CN114479578B - 一种锂电池加热膜的保护涂层 - Google Patents

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Abstract

本发明属于锂电池加热膜技术领域，具体涉及一种锂电池加热膜的保护涂层，所述保护涂层粘附在聚酰亚胺膜表面，且所述涂层以水性丙烯酸树脂为主材料，且质量配比包括：水性丙烯酸树脂60‑70份、氨基树脂10‑20份、中和剂0.5‑1.5份、去离子水5‑10份、附着增进剂2‑5份、成膜助剂2‑5份、消泡剂0.2‑0.5份、润湿分散剂0.5‑5份、流变剂0.3‑2.5份、流平剂0.2‑0.5份、消光剂5‑10份。本发明解决了现有PI加热膜机械性能差，存在安全隐患的问题，利用丙烯酸树脂与氨基树脂形成网状结构，不仅有效提升的表面机械强度，同时氨基树脂的功能性与低自聚倾向有效的提升了网状结构的均匀性。

Description

一种锂电池加热膜的保护涂层
技术领域
本发明属于锂电池加热膜技术领域，具体涉及一种锂电池加热膜的保护涂层。
背景技术
目前锂电池底部加热多采用硅胶加热膜，此种加热膜体积大，在电池箱体空间有限的情况下无法使用；其质量重，降低了电池箱体的能力密度；其成本高，不能满足客户降低成本的需求。随着技术的发展，PI加热膜成为新一代锂电池加热膜，但是PI膜自身结构柔软，存在被刺穿的风险，具有极大的安全隐患。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供一种锂电池加热膜的保护涂层，解决了现有PI加热膜机械性能差，存在安全隐患的问题，利用丙烯酸树脂与氨基树脂形成网状结构，不仅有效提升的表面机械强度，同时氨基树脂的功能性与低自聚倾向有效的提升了网状结构的均匀性。
为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：
一种锂电池加热膜的保护涂层，所述保护涂层粘附在聚酰亚胺膜表面，且所述涂层以水性丙烯酸树脂为主材料。
所述涂层的质量配比包括：水性丙烯酸树脂60-70份、氨基树脂10-20份、中和剂0.5-1.5份、去离子水5-10份、附着增进剂2-5份、成膜助剂2-5份、消泡剂0.2-0.5份、润湿分散剂0.5-5份、流变剂0.3-2.5份、流平剂0.2-0.5份、消光剂5-10份。
所述中和剂采用2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
所述附着增进剂采用NewHua-168。
所述成膜助剂采用十二醇酯。
所述消泡剂采用美国通用9020消泡剂。
所述润湿分散剂采用BYK-163。
所述流变剂采用BYK-431。
所述流平剂采用丙烯酸流平剂。
所述消光剂采用超细二氧化硅，进一步，采用碳酸钙基超细二氧化硅，超细二氧化硅自身具有良好的细粉结构，能均匀分布在树脂内，得到良好的均匀消光效果，所述消光剂为碳酸钙基超细二氧化硅，其制备方法包括：a1，将醋酸钙加入至乙醇中进行湿法球磨处理，烘干得到醋酸钙细粉浆料，所述醋酸钙与乙醇的质量比为5:2-3，湿法球磨处理的温度为30-50℃，压力为0.3-0.5MPa，所述醋酸钙难溶于乙醇，能够形成稳定的悬浊液体系，且乙醇自身的液体助膜特性，能够保证醋酸钙呈均匀分散，达到良好的固体球磨效果；a2，将硅酸乙酯加入至无水乙醚中搅拌均匀形成溶解液，然后加入醋酸钙细粉浆料超声分散20-30min，得到均质溶液；所述硅酸乙酯在无水乙醚中的浓度为30-60g/L，所述醋酸钙细粉与硅酸乙酯的摩尔比为2:4-7，所述超声分散的温度为10-20℃，超声频率为50-80kHz；该步骤利用硅酸乙酯与醋酸钙在乙醚与乙醇中的不同溶解表现，
Figure BDA0003516067540000021
硅酸乙酯能够均匀分布在醋酸钙细粉表面，得到均布效果；a3，将均质溶液恒温搅拌进行浓缩，然后喷雾处理，得到镀膜细粉，所述恒温搅拌的温度为40-60℃，搅拌速度为500-1000r/min，该处理方式能够将均质溶液中的无水乙醚完全去除，形成稳定的乙醇溶液，且乙醇难溶于醋酸钙，溶解硅酸乙酯，因此，浓缩后的溶液依然保持良好的均布分散效果，所述喷雾处理的温度为80-90℃，喷雾速度为2-4mL/min，喷雾面积为200-400cm2；a4，将镀膜细粉恒温烧结30-50min，然后气体吹扫，并保温30-50min，干燥得到碳酸钙基超细二氧化硅，所述恒温烧结的温度为160-162℃，该温度下，硅酸乙酯临近沸点，具有良好的流平性，能够将醋酸钙分解形成的表面结构快速覆盖，保持良好的均布效果，此时的硅酸乙酯分子动能较大，快速将醋酸钙分解形成的缝隙填补，减少收缩聚合空间，从而达到表面完全覆盖；所述气体吹扫采用氮气与水蒸气的混合气体，且氮气与水蒸气的体积比为10-12:1，所述气体吹扫的速度为10-30mL/cm2，温度为100-120℃，所述保温的温度为200-250℃；碳酸钙基超细二氧化硅以多孔碳酸钙为内核以二氧化硅自身的表膜，兼具机械强度和活性的填料结构，表面的二氧化硅属于原位水解法，能够形成纳米级的二氧化硅，表面含有大量的羟基等活性基团，能够与氨基树脂和丙烯酸树脂形成集团反应，不仅能够作为树脂材料的封端剂，而且能够作为基团中心，达到三维网状连接效果，碳酸钙属于重质填料，具有紧密的结构与良好的机械性能，能够有效的提升二氧化硅的基团中心强度；
所述保护涂层的制备方法包括：
步骤1，将水性丙烯酸树脂加入水中搅拌均匀形成浆料，然后依次加入氨基树脂升温反应2-5h，所述升温温度为50-70℃；该步骤利用丙烯酸树脂的羟基结构与氨基树脂的活性基团形成网状结构的树脂；
步骤2，将附着增进剂、消泡剂、润湿分散剂、流变剂、流平剂与消光剂依次加入并继续反应，所述反应温度为40-50℃，时间为3-5h；
步骤3，将中和剂和成膜助剂加入，并密封处理1-2h，得到涂料，经聚酰亚胺薄膜表面涂覆，固化烘烤，即可得到保护涂层，所述固化烘烤的温度为100℃，时间为5-10min。
基于聚酰亚胺薄膜与保护涂层存在性能上的差异，且聚酰亚胺能够作为热源，具有一定的导热性，但是在使用过程中，聚酰亚胺存在局部温度偏高，造成保护涂层局部受热不均，长期使用会带来局部受损，为解决这一问题，在保护涂层与聚酰亚胺间设置有导热层，该导热层以聚酰亚胺和氧化铝为主，该导热层利用氧化铝的活性特点，产生表面羟基等活性基团，与保护涂层内的活性氨基、羟基形成稳定的化学连接，达到良好的连接效果，同时聚酰亚胺自身与聚酰胺薄膜属于同质材料，达到稳定连接性，因此，导热层也能起到稳定连接的效果；聚酰亚胺与氧化铝属于导热材料，特别是氧化铝，能够将局部热量快速分散化，达到均衡效果。所述导热层的制备方法包括如下步骤：b1，将异丙醇铝加入至异丙醇和甲醇的混合液中搅拌均匀形成溶解液，所述混合液中的异丙醇与甲醇的体积比为1:5，所述异丙醇铝在混合液中的浓度为20-50g/L；b2，将聚酰亚胺加入至溶解液中搅拌均匀，得到预制导热液，所述聚酰亚胺采用可溶于乙醇的聚酰亚胺原料，所述聚酰亚胺与异丙醇铝的质量比为1:2-4；b3，将无水乙醚加入至预制导热液内，超声分散10-20min，得到导热液，所述预制导热液与导热液的体积比为1:4-6，所述超声分散的超声频率为40-70kHz，温度为5-10℃；b4，将导热液涂覆在聚酰亚胺薄膜表面静置10-20min，放入反应釜内升温处理20-40min，得到导热层，所述静置温度为80-90℃，所述反应釜内氛围是氮气与水蒸气，且水蒸气与氮气的体积比为1:15-20，温度为160-180℃。进一步的，所述保护涂层的粘附方法包括：将涂料喷雾在导热层表面并恒温静置20-50min，固化烘烤后得到带有导热层的保护涂层；所述恒温静置的温度为40-60℃，所述固化烘烤的温度为100℃，时间为5-10min；通过静置的方式确保涂料形成导热层的渗透，即聚酰亚胺具有一定的水解特性，且氧化铝表面遇到水分子，大大增加了表面羟基的活性，从而提升表面活性，有助于提升导热层与保护涂层的连接。其中导热层与保护涂层的厚度比为2:5-8。
从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：
1.本发明解决了现有PI加热膜机械性能差，存在安全隐患的问题，利用丙烯酸树脂与氨基树脂形成网状结构，不仅有效提升的表面机械强度，同时氨基树脂的功能性与低自聚倾向有效的提升了网状结构的均匀性。
2.本发明利用以羟基和氨基为代表的助剂作为保护涂层的助剂材料，对丙烯酸树脂起到封端效果，确保丙烯酸树脂的稳定性，减少环境对活性基团的影响，同时助剂材料大大降低了丙烯酸树脂的活性，解决了丙烯酸树脂的活性羟基过量的问题。
3.本发明以二氧化硅作为消光剂，不仅利用其自身的超细结构，形成均匀分散和消光效果，同时二氧化硅自身的表面活性能够与羟基形成连接，从而将二氧化硅作为多余羟基的连接中心点。
具体实施方式
结合实施例详细说明本发明的一个具体实施例，但不对本发明的权利要求做任何限定。
实施例1
一种锂电池加热膜的保护涂层，所述保护涂层粘附在聚酰亚胺膜表面。
所述涂层的质量配比包括：水性丙烯酸树脂60份、氨基树脂10份、中和剂0.5份、去离子水5份、附着增进剂2份、成膜助剂2份、消泡剂0.2份、润湿分散剂0.5份、流变剂0.3份、流平剂0.2份、消光剂5份。所述中和剂采用2-氨基-2-甲基-1-丙醇。所述附着增进剂采用NewHua-168。所述成膜助剂采用十二醇酯。所述消泡剂采用美国通用9020消泡剂。所述润湿分散剂采用BYK-163。所述流变剂采用BYK-431。所述流平剂采用丙烯酸流平剂。
所述消光剂采用碳酸钙基超细二氧化硅，其制备方法包括：a1，将醋酸钙加入至乙醇中进行湿法球磨处理，烘干得到醋酸钙细粉浆料，所述醋酸钙与乙醇的质量比为5:2，湿法球磨处理的温度为30℃，压力为0.3MPa；a2，将硅酸乙酯加入至无水乙醚中搅拌均匀形成溶解液，然后加入醋酸钙细粉浆料超声分散20min，得到均质溶液；所述硅酸乙酯在无水乙醚中的浓度为30g/L，所述醋酸钙细粉与硅酸乙酯的摩尔比为2:4，所述超声分散的温度为10℃，超声频率为50kHz；a3，将均质溶液恒温搅拌进行浓缩，然后喷雾处理，得到镀膜细粉，所述恒温搅拌的温度为40℃，搅拌速度为500r/min，所述喷雾处理的温度为80℃，喷雾速度为2mL/min，喷雾面积为200cm2；a4，将镀膜细粉恒温烧结30min，然后气体吹扫，并保温30min，干燥得到碳酸钙基超细二氧化硅，所述恒温烧结的温度为160℃；所述气体吹扫采用氮气与水蒸气的混合气体，且氮气与水蒸气的体积比为10:1，所述气体吹扫的速度为10mL/cm2，温度为100℃，所述保温的温度为200℃。
所述保护涂层的制备方法包括：
步骤1，将水性丙烯酸树脂加入水中搅拌均匀形成浆料，然后依次加入氨基树脂升温反应2h，所述升温温度为50℃；
步骤2，将附着增进剂、消泡剂、润湿分散剂、流变剂、流平剂与消光剂依次加入并继续反应，所述反应温度为40℃，时间为3h；
步骤3，将中和剂和成膜助剂加入，并密封处理1h，得到涂料，经聚酰亚胺薄膜表面涂覆，固化烘烤，即可得到保护涂层，所述固化烘烤的温度为100℃，时间为5min。
实施例2
一种锂电池加热膜的保护涂层，所述保护涂层粘附在聚酰亚胺膜表面。
所述涂层的质量配比包括：水性丙烯酸树脂70份、氨基树脂20份、中和剂1.5份、去离子水10份、附着增进剂5份、成膜助剂5份、消泡剂0.5份、润湿分散剂5份、流变剂2.5份、流平剂0.5份、消光剂10份。所述中和剂采用2-氨基-2-甲基-1-丙醇。所述附着增进剂采用NewHua-168。所述成膜助剂采用十二醇酯。所述消泡剂采用美国通用9020消泡剂。所述润湿分散剂采用BYK-163。所述流变剂采用BYK-431。所述流平剂采用丙烯酸流平剂。
所述消光剂采用碳酸钙基超细二氧化硅，其制备方法包括：a1，将醋酸钙加入至乙醇中进行湿法球磨处理，烘干得到醋酸钙细粉浆料，所述醋酸钙与乙醇的质量比为5:3，湿法球磨处理的温度为50℃，压力为0.5MPa；a2，将硅酸乙酯加入至无水乙醚中搅拌均匀形成溶解液，然后加入醋酸钙细粉浆料超声分散30min，得到均质溶液；所述硅酸乙酯在无水乙醚中的浓度为60g/L，所述醋酸钙细粉与硅酸乙酯的摩尔比为2:7，所述超声分散的温度为20℃，超声频率为80kHz；a3，将均质溶液恒温搅拌进行浓缩，然后喷雾处理，得到镀膜细粉，所述恒温搅拌的温度为60℃，搅拌速度为1000r/min，所述喷雾处理的温度为90℃，喷雾速度为4mL/min，喷雾面积为400cm2；a4，将镀膜细粉恒温烧结50min，然后气体吹扫，并保温50min，干燥得到碳酸钙基超细二氧化硅，所述恒温烧结的温度为162℃；所述气体吹扫采用氮气与水蒸气的混合气体，且氮气与水蒸气的体积比为12:1，所述气体吹扫的速度为30mL/cm2，温度为120℃，所述保温的温度为250℃。
所述保护涂层的制备方法包括：
步骤1，将水性丙烯酸树脂加入水中搅拌均匀形成浆料，然后依次加入氨基树脂升温反应5h，所述升温温度为70℃；
步骤2，将附着增进剂、消泡剂、润湿分散剂、流变剂、流平剂与消光剂依次加入并继续反应，所述反应温度为50℃，时间为5h；
步骤3，将中和剂和成膜助剂加入，并密封处理2h，得到涂料，经聚酰亚胺薄膜表面涂覆，固化烘烤，即可得到保护涂层，所述固化烘烤的温度为100℃，时间为10min。
实施例3
一种锂电池加热膜的保护涂层，所述保护涂层粘附在聚酰亚胺膜表面。
所述涂层的质量配比包括：水性丙烯酸树脂65份、氨基树脂15份、中和剂1份、去离子水8份、附着增进剂4份、成膜助剂4份、消泡剂0.4份、润湿分散剂3份、流变剂1.5份、流平剂0.3份、消光剂8份。所述中和剂采用2-氨基-2-甲基-1-丙醇。所述附着增进剂采用NewHua-168。所述成膜助剂采用十二醇酯。所述消泡剂采用美国通用9020消泡剂。所述润湿分散剂采用BYK-163。所述流变剂采用BYK-431。所述流平剂采用丙烯酸流平剂。
所述消光剂采用碳酸钙基超细二氧化硅，其制备方法包括：a1，将醋酸钙加入至乙醇中进行湿法球磨处理，烘干得到醋酸钙细粉浆料，所述醋酸钙与乙醇的质量比为5:2，湿法球磨处理的温度为40℃，压力为0.4MPa；a2，将硅酸乙酯加入至无水乙醚中搅拌均匀形成溶解液，然后加入醋酸钙细粉浆料超声分散25min，得到均质溶液；所述硅酸乙酯在无水乙醚中的浓度为50g/L，所述醋酸钙细粉与硅酸乙酯的摩尔比为2:5，所述超声分散的温度为15℃，超声频率为70kHz；a3，将均质溶液恒温搅拌进行浓缩，然后喷雾处理，得到镀膜细粉，所述恒温搅拌的温度为50℃，搅拌速度为800r/min，所述喷雾处理的温度为85℃，喷雾速度为3mL/min，喷雾面积为300cm2；a4，将镀膜细粉恒温烧结40min，然后气体吹扫，并保温40min，干燥得到碳酸钙基超细二氧化硅，所述恒温烧结的温度为161℃；所述气体吹扫采用氮气与水蒸气的混合气体，且氮气与水蒸气的体积比为11:1，所述气体吹扫的速度为20mL/cm2，温度为110℃，所述保温的温度为240℃。
所述保护涂层的制备方法包括：
步骤1，将水性丙烯酸树脂加入水中搅拌均匀形成浆料，然后依次加入氨基树脂升温反应4h，所述升温温度为60℃；
步骤2，将附着增进剂、消泡剂、润湿分散剂、流变剂、流平剂与消光剂依次加入并继续反应，所述反应温度为45℃，时间为4h；
步骤3，将中和剂和成膜助剂加入，并密封处理2h，得到涂料，经聚酰亚胺薄膜表面涂覆，固化烘烤，即可得到保护涂层，所述固化烘烤的温度为100℃，时间为8min。
性能检测
Figure BDA0003516067540000071
Figure BDA0003516067540000081
实施例4
一种锂电池加热膜的保护涂层，所述保护涂层通过导热粘附在聚酰亚胺膜表面。
所述涂层的质量配比包括：水性丙烯酸树脂60份、氨基树脂10份、中和剂0.5份、去离子水5份、附着增进剂2份、成膜助剂2份、消泡剂0.2份、润湿分散剂0.5份、流变剂0.3份、流平剂0.2份、消光剂5份。所述中和剂采用2-氨基-2-甲基-1-丙醇。所述附着增进剂采用NewHua-168。所述成膜助剂采用十二醇酯。所述消泡剂采用美国通用9020消泡剂。所述润湿分散剂采用BYK-163。所述流变剂采用BYK-431。所述流平剂采用丙烯酸流平剂。
所述消光剂采用碳酸钙基超细二氧化硅，其制备方法包括：a1，将醋酸钙加入至乙醇中进行湿法球磨处理，烘干得到醋酸钙细粉浆料，所述醋酸钙与乙醇的质量比为5:2，湿法球磨处理的温度为30℃，压力为0.3MPa；a2，将硅酸乙酯加入至无水乙醚中搅拌均匀形成溶解液，然后加入醋酸钙细粉浆料超声分散20min，得到均质溶液；所述硅酸乙酯在无水乙醚中的浓度为30g/L，所述醋酸钙细粉与硅酸乙酯的摩尔比为2:4，所述超声分散的温度为10℃，超声频率为50kHz；a3，将均质溶液恒温搅拌进行浓缩，然后喷雾处理，得到镀膜细粉，所述恒温搅拌的温度为40℃，搅拌速度为500r/min，所述喷雾处理的温度为80℃，喷雾速度为2mL/min，喷雾面积为200cm2；a4，将镀膜细粉恒温烧结30min，然后气体吹扫，并保温30min，干燥得到碳酸钙基超细二氧化硅，所述恒温烧结的温度为160℃；所述气体吹扫采用氮气与水蒸气的混合气体，且氮气与水蒸气的体积比为10:1，所述气体吹扫的速度为10mL/cm2，温度为100℃，所述保温的温度为200℃。
所述保护涂层的制备方法包括：
步骤1，将水性丙烯酸树脂加入水中搅拌均匀形成浆料，然后依次加入氨基树脂升温反应2h，所述升温温度为50℃；
步骤2，将附着增进剂、消泡剂、润湿分散剂、流变剂、流平剂与消光剂依次加入并继续反应，所述反应温度为40℃，时间为3h；
步骤3，将中和剂和成膜助剂加入，并密封处理1h，得到涂料。
所述导热层以聚酰亚胺和氧化铝为主，所述导热层的制备方法包括如下步骤：b1，将异丙醇铝加入至异丙醇和甲醇的混合液中搅拌均匀形成溶解液，所述混合液中的异丙醇与甲醇的体积比为1:5，所述异丙醇铝在混合液中的浓度为20g/L；b2，将聚酰亚胺加入至溶解液中搅拌均匀，得到预制导热液，所述聚酰亚胺采用可溶于乙醇的聚酰亚胺原料，所述聚酰亚胺与异丙醇铝的质量比为1:2；b3，将无水乙醚加入至预制导热液内，超声分散10min，得到导热液，所述预制导热液与导热液的体积比为1:4，所述超声分散的超声频率为40kHz，温度为5℃；b4，将导热液涂覆在聚酰亚胺薄膜表面静置10min，放入反应釜内升温处理20min，得到导热层，所述静置温度为80℃，所述反应釜内氛围是氮气与水蒸气，且水蒸气与氮气的体积比为1:15，温度为160℃。
所述保护涂层的粘附方法包括：将涂料喷雾在导热层表面并恒温静置20min，固化烘烤后得到带有导热层的保护涂层；所述恒温静置的温度为40℃，所述固化烘烤的温度为100℃，时间为5min。导热层与保护涂层的厚度比为2:5。
实施例5
一种锂电池加热膜的保护涂层，所述保护涂层通过导热粘附在聚酰亚胺膜表面。
所述涂层的质量配比包括：水性丙烯酸树脂70份、氨基树脂20份、中和剂1.5份、去离子水10份、附着增进剂5份、成膜助剂5份、消泡剂0.5份、润湿分散剂5份、流变剂2.5份、流平剂0.5份、消光剂10份。所述中和剂采用2-氨基-2-甲基-1-丙醇。所述附着增进剂采用NewHua-168。所述成膜助剂采用十二醇酯。所述消泡剂采用美国通用9020消泡剂。所述润湿分散剂采用BYK-163。所述流变剂采用BYK-431。所述流平剂采用丙烯酸流平剂。
所述消光剂采用碳酸钙基超细二氧化硅，其制备方法包括：a1，将醋酸钙加入至乙醇中进行湿法球磨处理，烘干得到醋酸钙细粉浆料，所述醋酸钙与乙醇的质量比为5:3，湿法球磨处理的温度为50℃，压力为0.5MPa；a2，将硅酸乙酯加入至无水乙醚中搅拌均匀形成溶解液，然后加入醋酸钙细粉浆料超声分散30min，得到均质溶液；所述硅酸乙酯在无水乙醚中的浓度为60g/L，所述醋酸钙细粉与硅酸乙酯的摩尔比为2:7，所述超声分散的温度为20℃，超声频率为80kHz；a3，将均质溶液恒温搅拌进行浓缩，然后喷雾处理，得到镀膜细粉，所述恒温搅拌的温度为60℃，搅拌速度为1000r/min，所述喷雾处理的温度为90℃，喷雾速度为4mL/min，喷雾面积为400cm2；a4，将镀膜细粉恒温烧结50min，然后气体吹扫，并保温50min，干燥得到碳酸钙基超细二氧化硅，所述恒温烧结的温度为162℃；所述气体吹扫采用氮气与水蒸气的混合气体，且氮气与水蒸气的体积比为12:1，所述气体吹扫的速度为30mL/cm2，温度为120℃，所述保温的温度为250℃。
所述保护涂层的制备方法包括：
步骤1，将水性丙烯酸树脂加入水中搅拌均匀形成浆料，然后依次加入氨基树脂升温反应5h，所述升温温度为70℃；
步骤2，将附着增进剂、消泡剂、润湿分散剂、流变剂、流平剂与消光剂依次加入并继续反应，所述反应温度为50℃，时间为5h；
步骤3，将中和剂和成膜助剂加入，并密封处理2h，得到涂料。
所述导热层以聚酰亚胺和氧化铝为主，所述导热层的制备方法包括如下步骤：b1，将异丙醇铝加入至异丙醇和甲醇的混合液中搅拌均匀形成溶解液，所述混合液中的异丙醇与甲醇的体积比为1:5，所述异丙醇铝在混合液中的浓度为50g/L；b2，将聚酰亚胺加入至溶解液中搅拌均匀，得到预制导热液，所述聚酰亚胺采用可溶于乙醇的聚酰亚胺原料，所述聚酰亚胺与异丙醇铝的质量比为1:4；b3，将无水乙醚加入至预制导热液内，超声分散20min，得到导热液，所述预制导热液与导热液的体积比为1:6，所述超声分散的超声频率为70kHz，温度为10℃；b4，将导热液涂覆在聚酰亚胺薄膜表面静置20min，放入反应釜内升温处理40min，得到导热层，所述静置温度为90℃，所述反应釜内氛围是氮气与水蒸气，且水蒸气与氮气的体积比为1:20，温度为180℃。
所述保护涂层的粘附方法包括：将涂料喷雾在导热层表面并恒温静置50min，固化烘烤后得到带有导热层的保护涂层；所述恒温静置的温度为60℃，所述固化烘烤的温度为100℃，时间为10min。导热层与保护涂层的厚度比为2:8。
实施例6
一种锂电池加热膜的保护涂层，所述保护涂层通过导热粘附在聚酰亚胺膜表面。
所述涂层的质量配比包括：水性丙烯酸树脂65份、氨基树脂15份、中和剂1份、去离子水8份、附着增进剂4份、成膜助剂4份、消泡剂0.4份、润湿分散剂3份、流变剂1.5份、流平剂0.3份、消光剂8份。所述中和剂采用2-氨基-2-甲基-1-丙醇。所述附着增进剂采用NewHua-168。所述成膜助剂采用十二醇酯。所述消泡剂采用美国通用9020消泡剂。所述润湿分散剂采用BYK-163。所述流变剂采用BYK-431。所述流平剂采用丙烯酸流平剂。
所述消光剂采用碳酸钙基超细二氧化硅，其制备方法包括：a1，将醋酸钙加入至乙醇中进行湿法球磨处理，烘干得到醋酸钙细粉浆料，所述醋酸钙与乙醇的质量比为5:2，湿法球磨处理的温度为40℃，压力为0.4MPa；a2，将硅酸乙酯加入至无水乙醚中搅拌均匀形成溶解液，然后加入醋酸钙细粉浆料超声分散25min，得到均质溶液；所述硅酸乙酯在无水乙醚中的浓度为50g/L，所述醋酸钙细粉与硅酸乙酯的摩尔比为2:5，所述超声分散的温度为15℃，超声频率为70kHz；a3，将均质溶液恒温搅拌进行浓缩，然后喷雾处理，得到镀膜细粉，所述恒温搅拌的温度为50℃，搅拌速度为800r/min，所述喷雾处理的温度为85℃，喷雾速度为3mL/min，喷雾面积为300cm2；a4，将镀膜细粉恒温烧结40min，然后气体吹扫，并保温40min，干燥得到碳酸钙基超细二氧化硅，所述恒温烧结的温度为161℃；所述气体吹扫采用氮气与水蒸气的混合气体，且氮气与水蒸气的体积比为11:1，所述气体吹扫的速度为20mL/cm2，温度为110℃，所述保温的温度为240℃。
所述保护涂层的制备方法包括：
步骤1，将水性丙烯酸树脂加入水中搅拌均匀形成浆料，然后依次加入氨基树脂升温反应4h，所述升温温度为60℃；
步骤2，将附着增进剂、消泡剂、润湿分散剂、流变剂、流平剂与消光剂依次加入并继续反应，所述反应温度为45℃，时间为4h；
步骤3，将中和剂和成膜助剂加入，并密封处理2h，得到涂料。
所述导热层以聚酰亚胺和氧化铝为主，所述导热层的制备方法包括如下步骤：b1，将异丙醇铝加入至异丙醇和甲醇的混合液中搅拌均匀形成溶解液，所述混合液中的异丙醇与甲醇的体积比为1:5，所述异丙醇铝在混合液中的浓度为40g/L；b2，将聚酰亚胺加入至溶解液中搅拌均匀，得到预制导热液，所述聚酰亚胺采用可溶于乙醇的聚酰亚胺原料，所述聚酰亚胺与异丙醇铝的质量比为1:3；b3，将无水乙醚加入至预制导热液内，超声分散15min，得到导热液，所述预制导热液与导热液的体积比为1:5，所述超声分散的超声频率为60kHz，温度为8℃；b4，将导热液涂覆在聚酰亚胺薄膜表面静置15min，放入反应釜内升温处理30min，得到导热层，所述静置温度为85℃，所述反应釜内氛围是氮气与水蒸气，且水蒸气与氮气的体积比为1:18，温度为170℃。
所述保护涂层的粘附方法包括：将涂料喷雾在导热层表面并恒温静置40min，固化烘烤后得到带有导热层的保护涂层；所述恒温静置的温度为50℃，所述固化烘烤的温度为100℃，时间为8min。导热层与保护涂层的厚度比为2:7。
性能检测
Figure BDA0003516067540000121
Figure BDA0003516067540000131
综上所述，本发明具有以下优点：
1.本发明解决了现有PI加热膜机械性能差，存在安全隐患的问题，利用丙烯酸树脂与氨基树脂形成网状结构，不仅有效提升的表面机械强度，同时氨基树脂的功能性与低自聚倾向有效的提升了网状结构的均匀性。
2.本发明利用以羟基和氨基为代表的助剂作为保护涂层的助剂材料，对丙烯酸树脂起到封端效果，确保丙烯酸树脂的稳定性，减少环境对活性基团的影响，同时助剂材料大大降低了丙烯酸树脂的活性，解决了丙烯酸树脂的活性羟基过量的问题。
3.本发明以二氧化硅作为消光剂，不仅利用其自身的超细结构，形成均匀分散和消光效果，同时二氧化硅自身的表面活性能够与羟基形成连接，从而将二氧化硅作为多余羟基的连接中心点。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种锂电池加热膜的保护涂层，其特征在于：所述保护涂层粘附在聚酰亚胺膜表面，且所述涂层以水性丙烯酸树脂为主材料；
所述涂层的质量配比包括：水性丙烯酸树脂60-70份、氨基树脂10-20份、中和剂0.5-1.5份、去离子水5-10份、附着增进剂2-5份、成膜助剂2-5份、消泡剂0.2-0.5份、润湿分散剂0.5-5份、流变剂0.3-2.5份、流平剂0.2-0.5份、消光剂5-10份；
所述消光剂采用碳酸钙基超细二氧化硅，且消光剂的制备方法包括：a1，将醋酸钙加入至乙醇中进行湿法球磨处理，烘干得到醋酸钙细粉浆料，所述醋酸钙与乙醇的质量比为5:2-3，湿法球磨处理的温度为30-50℃，压力为0.3-0.5MPa；a2，将硅酸乙酯加入至无水乙醚中搅拌均匀形成溶解液，然后加入醋酸钙细粉浆料超声分散20-30min，得到均质溶液；所述硅酸乙酯在无水乙醚中的浓度为30-60g/L，所述醋酸钙细粉与硅酸乙酯的摩尔比为2:4-7，所述超声分散的温度为10-20℃，超声频率为50-80kHz；a3，将均质溶液恒温搅拌进行浓缩，然后喷雾处理，得到镀膜细粉，所述恒温搅拌的温度为40-60℃，搅拌速度为500-1000r/min，所述喷雾处理的温度为80-90℃，喷雾速度为2-4mL/min，喷雾面积为200-400cm2；a4，将镀膜细粉恒温烧结30-50min，然后气体吹扫，并保温30-50min，干燥得到碳酸钙基超细二氧化硅，所述恒温烧结的温度为160-162℃；所述气体吹扫采用氮气与水蒸气的混合气体，且氮气与水蒸气的体积比为10-12:1，所述气体吹扫的速度为10-30mL/cm2，温度为100-120℃，所述保温的温度为200-250℃；
所述保护涂层与聚酰亚胺间设置有导热层，所述导热层的制备方法包括如下步骤：b1，将异丙醇铝加入至异丙醇和甲醇的混合液中搅拌均匀形成溶解液，所述混合液中的异丙醇与甲醇的体积比为1:5，所述异丙醇铝在混合液中的浓度为20-50g/L；b2，将聚酰亚胺加入至溶解液中搅拌均匀，得到预制导热液，所述聚酰亚胺采用可溶于乙醇的聚酰亚胺原料，所述聚酰亚胺与异丙醇铝的质量比为1:2-4；b3，将无水乙醚加入至预制导热液内，超声分散10-20min，得到导热液，所述预制导热液与导热液的体积比为1:4-6，所述超声分散的超声频率为40-70kHz，温度为5-10℃；b4，将导热液涂覆在聚酰亚胺薄膜表面静置10-20min，放入反应釜内升温处理20-40min，得到导热层，所述静置温度为80-90℃，所述反应釜内氛围是氮气与水蒸气，且水蒸气与氮气的体积比为1:15-20，温度为160-180℃；所述保护涂层的粘附方法包括：将涂料喷雾在导热层表面并恒温静置20-50min，固化烘烤后得到带有导热层的保护涂层；所述恒温静置的温度为40-60℃，所述固化烘烤的温度为100℃，时间为5-10min。
2.根据权利要求1所述的锂电池加热膜的保护涂层，其特征在于：所述中和剂采用2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
3.根据权利要求1所述的锂电池加热膜的保护涂层，其特征在于：所述附着增进剂采用NewHua-168。
4.根据权利要求1所述的锂电池加热膜的保护涂层，其特征在于：所述成膜助剂采用十二醇酯；所述消泡剂采用美国通用9020消泡剂；述润湿分散剂采用BYK-163。
5.根据权利要求1所述的锂电池加热膜的保护涂层，其特征在于：所述流变剂采用BYK-431；所述流平剂采用丙烯酸流平剂。
6.根据权利要求1所述的锂电池加热膜的保护涂层，其特征在于：所述保护涂层的制备方法包括：
步骤1，将水性丙烯酸树脂加入水中搅拌均匀形成浆料，然后依次加入氨基树脂升温反应2-5h，所述升温温度为50-70℃；该步骤利用丙烯酸树脂的羟基结构与氨基树脂的活性基团形成网状结构的树脂；
步骤2，将附着增进剂、消泡剂、润湿分散剂、流变剂、流平剂与消光剂依次加入并继续反应，所述反应温度为40-50℃，时间为3-5h；
步骤3，将中和剂和成膜助剂加入，并密封处理1-2h，得到涂料，经聚酰亚胺薄膜表面涂覆，固化烘烤，即可得到保护涂层，所述固化烘烤的温度为100℃，时间为5-10min。
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