CN114369442A - 一种锂电池铝塑复合膜用单组份热熔胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂电池铝塑复合膜用单组份热熔胶及其制备方法,所述热熔胶由以下重量份数的原料组成:30~50份的异氰酸酯、40~60份的聚酯多元醇、10~30份的聚醚多元醇、10~20份的乙烯‑四氟乙烯共聚物、0.1~5份的扩链剂、0.1~2份的固化剂、0.1~3的聚碳化二亚胺、0.1~2份的附着力促进剂、0.1~0.5份的催化剂和0.1~0.3份的抗氧剂。本发明无需添加有机溶剂和双份A类物质,能够极大地减少VOC排放量,有效改善热熔胶对环境的污染,且在热熔胶固化成型后,具备极高的阻隔性、热封性能、耐电解液及强酸腐蚀,阻止了电解液分子向外渗透扩散,提高了复合膜的质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种锂电池铝塑复合膜用单组份热熔胶及其制备方法,属于热熔胶技术领域。
背景技术
随着全球对VOC减排环保的改善需求呼声越来越高,锂离子电池用铝塑复合膜复合至今都没有解决去溶剂胶的痛点和难点,随着国内外环保监管力度加大,日趋紧张和迫切需要得到改善和技术创新的替代产品。
铝塑膜的结构是由外层尼龙层(ON)、粘合剂、中间层铝箔(Al)、粘合剂、内层热封层(CPP)构成的多层膜,是软包锂电池的封装材料。作为锂电池的外壳,它必须对空气中的水氧和电池内部的腐蚀性酸、碱、盐以及有机溶剂等具有非常高的稳定性,铝塑膜性能的好坏对锂电池的寿命有非常大的影响,它的设计、制造及应用加工技术是聚合物锂电池行业要解决的主要技术难题之一。
目前锂离子电池用铝塑复合膜复合加工主要有干法和热法两种方法:1、干法工艺是外层尼龙膜和铝箔和内层聚丙烯膜用双组份溶剂型胶粘剂通过涂布机涂布在膜材上,经过20-50米长的烘道烘干,通过压辊压贴而成。2、热法复合工艺是外出尼龙膜和铝箔用双组份溶剂型胶粘剂粘结,铝箔和聚丙烯膜之间用MPP粘结着,在缓慢升温升压热压合而成。
但是,一方面,双组份溶剂型胶粘剂在生产过程中有大量的有机物排放至环境中,会对环境造成污染,另一方面,复合加工麻烦,生产成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种锂电池铝塑复合膜用单组份热熔胶及其制备方法,该热熔胶解决了现有技术中双组份溶剂型粘接剂生产过程有机物排放大、使用麻烦的问题。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:一种锂电池铝塑复合膜用单组份热熔胶,所述热熔胶由以下重量份数的原料组成:30~50份的异氰酸酯、40~60份的聚酯多元醇、10~30份的聚醚多元醇、10~20份的乙烯-四氟乙烯共聚物、0.1~5份的扩链剂、0.1~2份的固化剂、0.1~3的聚碳化二亚胺、0.1~2份的附着力促进剂、0.1~0.5份的催化剂和0.1~0.3份的抗氧剂。
上述技术方案中进一步改进的方案如下:
1.上述方案中,所述异氰酸酯为JQ-4多异氰酸酯、多苯基多亚甲基多异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种混合物。
2.上述方案中,所述聚酯多元醇为环氧丙烯酸改性饱和聚酯,脂肪族多元醇、芳香族多元醇、聚己内酯多元醇、聚碳酸酯二醇中的一种或几种混合物。
3.上述方案中,聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇、聚四氢呋喃二醇、四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇、接枝型聚醚多元醇、杂环改性聚醚多元醇中的一种或多种。
4.上述方案中,所述扩链剂为1,4一丁二醇、1,6一己二醇、甘油、三羟甲基丙烷、二甘醇、三甘醇、新戊二醇、山梨醇、二乙氨基乙醇、乙二胺、N,N-二羟基(二异丙基)苯胺、氢醌一二(β一羟乙基)醚中的一种或多种混合
5.上述方案中,所述附着力促进剂为改性二丙烯酸金属盐、二甲基丙烯酸金属盐、多官能度酸性丙烯酸酯、丙烯酸酯齐聚体、烷基丙烯酸酯磷酸酯中的一种或多种。
6.上述方案中,所述固化剂包括脂肪族胺类固化剂和咪唑类固化剂中的一种或两种;
所述脂肪胺类固化剂为乙二胺、己二胺、二乙烯三胺和三乙烯四胺中的一种或多种混合物;
所述咪唑类固化剂为各种咪唑与甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六次甲基二异氰酸酯(HDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)反应制成封闭产物。
为达到上述目的,本发明还提供了一种技术方案是:一种锂电池铝塑复合膜用单组份热熔胶的制备方法,包括以下步骤:
S1:取40~60份的聚酯多元醇、10~30份的聚醚多元醇和10~20份的乙烯-四氟乙烯共聚物,充分混合均匀后,在真空环境中脱水2~4h,脱水温度为100~160℃;
S2:将步骤S1中脱水得到的混合物降温至50~90℃,加入0.1~3份的聚碳化二亚胺、0.1~2份的固化剂和0.1~2份附着力促进剂,搅拌5~10分钟;
S3:向步骤S2的搅拌容器中加入30~50份的异氰酸酯、0.1~0.5份的催化剂和0.1~0.3份抗氧剂,于50~90℃下保温,反应20~60分钟;
S4:加入0.1~5份的扩链剂,继续搅拌10~40分钟,得到热熔胶成品。
由于上述技术方案的运用,本发明与现有技术相比具有下列优点:
1、本发明一种锂电池铝塑复合膜用单组份热熔胶及其制备方法,无需添加有机溶剂和双份A类物质,能够极大地减少VOC排放量,有效改善热熔胶对环境的污染,且因无需溶剂储存、使用和排放,既减轻了企业环保设施投入、降低了环保处置费用,又避免了溶剂存储给企业带来的安全隐患。
2、本发明一种锂电池铝塑复合膜用单组份热熔胶及其制备方法,通过30~50份的异氰酸酯、40~60份的聚酯多元醇、10~30份的聚醚多元醇、10~20份的乙烯-四氟乙烯共聚物、0.1~5份的扩链剂、0.1~2份的固化剂、0.1~3的聚碳化二亚胺、0.1~2份的附着力促进剂、0.1~0.5份的催化剂和0.1~0.3份的抗氧剂制得的热熔胶不仅具有良好的粘结性能,能够满足基材和膜材、膜材与膜材的复合要求,同时,选用异氰酸酯、聚酯多元醇、聚醚多元醇和乙烯-四氟乙烯共聚物进行加工,在热熔胶固化成型后,具备极高的阻隔性、热封性能、耐电解液及强酸腐蚀,阻止了电解液分子向外渗透扩散,提高了复合膜的质量。
具体实施方式
实施例1:一种锂电池铝塑复合膜用单组份热熔胶,所述热熔胶由以下重量份数的原料组成:30份的异氰酸酯、40份的聚酯多元醇、10份的聚醚多元醇、10份的乙烯-四氟乙烯共聚物、1份的扩链剂、1份的固化剂、1份的聚碳化二亚胺、1份的附着力促进剂、0.2份的催化剂和0.1份的抗氧剂。
所述异氰酸酯为多苯基多亚甲基多异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯中的一种或多种混合物。
所述聚酯多元醇包括环氧丙烯酸改性饱和聚酯,脂肪族多元醇、芳香族多元醇、聚己内酯多元醇和聚碳酸酯二醇中的一种或多种混合物;所述聚酯多元醇的平均分子量为1000。
其中,所述聚酯多元醇为邻苯二甲酸与聚氧亚烷二元醇缩合而成。
所述聚醚多元醇为主链含有醚键、端基或侧基含有大于2个羟基(—OH)的低聚物,其平均分子量为800。
所述扩链剂为1,4-丁二醇、1,6-己二醇、甘油、三羟甲基丙烷、二甘醇、三甘醇、新戊二醇、山梨醇、二乙氨基乙醇、3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷、乙二胺、N,N-二羟基(二异丙基)苯胺、氢醌-二(β-羟乙基)醚中的一种或多种混合物。
所述附着力促进剂为改性二丙烯酸金属盐、二甲基丙烯酸金属盐、多官能度酸性丙烯酸酯、丙烯酸酯齐聚体、烷基丙烯酸酯磷酸酯中的一种或多种。
所述固化剂包括脂肪族胺类固化剂和咪唑类固化剂中的一种或两种;所述脂肪胺类固化剂为乙二胺、己二胺、二乙烯三胺和三乙烯四胺中的一种或多种混合物;所述咪唑类固化剂为各种咪唑与甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六次甲基二异氰酸酯(HDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)反应制成封闭产物。
一种锂电池铝塑复合膜用单组份热熔胶的制备方法,包括以下步骤:
S1:取40份的聚酯多元醇、10份的聚醚多元醇和10份的乙烯-四氟乙烯共聚物,充分混合均匀后,在真空环境中脱水2h,脱水温度为100℃;
S2:将步骤S1中脱水得到的混合物降温至50℃,加入1份的聚碳化二亚胺、1份的固化剂和1份附着力促进剂,搅拌5分钟;
S3:向步骤S2的搅拌容器中加入30份的异氰酸酯、0.2份的催化剂和0.1份抗氧剂,于50℃下保温,反应20分钟;
S4:加入2份的扩链剂,继续搅拌10分钟,得到热熔胶成品。
其中,聚醚多元醇是四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇、接枝型聚醚多元醇、杂环改性聚醚多元醇,分子量为800。
其中,抗氧剂是指irganox1010。
其中,催化剂为有机铋。
其中,耐水解剂指聚碳化二亚胺Stabaxol P200。
其中,潜伏固化剂指酮肟封闭型异氰酸酯固化剂。
其中,扩链剂为二羟甲基丁酸改性物。
其中,附着力促进剂为改性二丙烯酸金属盐。
实施例2:一种锂电池铝塑复合膜用单组份热熔胶,所述热熔胶由以下重量份数的原料组成:40份的异氰酸酯、50份的聚酯多元醇、20份的聚醚多元醇、15份的乙烯-四氟乙烯共聚物、4份的扩链剂、1份的固化剂、1份的聚碳化二亚胺、1份的附着力促进剂、0.3份的催化剂和0.2份的抗氧剂。
所述异氰酸酯为多苯基多亚甲基多异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯中的一种或多种混合物。
所述聚酯多元醇包括环氧丙烯酸改性饱和聚酯,脂肪族多元醇、芳香族多元醇、聚己内酯多元醇和聚碳酸酯二醇中的一种或多种混合物;所述聚酯多元醇的平均分子量为1000。
其中,所述聚酯多元醇为邻苯二甲酸与聚氧亚烷二元醇缩合而成。
所述聚醚多元醇为主链含有醚键、端基或侧基含有大于2个羟基(—OH)的低聚物,其平均分子量为800。
所述扩链剂为1,4-丁二醇、1,6-己二醇、甘油、三羟甲基丙烷、二甘醇、三甘醇、新戊二醇、山梨醇、二乙氨基乙醇、3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷、乙二胺、N,N-二羟基(二异丙基)苯胺、氢醌-二(β-羟乙基)醚中的一种或多种混合物。
所述附着力促进剂为改性二丙烯酸金属盐、二甲基丙烯酸金属盐、多官能度酸性丙烯酸酯、丙烯酸酯齐聚体、烷基丙烯酸酯磷酸酯中的一种或多种。
所述固化剂包括脂肪族胺类固化剂和咪唑类固化剂中的一种或两种;所述脂肪胺类固化剂为乙二胺、己二胺、二乙烯三胺和三乙烯四胺中的一种或多种混合物;所述咪唑类固化剂为各种咪唑与甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六次甲基二异氰酸酯(HDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)反应制成封闭产物。
一种锂电池铝塑复合膜用单组份热熔胶的制备方法,包括以下步骤:
S1:取50份的聚酯多元醇、20份的聚醚多元醇和15份的乙烯-四氟乙烯共聚物,充分混合均匀后,在真空环境中脱水3h,脱水温度为140℃;
S2:将步骤S1中脱水得到的混合物降温至70℃,加入1份的聚碳化二亚胺、1份的固化剂和1份附着力促进剂,搅拌8分钟;
S3:向步骤S2的搅拌容器中加入50份的异氰酸酯、0.3份的催化剂和0.2份抗氧剂,于70℃下保温,反应40分钟;
S4:加入4份的扩链剂,继续搅拌25分钟,得到热熔胶成品。
其中,聚醚多元醇是四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇、接枝型聚醚多元醇、杂环改性聚醚多元醇,分子量为800。
其中,抗氧剂是指irganox1010。
其中,催化剂为有机铋。
其中,耐水解剂指聚碳化二亚胺Stabaxol P200。
其中,潜伏固化剂指酮肟封闭型异氰酸酯固化剂。
其中,扩链剂为二羟甲基丁酸改性物。
其中,附着力促进剂为改性二丙烯酸金属盐。
其中,细菌纤维素为醋酸菌纤维素粉末。
实施例3:一种锂电池铝塑复合膜用单组份热熔胶,所述热熔胶由以下重量份数的原料组成:50份的异氰酸酯、60份的聚酯多元醇、30份的聚醚多元醇、20份的乙烯-四氟乙烯共聚物、5份的扩链剂、2份的固化剂、3份的聚碳化二亚胺、2份的附着力促进剂、0.5份的催化剂和0.3份的抗氧剂。
所述异氰酸酯为多苯基多亚甲基多异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯中的一种或多种混合物。
所述聚酯多元醇包括环氧丙烯酸改性饱和聚酯,脂肪族多元醇、芳香族多元醇、聚己内酯多元醇和聚碳酸酯二醇中的一种或多种混合物;所述聚酯多元醇的平均分子量为1000。
其中,所述聚酯多元醇为邻苯二甲酸与聚氧亚烷二元醇缩合而成。
所述聚醚多元醇为主链含有醚键、端基或侧基含有大于2个羟基(—OH)的低聚物,其平均分子量为800。
所述扩链剂为1,4-丁二醇、1,6-己二醇、甘油、三羟甲基丙烷、二甘醇、三甘醇、新戊二醇、山梨醇、二乙氨基乙醇、3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷、乙二胺、N,N-二羟基(二异丙基)苯胺、氢醌-二(β-羟乙基)醚中的一种或多种混合物。
所述附着力促进剂为改性二丙烯酸金属盐、二甲基丙烯酸金属盐、多官能度酸性丙烯酸酯、丙烯酸酯齐聚体、烷基丙烯酸酯磷酸酯中的一种或多种。
所述固化剂包括脂肪族胺类固化剂和咪唑类固化剂中的一种或两种;所述脂肪胺类固化剂为乙二胺、己二胺、二乙烯三胺和三乙烯四胺中的一种或多种混合物;所述咪唑类固化剂为各种咪唑与甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六次甲基二异氰酸酯(HDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)反应制成封闭产物。
一种锂电池铝塑复合膜用单组份热熔胶的制备方法,包括以下步骤:
S1:取60份的聚酯多元醇、30份的聚醚多元醇和20份的乙烯-四氟乙烯共聚物,充分混合均匀后,在真空环境中脱水4h,脱水温度为160℃;
S2:将步骤S1中脱水得到的混合物降温至90℃,加入3份的聚碳化二亚胺、2份的固化剂和2份附着力促进剂,搅拌10分钟;
S3:向步骤S2的搅拌容器中加入50份的异氰酸酯、0.5份的催化剂和0.3份抗氧剂,于90℃下保温,反应60分钟;
S4:加入5份的扩链剂,继续搅拌40分钟,得到热熔胶成品。
其中,聚醚多元醇是四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇、接枝型聚醚多元醇、杂环改性聚醚多元醇,分子量为800。
其中,抗氧剂是指irganox1010。
其中,催化剂为有机铋。
其中,耐水解剂指聚碳化二亚胺Stabaxol P200。
其中,潜伏固化剂指酮肟封闭型异氰酸酯固化剂。
其中,扩链剂为二羟甲基丁酸改性物。
其中,附着力促进剂为改性二丙烯酸金属盐。
其中,细菌纤维素为醋酸菌纤维素粉末。
采用上述方案,无需添加有机溶剂和双份A类物质,能够极大地减少VOC排放量,有效改善热熔胶对环境的污染,且因无需溶剂储存、使用和排放,既减轻了企业环保设施投入、降低了环保处置费用,又避免了溶剂存储给企业带来的安全隐患。
另外,通过30~50份的异氰酸酯、40~60份的聚酯多元醇、10~30份的聚醚多元醇、10~20份的乙烯-四氟乙烯共聚物、0.1~5份的扩链剂、0.1~2份的固化剂、0.1~3的聚碳化二亚胺、0.1~2份的附着力促进剂、0.1~0.5份的催化剂和0.1~0.3份的抗氧剂制得的热熔胶不仅具有良好的粘结性能,能够满足基材和膜材、膜材与膜材的复合要求,同时,选用异氰酸酯、聚酯多元醇、聚醚多元醇和乙烯-四氟乙烯共聚物进行加工,在热熔胶固化成型后,具备极高的阻隔性、热封性能、耐电解液及强酸腐蚀,阻止了电解液分子向外渗透扩散,提高了复合膜的质量。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种锂电池铝塑复合膜用单组份热熔胶,其特征在于,所述热熔胶由以下重量份数的原料组成:30~50份的异氰酸酯、40~60份的聚酯多元醇、10~30份的聚醚多元醇、10~20份的乙烯-四氟乙烯共聚物、0.1~5份的扩链剂、0.1~2份的固化剂、0.1~3的聚碳化二亚胺、0.1~2份的附着力促进剂、0.1~0.5份的催化剂和0.1~0.3份的抗氧剂。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池铝塑复合膜用单组份热熔胶,其特征在于,所述异氰酸酯为JQ-4多异氰酸酯、多苯基多亚甲基多异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种混合物。
3.根据权利要求1所述的一种锂电池铝塑复合膜用单组份热熔胶,其特征在于,所述聚酯多元醇为环氧丙烯酸改性饱和聚酯,脂肪族多元醇、芳香族多元醇、聚己内酯多元醇、聚碳酸酯二醇中的一种或几种混合物。
4.根据权利要求1所述的一种锂电池铝塑复合膜用单组份热熔胶,其特征在于,聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇、聚四氢呋喃二醇、四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇、接枝型聚醚多元醇、杂环改性聚醚多元醇中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种锂电池铝塑复合膜用单组份热熔胶,其特征在于,所述扩链剂为1,4一丁二醇、1,6一己二醇、甘油、三羟甲基丙烷、二甘醇、三甘醇、新戊二醇、山梨醇、二乙氨基乙醇、乙二胺、N,N-二羟基(二异丙基)苯胺、氢醌一二(β一羟乙基)醚中的一种或多种混合。
6.根据权利要求1所述的一种锂电池铝塑复合膜用单组份热熔胶,其特征在于,所述附着力促进剂为改性二丙烯酸金属盐、二甲基丙烯酸金属盐、多官能度酸性丙烯酸酯、丙烯酸酯齐聚体、烷基丙烯酸酯磷酸酯中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种锂电池铝塑复合膜用单组份热熔胶,其特征在于,所述固化剂包括脂肪族胺类固化剂和咪唑类固化剂中的一种或两种;
所述脂肪胺类固化剂为乙二胺、己二胺、二乙烯三胺和三乙烯四胺中的一种或多种混合物;
所述咪唑类固化剂为各种咪唑与甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六次甲基二异氰酸酯(HDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)反应制成封闭产物。
8.根据权利要求1~7中任一所述的一种锂电池铝塑复合膜用单组份热熔胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:取40~60份的聚酯多元醇、10~30份的聚醚多元醇和10~20份的乙烯-四氟乙烯共聚物,充分混合均匀后,在真空环境中脱水2~4h,脱水温度为100~160℃;
S2:将步骤S1中脱水得到的混合物降温至50~90℃,加入0.1~3份的聚碳化二亚胺、0.1~2份的固化剂和0.1~2份附着力促进剂,搅拌5~10分钟;
S3:向步骤S2的搅拌容器中加入30~50份的异氰酸酯、0.1~0.5份的催化剂和0.1~0.3份抗氧剂,于50~90℃下保温,反应20~60分钟;
S4:加入0.1~5份的扩链剂,继续搅拌10~40分钟,得到热熔胶成品。
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220419 |
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