CN114736633A - 一种新能源电池组装用热熔压敏胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明所属IPC分类号为C09J133/08，具体涉及一种新能源电池组装用热熔压敏胶及其制备方法。所述热熔压敏胶的原料包括，按重量份计，液体树脂1～15份、橡胶25～55份、增粘树脂30～60份。本发明的热熔压敏胶具有很好的剪切力和拉拔力。

Description

一种新能源电池组装用热熔压敏胶及其制备方法
技术领域
本发明所属IPC分类号为C09J133/08，具体涉及一种新能源电池组装用热熔压敏胶及其制备方法。
技术背景
新能源车电池组，由单个电池组装而成，电池之间需要粘接固定，目前市面是常常使用一些丙烯酸酯类压敏胶来实现电池的固定。
CN112126384A使用丙烯酸酯类胶粘制备了丙烯酸酯绝缘阻燃压敏胶来实现电池的粘结，但是在使用过程中需要一些溶剂，这是的这类压敏胶在使用过程中高温下溶剂稀释使得粘结性能降低。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种新能源电池组装用热熔压敏胶，所述热熔压敏胶的原料包括，按重量份计，液体树脂1～15份、橡胶25～55份、增粘树脂30～60份。
优选的，所述热熔压敏胶的原料包括，按重量份计，液体树脂4～10份、橡胶30～40份、增粘树脂40～50份。
所述橡胶与增粘树脂的重量比为(0.6～1)：1，比如说0.6：1、0.7：1、0.8：1、0.9：1、1：1等。
在实验过程中发现，必须严格控制橡胶与增粘树脂的重量比，橡胶多了反而使得压敏胶的粘结性降低，可能是因为橡胶太多，使得胶体的内聚力太大。
所述橡胶为天然橡胶和/或合成橡胶；优选的，所述橡胶为合成橡胶。经过研发实验发现，使用合成橡胶制备得到的压敏胶的稳定性更好。
所述合成橡胶选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物(SIS)、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯共聚物(SEPS)、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SIBS)、乙烯-苯乙烯共聚物(ES)、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS)中的一种或多种。
优选的，所述合成橡胶为苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物(SIS)与苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯共聚物(SEPS)的组合。
所述苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物(SIS)与苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯共聚物(SEPS)的重量比为1：(0.4～0.8)，优选为1：(0.6～0.7)，比如说1：0.6、1：0.65、1：0.7等。
所述苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物(SIS)在200℃、5.0kg下的熔融指数为1～3g/min(比如说1g/min、1.3g/min、1.5g/min、2g/min、2.5g/min、3g/min等)，可以通过市售得到，可以列举的销售牌号有
Figure BDA0003404064230000021
4211、
Figure BDA0003404064230000022
4111A等。
所述苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯共聚物(SEPS)在200℃、5.0kg下的熔融指数为4～6g/min(比如说4g/min、5g/min、6g/min等)。可以通过市售得到，可以列举的销售牌号有SEPTONTM2004、SEPTONTM2007等。
发明人发现，在本发明体系中使用SIS与SEPS相互协同作用制备得到的压敏胶的压敏性可能是因为SIS中含有异戊二烯，其含有侧基，使得体系中具有更好的压敏性，但是由于SIS中含有双键，这使得其在使用的耐热性能降低，讲过研究发现加入其氢化物SEPS能够根号的增加敏胶的耐热性，现有技术中为了增加一些胶粘剂的耐热性，常常完全使用SEPS替代SIS，但是发明人发现，在本发明体系中不能够如果这样做的话，反而使得其粘结性降，而在本发明中使用特定比例及特定熔融指数的SIS、SEPS相互作用使得体系的粘弹性更好。
所述增粘树脂选自萜烯树脂、石油树脂、氢化石油树脂、改性石油树脂、改性氢化石油树脂中的一种或多种。
优选的，所述增粘树脂选自为氢化石油树脂和/或改性氢化石油树脂。比如说氢化C5石油树脂、氢化C5/C9共聚石油树脂。
发明人发现，在本发明中使用氢化石油树脂和/或改性氢化石油树脂更使得压敏胶更适用于电池之间的粘接固定，可能是因为电池在使用的时候需要良好的耐热性，而氢化后的石油树脂具有更好的耐热和耐氧化性能。
优选的，所述增粘树脂为氢化C5石油树脂与氢化C5/C9共聚石油树脂的组合物。所述氢化C5石油树脂与氢化C5/C9共聚石油树脂的组合物的重量比为1：(0.4～0.6)。
所述增粘树脂的软化点为120～140℃(比如说120℃、125℃、135℃、138℃、140℃等)。可通过市售得到。
在研究中发现，如果单独使用氢化C5石油树脂的话，体系的稳定性和粘结力都很差，可能是因为本发明体系中含有未氢化的SIS，氢化C5石油树脂不能够被体系中的橡胶相完全溶解，形成单独的相。在实验中意外发现使用与氢化C5/C9共聚石油树脂与氢化C5石油树脂能够更好的增加体系的稳定性和粘结力，可能是因为氢化C5/C9共聚石油树脂能够与橡胶相相容，然后氢化C5石油树脂与橡胶相相容，更有助提高胶体的粘性。
所述液体树脂为液体石油树脂和/或液体萜烯树脂；优选的，所述液体树脂为液体萜烯树脂；所述液体萜烯树脂的软化点为130～136℃(比如说130℃、132℃、135℃、136℃等)，所述液体萜烯树脂可通过市售得到，比如说伊士曼的萜烯树脂Pinova D1021。
发明人发现，在本发明体系中使用液体萜烯树脂能够更好的增加胶体的稳定性和粘结力。可能是因为萜烯类天然树脂与氢化C5石油树脂与氢化C5/C9共聚石油树脂在本发明体系中的协同
在一些实施方式中，所述热熔压敏胶的原料还包括占原料总重量的0.1～1％的添加剂。
所述包括抗氧剂(比如说抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1035、抗氧剂1076、抗氧剂1098等)、抗老化剂(比如说羟基二苯甲酮、三烷基酚等)。
本发明的第二个方面提供了一种新能源电池组装用热熔压敏胶的制备方法，包括以下步骤：将液体树脂、增粘树脂和添加剂投入反应釜，搅拌，加温至140-160℃，投入橡胶，搅拌抽真空并升温至130-150℃，抽真空搅拌熔解30-50分钟，待物料融化混合均匀、无明显气泡出料得到热熔压敏胶。
有益效果：
1.现有技术中，为了增加压敏胶的粘力，常常会使用环烷油等软化剂，这使得压敏胶在使用的过程中会出现稀化和渗油现象，当把这类压敏胶用在电池中的时候，渗的油会影响电池的使用性能，在本发明并不需要添加环烷油等软化剂就能够实现较好的粘力。
2.本发明中的压敏胶尤其适用于材质为铝塑膜的电池之间的粘结固定，可能是因为本发明中通过选择特定的橡胶与增粘树脂相互协同作用，使得胶体的内聚力能适用于铝塑膜之间的粘结。
3.本发明中的压敏胶具有很好的剪切力和拉拔力，可能是因为本发明中特定的橡胶与增粘树脂两者能够很好的相容，使得胶体具有合适的内聚力。
4.现有技术中单独使用SEPS可能会存在加工性能和冲击性能不佳的问题，但是本发明体系中的压敏胶具有良好的低温冲击性，可能是因为本发明体系中一方面SIS与SEPS相互协同作用，同时氢化C5石油树脂与氢化C5/C9共聚石油树脂相互协同作用使得体系具有更好的耐冲击性。
5.本发明体系中的压敏胶具有良好的耐湿和耐温性，可能是因为液体树脂与增粘树脂相互作用共同与橡胶在体系中能够更好的起到价廉作用，同时还不会降低胶粘剂的内聚力。
具体实施方式
实施例1
一种新能源电池组装用热熔压敏胶，所述热熔压敏胶的原料包括，按重量份计，液体树脂7份、橡胶36份、增粘树脂45份；
所述橡胶与增粘树脂的重量比为0.8：1；
所述橡胶为合成橡胶；所述合成橡胶为苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物(SIS)与苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯共聚物(SEPS)的组合；所述苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物(SIS)与苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯共聚物(SEPS)的重量比为1：0.65；所述苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物(SIS)的销售牌号为
Figure BDA0003404064230000041
4211(在200℃、5.0kg下的熔融指数为1.3g/min)；所述苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯共聚物(SEPS)的销售牌号为SEPTONTM2004(在200℃、5.0kg下的熔融指数为5g/min)；
所述增粘树脂为氢化C5石油树脂与氢化C5/C9共聚石油树脂的组合物；所述氢化C5石油树脂与氢化C5/C9共聚石油树脂的组合物的重量比为1：0.5；所述氢化C5/C9共聚石油树脂型号为埃克森E5637(软化点为130℃)；所述氢化C5石油树脂为E5430(软化点为138℃)；
所述液体树脂为伊士曼的萜烯树脂Pinova D1021(软化点为133℃)；
所述热熔压敏胶的原料还包括占原料总重量的0.5％的抗氧剂1010；
所述新能源电池组装用热熔压敏胶的制备方法包括以下步骤：将液体树脂、增粘树脂和抗氧剂1010投入反应釜，搅拌，加温至150℃，投入橡胶，搅拌抽真空并升温至140℃，抽真空搅拌熔解40分钟，待物料融化混合均匀、无明显气泡出料得到热熔压敏胶。
实施例2
一种新能源电池组装用热熔压敏胶，所述热熔压敏胶的原料包括，按重量份计，液体树脂7份、橡胶90份、增粘树脂45份；
所述橡胶与增粘树脂的重量比为2：1；
所述橡胶为合成橡胶；所述合成橡胶为苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物(SIS)与苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯共聚物(SEPS)的组合；所述苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物(SIS)与苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯共聚物(SEPS)的重量比为1：0.65；所述苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物(SIS)的销售牌号为
Figure BDA0003404064230000051
4211(在200℃、5.0kg下的熔融指数为1.3g/min)；所述苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯共聚物(SEPS)的销售牌号为SEPTONTM2004(在200℃、5.0kg下的熔融指数为5g/min)；
所述增粘树脂为氢化C5石油树脂与氢化C5/C9共聚石油树脂的组合物；所述氢化C5石油树脂与氢化C5/C9共聚石油树脂的组合物的重量比为1：0.5；所述氢化C5/C9共聚石油树脂型号为埃克森E5637(软化点为130℃)；所述氢化C5石油树脂为E5430(软化点为138℃)；
所述液体树脂为伊士曼的萜烯树脂Pinova D1021(软化点为133℃)；
所述热熔压敏胶的原料还包括占原料总重量的0.5％的抗氧剂1010；
所述新能源电池组装用热熔压敏胶的制备方法包括以下步骤：将液体树脂、增粘树脂和抗氧剂1010投入反应釜，搅拌，加温至150℃，投入橡胶，搅拌抽真空并升温至140℃，抽真空搅拌熔解40分钟，待物料融化混合均匀、无明显气泡出料得到热熔压敏胶。
实施例3
一种新能源电池组装用热熔压敏胶，所述热熔压敏胶的原料包括，按重量份计，液体树脂7份、橡胶36份、增粘树脂45份；
所述橡胶与增粘树脂的重量比为0.8：1；
所述橡胶为合成橡胶；所述合成橡胶为苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物(SIS)与苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯共聚物(SEPS)的组合；所述苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物(SIS)与苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯共聚物(SEPS)的重量比为1：0.65；所述苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物(SIS)的销售牌号为
Figure BDA0003404064230000061
4211(在200℃、5.0kg下的熔融指数为1.3g/min)；所述苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯共聚物(SEPS)的销售牌号为SEPTONTM2004(在200℃、5.0kg下的熔融指数为5g/min)；
所述增粘树脂为氢化C5石油树脂；所述氢化C5石油树脂为E5430(软化点为138℃)；
所述液体树脂为伊士曼的萜烯树脂Pinova D1021(软化点为133℃)；
所述热熔压敏胶的原料还包括占原料总重量的0.5％的抗氧剂1010；
所述新能源电池组装用热熔压敏胶的制备方法包括以下步骤：将液体树脂、增粘树脂和抗氧剂1010投入反应釜，搅拌，加温至150℃，投入橡胶，搅拌抽真空并升温至140℃，抽真空搅拌熔解40分钟，待物料融化混合均匀、无明显气泡出料得到热熔压敏胶。
实施例4
一种新能源电池组装用热熔压敏胶，所述热熔压敏胶的原料包括，按重量份计，液体树脂7份、橡胶36份、增粘树脂45份；
所述橡胶与增粘树脂的重量比为0.8：1；
所述橡胶为天然橡胶(SMR10)；
所述增粘树脂为氢化C5石油树脂与氢化C5/C9共聚石油树脂的组合物；所述氢化C5石油树脂与氢化C5/C9共聚石油树脂的组合物的重量比为1：0.5；
所述氢化C5/C9共聚石油树脂型号为埃克森E5637(软化点为130℃)；所述氢化C5石油树脂为E5430(软化点为138℃)；
所述液体树脂为伊士曼的萜烯树脂Pinova D1021(软化点为133℃)；
所述热熔压敏胶的原料还包括占原料总重量的0.5％的抗氧剂1010；
所述新能源电池组装用热熔压敏胶的制备方法包括以下步骤：将液体树脂、增粘树脂和抗氧剂1010投入反应釜，搅拌，加温至150℃，投入橡胶，搅拌抽真空并升温至140℃，抽真空搅拌熔解40分钟，待物料融化混合均匀、无明显气泡出料得到热熔压敏胶。
性能测试
分别使用实施例中制备得到的热熔压敏胶在150℃加热10分钟，迅速将胶均勾涂均匀涂覆(涂覆量为35g每平方米)在测试铝塑膜的基体上，搭接面积为12.5*25平方毫米，用压辅来回滚压三次，自然冷却固化后得到测试片。
-30℃时指将测试片在-30℃的恒温箱中放半小时后再测试；常温时指将测试片在25℃的恒温箱中放12小时后再测试；60℃时指将测试片在60℃的恒温箱中放半小时后再测试；双85(1000h)是指将测试片在温度85℃,且湿度为85％的条件下放置1000h后取出再测试；高低温冲击(1000h)是指将测试片在放在高低温冲击箱中，在-30℃保持120min，然后在60min内，以2℃/min的升温速度，逐渐升温到+60℃，并且保持120min,如此循环，一共经历1000h后再测试。
1.剪切强度测试
釆用材料力学试验机测试剪切强度，拉伸速率5mm/min，平行测试5次，取其平均值；
2.拉拔强度测试
采用拉拔试验仪测试。
测试结果如表1所示：
表1
Figure BDA0003404064230000071

Claims (10)

1.一种新能源电池组装用热熔压敏胶，其特征在于，所述热熔压敏胶的原料包括，按重量份计，液体树脂1～15份、橡胶25～55份、增粘树脂30～60份。
2.根据权利要求1所述的一种新能源电池组装用热熔压敏胶，其特征在于，所述橡胶与增粘树脂的重量比为(0.6～1)：1。
3.根据权利要求1或2所述的一种新能源电池组装用热熔压敏胶，其特征在于，所述橡胶为天然橡胶和/或合成橡胶；所述合成橡胶选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-苯乙烯共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的一种新能源电池组装用热熔压敏胶，其特征在于，所述苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物在200℃、5.0kg下的熔融指数为1～3g/min；所述苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯共聚物在200℃、5.0kg下的熔融指数为4～6g/min。
5.根据权利要求1或2所述的一种新能源电池组装用热熔压敏胶，其特征在于，所述增粘树脂选自萜烯树脂、石油树脂、氢化石油树脂、改性石油树脂、改性氢化石油树脂中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的一种新能源电池组装用热熔压敏胶，其特征在于，所述增粘树脂的软化点为120～140℃。
7.根据权利要求1或2所述的一种新能源电池组装用热熔压敏胶，其特征在于，所述液体树脂为液体石油树脂和/或液体萜烯树脂。
8.根据权利要求7所述的一种新能源电池组装用热熔压敏胶，其特征在于，所述液体萜烯树脂的软化点为130～136℃。
9.根据权利要求1或2所述的一种新能源电池组装用热熔压敏胶，其特征在于，所述热熔压敏胶的原料还包括占原料总重量的0.1～1％的添加剂。
10.一种根据权利要求9所述的一种新能源电池组装用热熔压敏胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将液体树脂、增粘树脂和添加剂投入反应釜，搅拌，加温至140-160℃，投入橡胶，搅拌抽真空并升温至130-150℃，抽真空搅拌熔解30-50分钟，待物料融化混合均匀、无明显气泡出料得到热熔压敏胶。
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