端羧基丁腈橡胶1～3份、单体8～11份、双端羟基聚丁二烯9～12份、有机溶剂90～110份；
所述单体包括甲基丙烯酸异辛酯、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸羟基乙酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯腈中的两组或两组以上的组合；
所述组分B由如下质量份的原料组成：脂肪族聚异氰酸酯HDI三聚体0.1～5份、三烯丙基异氰脲酸酯0.1～5份、有机溶剂100～150份。
2.根据权利要求1所述的锂电池铝塑膜用胶黏剂，其特征在于，所述有机溶剂为二甲苯。
3.根据权利要求1所述的锂电池铝塑膜用胶黏剂的制备方法，其特征在于，在所述将100质量份的20％w/w含量的组分A与25质量份的组分B混合均匀，得到锂电池铝塑膜用胶黏剂步骤中，所述锂电池铝塑膜用胶黏剂的固含量为16％。
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