CN115181539B - 一种用于电池的uv光固化型胶水及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种UV光固化型胶水，其中，所述UV光固化型胶水包括：丙烯酸酯预聚物、第一丙烯酸酯单体和光引发剂，其中所述丙烯酸酯预聚物为聚碳酸酯丙烯酸酯预聚物和/或醚化双酚A丙烯酸酯预聚物。本发明的UV光固化型胶水可以在中低等温度下实现连续喷涂、固化后的涂层具有高硬度的同时兼顾了韧性‑弯折不开裂，具有很高的绝缘性、耐电解液性能以及其他可靠性测试。此外，本发明也解决了现有锂电池绝缘涂层贴胶膜工艺繁杂的困扰，提升对结构胶的粘结性能。本发明还提供了所述UV光固化型胶水在制备电池中的绝缘保护层中的应用，当然其也可以广泛地应用在对UV固化涂层的硬度、韧性、与基材的粘接力、可靠性有一定要求的各个领域。

Description

一种用于电池的UV光固化型胶水及其应用

技术领域

本发明涉及胶水领域，具体地，一种UV光固化型胶水及其在制备电池中的绝缘保护层中的应用。

背景技术

目前，在锂电池生产中，锂电池电芯的生产组装是最重要的环节之一。对于锂电池电芯生产，最重要的是性能与效率，因此在保证质量的前提下如何优化生产工艺、缩短生产时间至关重要。

电池电芯的绝缘保护主要由外侧胶层提供。传统的绝缘保护是通过在电芯外壳表面贴合蓝膜实现的，贴合方式分为半包和全包，其中半包则会使得外壳的侧面或底部有金属铝暴露的问题，虽然后道工序会有结构胶填充，但成本会相应提高，同时结构胶在老化后绝缘性会下降，存在一定的风险。此外，贴合蓝膜的工艺需要在整套设备内额外增加裁切设备、贴合设备，设备的占地体积庞大、定制化造价昂贵。因此，传统的贴胶膜工艺不仅需要较长的生产时间，还需要较多的生产设备，降低了生产效率并提高了生产成本。

此外，传统的胶膜由于裁切工艺需要浪费规定尺寸外的冗余部位，并且由于胶膜的本体强度偏低，对下道工序的双组分结构胶的粘接效果差，从而导致在后续可靠性测试中发生开裂、脱胶等失效问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种UV光固化型胶水以及该UV光固化型胶水在制备电池中的绝缘保护层中的应用。该UV光固化型胶水的使用可以节约大量的生产时间，并且所使用的设备简单易得，涂覆后所得到的涂层具有提高的粘接强度和可靠性。

根据本发明的第一方面，提供了一种UV光固化型胶水，其中，所述UV光固化型胶水包括：丙烯酸酯预聚物、第一丙烯酸酯单体和光引发剂，其中所述丙烯酸酯预聚物为聚碳酸酯丙烯酸酯预聚物和/或醚化双酚A丙烯酸酯预聚物，并且，以重量份数计，所述丙烯酸酯预聚物为20~60份，所述第一丙烯酸酯单体为30~70份，所述光引发剂为1~8份。

根据本发明的第二方面，提供了本发明的第一方面所述的UV光固化型胶水在制备电池中的绝缘保护层中的应用。

本发明采用UV光固化技术，所述UV光固化型胶水在固化前为液态，这样可以充分浸润电芯外壳表面，在UV光照射进行固化后，可以实现良好的绝缘保护。该UV光固化型胶水通过引入双酚A结构来提高绝缘涂层的内聚强度，进而提高对电芯外壳的粘接，提升涂层硬度，通过引入具有一定的结晶度的对称结构的聚碳酸酯丙烯酸酯来增强涂层的韧性和刚性，提高涂层的可靠性，同时在分子结构的侧链引入可以与结构胶（2K PU）反应的功能性官能团，进一步提高了粘结强度和可靠性。此外，由于原材料纯度高、本身固化效率高、丙烯酸酯的双键转化率高，残余极少的活性官能团和杂质离子，涂层具有极低的吸水率以及很高的耐压绝缘性；同时，固化后的涂层是以碳酸酯键、桥环和双环戊二烯为主，辅以苯环、醚键的三维交联网状形成的致密而又封闭的结构，与具有其他丙烯酸酯的固化涂层相比具有更加优异的耐酸、耐碱以及各种极性溶剂的特性。

此外，与传统的贴胶膜工艺相比，本发明提供的UV光固化型胶水可以省略繁琐的工序，仅需要涂覆设备和光固化设备就可以达到与传统工艺相当的效果，并且设备无需定制且造价便宜，可以节约大量的生产时间，加快生产设备的周转，减少生产设备的总体数量，节约人力成本，提高生产效率，进而大大提高产能。

本发明提供的UV光固化型胶水也可以广泛地应用在对UV固化涂层的硬度、韧性、与基材的粘接力、可靠性有一定要求的各个领域。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施方案，对本发明进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施方案仅仅是本发明的一部分实施方案，而不是全部的实施方案。基于本发明中的实施方案，本领域普通技术人员可以获得的所有其他实施方案，都属于本发明保护的范围。

对于电芯的绝缘保护，传统的贴膜工艺由于需要使用裁切工艺，会造成胶膜的浪费，并且在采用半包时，后续会使用结构胶进行填充，由于胶膜的本体强度低会造成粘接强度差，从而导致后续存在开裂、脱胶等失效问题，从而使得存在绝缘性能下降的风险。此外，传统的贴膜工艺所使用的设备体积庞大，定制化造价昂贵，并且需要较长的生产时间，成本相对较高。

基于此，本发明提供了一种UV光固化型胶水，其中，所述UV光固化型胶水包括：丙烯酸酯预聚物、第一丙烯酸酯单体和光引发剂，其中所述丙烯酸酯预聚物为聚碳酸酯丙烯酸酯预聚物和/或醚化双酚A丙烯酸酯预聚物，并且，以重量份数计，所述丙烯酸酯预聚物为20~60份，所述第一丙烯酸酯单体为30~70份，所述光引发剂为1~8份。

如本领域技术人员所理解的，光固化技术是指通过一定波长的紫外光照射，使液态的树脂高速聚合而成固态的一种光加工工艺。“UV光固化型胶水”是指在一定波长的紫外光的照射下，胶水中的光引发剂分解产生活性中心，引发链式反应，由此胶水中的单体和预聚物交联聚合，使得胶水从液体状态转变为固体状态而快速固化，从而实现粘接、密封和固定。结合到本发明，本发明提供的UV光固化型胶水在固化前呈液体状态，因此可以充分渗透到电芯外壳的表面的各个部分，而在固化反应完成后，UV光固化型胶水覆盖在电芯外壳的表面上形成涂层作为绝缘保护层，使得电芯外壳的表面不会与外界接触，而是涂层与外界接触，以实现绝缘保护。此外，当涂层受损时，非常容易修补，恢复原貌。

在一些实施方案中，所述UV光固化型胶水是通过以下方法步骤得到的：将第一丙烯酸酯单体、光引发剂依次加入反应釜内以100~150rpm的速度搅拌直至混合均匀；再加入丙烯酸酯预聚物、填料，以50~100rpm的速度搅拌直至混合均匀；最后加入助剂如色浆、偶联剂，以100~150rpm的速度搅拌20~30min后过滤出料，即得到所述UV光固化型胶水。

在一个优选的实施方案中，以重量份数计，所述丙烯酸酯预聚物为25~50份，所述第一丙烯酸酯单体为30~60份，所述光引发剂为2~7份。在一个更优选的实施方案中，以重量份数计，所述丙烯酸酯预聚物为35~50份，所述第一丙烯酸酯单体为40~60份，所述光引发剂为4~7份。

在一些实施方案中，所述UV光固化型胶水还可以包括填料和助剂，其中，以重量份数计，所述填料为1~10份，所述助剂为5~15份。在一个优选的实施方案中，以重量份数计，所述填料为2~10份，所述助剂为8~12份。在一个更优选的实施方案中，以重量份数计，所述填料为5~10份，所述助剂为9~11份。

在一些实施方案中，在所述UV光固化型胶水中，所述丙烯酸酯预聚物的分子量为≤ 20,000 Da。在一个优选的实施方案中，所述丙烯酸酯预聚物的分子量为≤ 10,000 Da。在一个更优选的实施方案中，所述丙烯酸酯预聚物的分子量为≤ 5,000 Da。如本领域技术人员所理解的，分子量越大，所制备的胶水的内聚力较大，粘度就会越大，不利于胶水的施用，例如点胶和涂布较为困难。本发明人通过实验发现，由分子量在上述范围内的丙烯酸酯预聚物制备得到的UV光固化型胶水，具有所需的内聚力和粘度，非常便于点胶和涂布等应用。

在本发明中，所述丙烯酸酯预聚物为聚碳酸酯丙烯酸酯预聚物和/或醚化双酚A丙烯酸酯预聚物。本发明提供的UV光固化型胶水包括聚碳酸酯丙烯酸酯预聚物，聚碳酸酯丙烯酸酯预聚物中的对称结构带来的结晶性为涂层提供强韧性，可以同步降低醚化双酚A丙烯酸酯预聚物以及第一丙烯酸酯单体在固化中收缩产生的内应力，进一步提高耐磨性，同时碳酸酯基具有比普通的酯基更优异的耐水解、耐湿热性和耐化学品稳定性。本发明提供的UV光固化型胶水包括醚化双酚A丙烯酸酯预聚物，由此利用醚化双酚A丙烯酸酯中双酚A的刚性基团作为链段中的主要刚性单元、提升胶层的内聚强度，增强耐磨性，同时改性引入的聚醚链段可以降低刚性链段固化中收缩产生的内应力。

在一些实施方案中，所述聚碳酸酯丙烯酸酯预聚物是聚碳酸酯多元醇与异氰酸酯和第二丙烯酸酯单体在例如催化剂和阻聚剂的存在下合成得到的。作为示例，将阻聚剂溶于少量丙烯酸酯单体（不含羟基），至溶液澄清透明，然后将该溶液、聚碳酸酯多元醇、部分丙烯酸酯单体（不含羟基）依次加入反应釜内，以100~150rpm的速度搅拌，并开启真空-0.07±0.01Mpa，升温至50~60℃；当釜内温度达到50~60℃，加入异氰酸酯，并开启真空-0.07±0.01MPa，搅拌时间30分钟；将催化剂溶于少量丙烯酸酯单体（不含羟基），至溶液澄清透明，然后将其加入釜内并开启真空-0.07±0.01Mpa，控制温度不超过75℃，搅拌60分钟；将催化剂溶于少量丙烯酸酯单体（不含羟基），至溶液澄清透明，将其加入釜内并开启真空-0.07±0.01Mpa，控制65~75℃，搅拌120分钟；将催化剂、阻聚剂溶于少量丙烯酸酯单体（不含羟基），至溶液澄清透明，然后将该溶液、不含羟基的丙烯酸酯单体（部分）和含羟基的丙烯酸酯单体加入釜内并开启真空-0.07±0.01Mpa，搅拌30分钟；将剩余的不含羟基的丙烯酸酯单体加入釜内，并开启真空-0.07±0.01Mpa，搅拌时间180分钟；出料，即得到所述聚碳酸酯丙烯酸酯预聚物。

在一些实施方案中，在所述聚碳酸酯丙烯酸酯预聚物的合成中，采用以下原料：以重量份数计，聚碳酸酯多元醇30~50份，异氰酸酯5~20份，第二丙烯酸酯单体20~40份，催化剂0.01~0.1份，阻聚剂0.01~0.05份。在一个优选的实施方案中，在所述聚碳酸酯丙烯酸酯预聚物的合成中，采用以下原料：以重量份数计，聚碳酸酯多元醇35~50份，异氰酸酯5~15份，第二丙烯酸酯单体20~35份，催化剂0.01~0.05份，阻聚剂0.01~0.03份。在一个更优选的实施方案中，在所述聚碳酸酯丙烯酸酯预聚物的合成中，采用以下原料：以重量份数计，聚碳酸酯多元醇35~45份，异氰酸酯10~15份，第二丙烯酸酯单体30~35份，催化剂0.01~0.03份，阻聚剂0.01~0.02份。

在一些实施方案中，所述聚碳酸酯多元醇为碳酸二甲酯或碳酸二乙酯与1,6-己二醇、1,5-戊二醇和1,4-丁二醇的一种或多种进行酯交换得到的。如本领域技术人员所理解的，酯交换反应，即酯与醇/酸/酯（不同的酯）在酸或碱的催化下生成一种新酯和一种新醇/酸/酯的反应。结合到本发明，聚碳酸酯多元醇为酯例如碳酸二甲酯或碳酸二乙酯与醇例如1,6-己二醇、1,5-戊二醇和1,4-丁二醇中的一种或多种在催化剂的作用下进行酯交换反应而得到的。

在一些实施方案中，所述醚化双酚A丙烯酸酯预聚物是醚化双酚A多元醇与异氰酸酯和第二丙烯酸酯单体在例如催化剂和阻聚剂的作用下合成得到的。所述醚化双酚A丙烯酸酯预聚物的制备方法类似于聚碳酸酯丙烯酸酯预聚物，不同之处仅在于将聚碳酸酯多元醇替换为醚化双酚A多元醇。

在一些实施方案中，在所述醚化双酚A丙烯酸酯预聚物的合成中，采用以下原料：以重量份数计，双酚A多元醇20~40份，异氰酸酯5~20份，第二丙烯酸酯单体20~40份，催化剂0.01~0.1份，阻聚剂0.01~0.05份。在一个优选的实施方案中，在所述醚化双酚A丙烯酸酯预聚物的合成中，采用以下原料：以重量份数计，双酚A多元醇20~35份，异氰酸酯5~15份，第二丙烯酸酯单体20~35份，催化剂0.01~0.05份，阻聚剂0.01~0.03份。在一个更优选的实施方案中，在所述醚化双酚A丙烯酸酯预聚物的合成中，采用以下原料：以重量份数计，双酚A多元醇25~30份，异氰酸酯10~15份，第二丙烯酸酯单体30~35份，催化剂0.01~0.03份，阻聚剂0.01~0.02份。

在一些实施方案中，所述醚化双酚A多元醇为双酚A与1,6-己二醇、1,5-戊二醇和1,4-丁二醇中的一种聚合得到的。

在一些实施方案中，用于形成丙烯酸酯预聚物的催化剂为有机锡类例如辛酸亚锡、有机铋类、有机胺类和无机酸类催化剂的一种或多种的组合。本领域技术人员已知的可以催化上述反应形成所述聚碳酸酯丙烯酸酯预聚物或所述醚化双酚A丙烯酸酯预聚物的所有催化剂均可用于本发明，对此不作进一步的限定。

在一些实施方案中，在形成丙烯酸酯预聚物的过程中使用的阻聚剂为对苯二酚、对羟基苯甲醚、2-叔丁基对苯二酚、2,5-二叔丁基对苯二酚、2,6-二叔丁基对甲酚、吩噻嗪、对苯醌、甲基氢醌中的一种或多种的组合。如本领域技术人员所理解的，阻聚剂是一种工业助剂，通常用于防止聚合作用的进行。阻聚剂分子可以与链自由基反应，形成非自由基物质或不能引发的低活性自由基，从而使聚合终止。本领域技术人员已知的可以用于上述反应以形成所述聚碳酸酯丙烯酸酯预聚物或所述醚化双酚A丙烯酸酯预聚物的所有阻聚剂均可用于本发明，对此不作进一步的限定。

在一些实施方案中，所述异氰酸酯为二异氰酸酯（TDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、二环己基甲烷二异氰酸酯（HMDI）、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）、赖氨酸二异氰酸酯（LDI）中的一种或多种的组合。

在一些实施方案中，所述第二丙烯酸酯单体为仅含丙烯酸酯双键的丙烯酸酯单体如丙烯酸异冰片酯和甲基丙烯酸异冰片酯以及进一步含羟基的丙烯酸酯单体如丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯和甲基丙烯酸羟丙酯中的一种或多种的组合。仅含丙烯酸酯双键的单体用于稀释体系粘度，不参与此步骤的合成反应；含丙烯酸酯双键和羟基的丙烯酸酯单体用于与多元醇和异氰酸酯反应扩链后的端位异氰酸酯反应，合成得到具有一定分子量的、端位含有可反应的丙烯酸酯双键的预聚物。

在一些实施方案中，所述第一丙烯酸酯单体为以下丙烯酸酯单体中的一种或者多种的组合：仅含丙烯酸酯双键的丙烯酸酯单体例如丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、三环癸烷二甲醇二甲基丙烯酸酯；进一步含羟基的丙烯酸酯单体如丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯；进一步含酸性官能团的丙烯酸酯单体，包括：含磷酸基团的丙烯酸酯单体如单官能团酸酯、双官能团酸酯或其混合物，和含羧酸基团的丙烯酸酯单体。作为含磷酸基团的丙烯酸酯单体的示例，可以列举的是单官能团酸酯为主的共荣社P-1M、或者双官能团为主的共荣社P-2M；作为含羧酸基团的丙烯酸酯单体的示例，可以列举的是Sarbox ®SR9051（一种三官能团酸酯）、Sarbox ®SR9050（一种单官能团酸酯）。在一些实施方案中，所述第一丙烯酸酯单体为丙烯酸异冰片酯、丙烯酸羟丙酯、三官能团酸酯和三环癸烷二甲醇二甲基丙烯酸酯中的一种或多种的组合。本发明所选用的第一丙烯酸酯单体是低极性桥环和双环二烯基的单体，其可以降低胶水整体的极性，有利于胶水与致密金属表面的浸润，提高粘结力，同时含有酸性官能团和/或羟基基团的单体可与铝材表面-OH形成分子间氢键，提高粘结力。在本发明中，所述第一丙烯酸酯单体在胶水中未经紫外光照射，不会发生反应，在经紫外光固化后，涂层表面仍有少量未反应的羟基和/或酸性官能团存在，在进入下道工序中时可以与此工序中的结构胶（2K PU）中的功能性官能团反应，进一步提高了粘结强度和可靠性。

在一些实施方案中，所述光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、苯基双(2,4,6-三甲基本甲酰基)氧化膦、三甲基甲酰基-二苯基氧化膦、双环单萜类化合物中的一种或多种的组合。如本领域技术人员所理解的，光引发剂是一类能在紫外光区(250～420nm)或可见光区(400～800nm)吸收一定波长的能量，产生自由基、阳离子等，从而引发单体聚合交联固化的化合物。在本发明中，所述光引发剂在一定波长的紫外光的照射下，分解产生活性中心，引发链式反应，单体和预聚物交联聚合分解产生活性中心，从而使得本发明的UV光固化型胶水固化。选择不同最大吸收峰的光引发剂进行复配可以提高丙烯酸酯的双键转化率，提高固化效率。

在一些实施方案中，所述填料为钛白粉、滑石粉、纳米二氧化硅、颜料中的一种或多种的组合。在本发明中，填料作为非反应型组分可以在固化时降低胶层的收缩，进一步削弱内应力对后续可靠性测试的影响，同时适量的填料的存在对胶层有补强作用，可以增强胶层的耐摩擦性能。当然，也可以使用本领域技术人员已知的可以用于本发明的其他填料，本发明对此不作进一步限定。

在一些实施方案中，所述助剂包括偶联剂例如γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、分散剂、增塑剂、阻聚剂、消泡剂如BYK066N、色浆如T543X中的一种或多种的组合。偶联剂可以提高胶层与界面的粘接，提高可靠性。分散剂可帮助色浆均匀地分散在胶水中而不发生析出分层现象。增塑剂可以削弱UV光固化型胶水的分子间的作用力，降低熔融温度和熔体黏度，改善其成型加工性能。消泡剂能够降低水、溶液、悬浮液等的表面张力，防止泡沫形成。当然，可以使用本领域技术人员已知的可以用于本发明的任何助剂，本发明对此不作进一步限定。

本发明的UV光固化型胶水可以在中低等温度例如25-70℃、优选60℃下实现连续喷涂，固化后的涂层具有高硬度的同时兼顾了韧性——弯折不开裂，具有很高的绝缘性、耐电解液性能以及其他可靠性测试。此外，本发明也解决了现有锂电池绝缘涂层贴胶膜工艺繁杂的困扰，提升对结构胶的粘结性能。通过上述配方设计与优化，涂层最高可以在150μm的厚度下仍保证硬度、韧性、粘结力、绝缘性和可靠性结果在设计范围内。

本发明还提供了所述UV光固化型胶水在制备电池中的绝缘保护层中的应用。

在一些实施方案中，所述电池为锂离子电池。

当然，所述UV光固化型胶水也可以广泛地应用在对UV固化涂层的硬度、韧性、与基材的粘接力、可靠性有一定要求的各个领域。

下面结合实施例对本发明进行更为具体和详细的描述，实施例仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明。若无特殊说明，本发明的所有原料和试剂均为常规市场的原料、试剂。

实施例1

聚碳酸酯丙烯酸酯预聚物的制备：将0.01份2,5-二叔丁基对苯二酚溶于1份丙烯酸异冰片酯，至溶液澄清透明；然后将该溶液、40份聚碳酸酯二元醇（通过碳酸二甲酯同时与1,6-己二醇和1,5-戊二醇进行酯交换得到的）、10份丙烯酸异冰片酯依次加入反应釜内，以100~150rpm的速度搅拌，并开启真空-0.07±0.01Mpa，升温至50~60℃；当釜内温度达到50~60℃，加入10.5份二环己基甲烷二异氰酸酯，并开启真空-0.07±0.01MPa，搅拌时间30分钟；将0.01份辛酸亚锡催化剂溶于1份丙烯酸异冰片酯，至溶液澄清透明，然后将该溶液加入釜内并开启真空-0.07±0.01Mpa，控制温度不超过75℃，搅拌60分钟；将0.01份辛酸亚锡催化剂溶于1份丙烯酸异冰片酯，至溶液澄清透明，然后将该溶液加入釜内并开启真空-0.07±0.01Mpa，控制65~75℃，搅拌120分钟；将0.01份辛酸亚锡催化剂、0.01份吩噻嗪溶于1份丙烯酸异冰片酯，至溶液澄清透明，然后将该溶液、5份丙烯酸异冰片酯和5.5份甲基丙烯酸羟乙酯加入釜内并开启真空-0.07±0.01Mpa，搅拌30分钟；将10份丙烯酸异冰片酯加入釜内，并开启真空-0.07±0.01Mpa，搅拌时间180分钟；出料。

醚化双酚A丙烯酸酯预聚物的制备：制备步骤类似于上述聚碳酸酯丙烯酸酯预聚物的制备，仅需将聚碳酸酯多元醇替换为醚化双酚A多元醇（双酚A与1,6-己二醇聚合得到的）即可。

UV光固化型胶水的制备：将40份丙烯酸异冰片酯、5份丙烯酸羟丙酯、3份Sarbox®SR9051（一种三官能团酸酯，购自沙多玛）、10份三环癸烷二甲醇二甲基丙烯酸酯（第一丙烯酸酯单体）、4份三甲基甲酰基-二苯基氧化膦（光引发剂）和2份1-羟基环己基苯基甲酮（光引发剂）依次加入反应釜内以100~150rpm的速度搅拌直至混合均匀；加入30份上述聚碳酸酯丙烯酸酯和10份上述醚化双酚A丙烯酸酯、10份钛白粉，以50~100rpm的速度搅拌直至混合均匀；加入8份T543X（色浆）、2份γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，以100~150rpm的速度搅拌20~30min后过滤，出料。

实施例2：与实施例1的区别在于，实施例2将醚化双酚A丙烯酸酯全部替换成聚碳酸酯丙烯酸酯。实施例2中使用的聚碳酸酯丙烯酸酯与实施例1相同。

实施例3：与实施例1的区别在于，实施例3将聚碳酸酯丙烯酸酯全部替换成醚化双酚A丙烯酸酯。实施例3中使用的醚化双酚A丙烯酸酯与实施例1相同。

实施例4：与实施例1的区别在于，实施例4不选用含有功能性官能团的丙烯酸酯单体，而将丙烯酸异冰片酯增加为48份。实施例4中使用的醚化双酚A丙烯酸酯和聚碳酸酯丙烯酸酯与实施例1相同。

实施例5：与实施例1的区别在于，聚碳酸酯丙烯酸酯和醚化双酚A丙烯酸酯的用量。

对比例1：专利CN 113881282 A的实施例4：动力电池铝合金表面保护用UV喷墨墨水，包括如下重量份数的组分：6份苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、15份聚氨酯丙烯酸酯、8份改性环氧丙烯酸酯、20份环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯、10份丙烯酰吗啉、25份四氢呋喃丙烯酸酯、10份2-苯氧基乙基丙烯酸酯、20份UV色浆、5份醋酸乙酯、2份流平剂。

对比例2：客户提供的市售不具名胶水。

对比例3：与实施例1的区别在于，对比例3的预聚物全部选用聚氨酯丙烯酸酯（沙多玛 CN981 NS）。

对比例4: 与实施例1的区别在于，对比例4选用10份聚碳酸酯丙烯酸酯，其余30份替换成丙烯酸酯单体（即丙烯酸异冰片酯），没有醚化双酚A丙烯酸酯。

对比例5: 与实施例1的区别在于，对比例5选用70份聚碳酸酯丙烯酸酯，其中30份由丙烯酸酯单体（即丙烯酸异冰片酯）替换，没有醚化双酚A丙烯酸酯。

实施例1-5以及对比例3-5的具体组成如下表1所示。

表1

性能测试：分别对实施例1-4以及对比例1-5所制备的胶水进行以下测试：

（1）粘度测试

测试方法：将常温粘度BROOKFIELD DV3T温度设置为25℃，清洁托盘并平衡校正，用注射器实时称取0.4mL胶水放入托盘中。选择51号转子，设置转速，保证扭矩在20%~80%之间。当粘度数据趋于稳定，波动不超过1%即可读数。

测试结果：粘度测试的测试结果示于表2。由表2可知，本发明所制备的UV光固化型胶水的粘度在200至300的范围内，粘度小于500，适合喷涂，不影响连续化生产，因此本发明的UV光固化型胶水均是合格产品。可以通过调整配方来调整本申请所请求保护的UV光固化型胶水的粘度，以适应不同的电芯尺寸的需求。

（2）增粘率测试

测试方法：将胶水灌装在30cc的茶色管内，放入80℃的烘箱4小时，然后取出冷却至室温测试粘度。

测试结果：增粘率的测试结果示于表2。由表2可知，本发明所制备的UV光固化型胶水的增粘率均小于10%，甚至小于5%。

（3）百格测试

测试方法：将胶水均匀涂在铝质基材上，使用固化设备进行光固化，静置10min，检查百格刀刀刃是否过度磨损，如磨损严重，更换刀片，将百格刀垂直于样品上，均匀施力，切出约20mm长的划痕，每个切割都应穿透至铝质基材表面，在相同位置将百格刀水平于样品上，均匀施力，切出约20mm长的划痕，每个切割都应穿透至铝质基材表面，用毛刷清理碎片，按均匀的速度拉出一段胶粘带，除去最前面的一段，然后剪下长约75mm的胶粘带，把该胶粘带的中心点放在网格上方，方向与一组切割线平行，用手指或橡皮擦把胶粘带在网格区上方的部位压平，胶粘带长度至少超过网格20mm，拉住胶带从单一方向以180°均匀的撕下胶带，重复两次实验，根据标准记录结果；

测试结果：百格测试的测试结果示于表2。由表2可知，本发明所制备的绝缘涂层的附着力处于GB9286-98百格测试标准的上限，可见本发明的绝缘涂层均是合格产品，可用于缩短手机组装的保压时间。可以通过调整配方来调整本申请所请求保护的锂电池UV固化绝缘涂层的附着力，以适应不同的电芯尺寸的需求。

（4）铅笔硬度测试

测试方法：使用三菱6B-9H铅笔作为测试标准，制备好测试样品，将安装好的铅笔硬度计轻放在胶层边缘（未触碰到胶水），用手指抓住滑轮两侧，以5~10cm/s的速度单次向前推10mm，以肉眼观察涂层表面是否被划伤，依铅笔硬度的顺序。由硬到软逐步测试，直到笔尖完全不会刮伤涂层表面为止。

测试结果：铅笔硬度测试的测试结果示于表2。由表2可知，本发明所制备的绝缘涂层的附着力均大于2H，符合绝缘涂层H铅笔硬度的要求，可见本发明的绝缘涂层均是合格产品。可以通过调整配方来调整本申请所请求保护的锂电池UV固化绝缘涂层的铅笔硬度，以适应不同的电芯尺寸的需求。

（5）绝缘电阻测试

测试方法：使用HEX301直交流耐压绝缘测试仪进行测试，制备好测试样品，在基材两侧和背部贴上绝缘胶带，正负极夹住基板两侧，选择“绝缘电阻测试”，将测试条件调整为DC 1000V，5s，点击测试，并读取测试结果。

测试结果：绝缘电阻测试的测试结果示于表2。由表2可知，本发明所制备的绝缘涂层的绝缘电阻均超过设备的最大量程200GΩ，电流也无限小无法读取，符合绝缘涂层绝缘的要求，可见本发明的绝缘涂层均是合格产品。可以通过调整配方来调整本申请所请求保护的锂电池UV固化绝缘涂层的绝缘性，以适应不同的电芯尺寸的需求。

（6）耐压测试

测试方法：HEX301直交流耐压绝缘测试仪进行测试，制备好测试样品，在基材两侧和背部贴上绝缘胶带，正负极夹住基板两侧，选择“直流耐压测试”，将测试条件调整为DC2700V，60s，点击测试，读取测试结果，并重复验证25次。

测试结果：耐压测试的测试结果示于表2。由表2可知，本发明所制备的绝缘涂层可耐受住2700V直流电5s，符合绝缘涂层绝缘的要求，可见本发明的绝缘涂层均是合格产品。可以通过调整配方来调整本申请所请求保护的锂电池UV固化绝缘涂层的绝缘性，以适应不同的电芯尺寸的需求。

（7）剪切强度测试

测试方法：制备好测试样品，使用1:1混合胶枪在上述有涂层的基材上均匀打上双组份结构胶，使用0.254mm的Spacer控制厚度、治具控制粘接面积，在80℃ 3hrs的条件下固化，冷却后以5mm/min的速度在万能拉力机上测试剪切强度。

测试结果：剪切强度的测试结果示于表2。由表2可知，本发明所制备的绝缘涂层的剪切强度均大于10MPa（实施例1更是接近20MPa，市售的涂层在15MPa左右），双85湿热老化测试1000小时后均大于8MPa（实施例3除外，市售的涂层约为7.5MPa，对比例1甚至在250小时后衰减至2.38MPa），可见本发明的绝缘涂层均是合格产品。可以通过调整配方来调整本申请所请求保护的锂电池UV固化绝缘涂层的剪切强度，以适应不同的电芯尺寸的需求。

（8）弯曲测试

测试方法：制备好测试样品，将测试样品在不同直径的轴棒上弯曲，观察涂层表面的形貌。

测试结果：弯曲测试的测试结果示于表2。由表2可知，本发明所制备的绝缘涂层满足在32mm曲率半径轴棒上弯曲后表面无龟裂，褶皱和开裂现象，市售的涂层表面开裂，边缘有掉片现象，可见本发明的绝缘涂层均是合格产品。可以通过调整配方来调整本申请所请求保护的锂电池UV固化绝缘涂层的抗弯曲能力，以适应不同的电芯尺寸的需求。

（9）耐磨性测试

测试方法：制备好测试样品，以ISO 1518为标准，负载1kg，摩擦介质CS-17，45循环/min，循环3000次。

测试结果：弯曲测试的测试结果示于表2。由表2可知，本发明所制备的绝缘涂层表面无明显痕迹，市售的涂层表面略有泛白，可见本发明的绝缘涂层均是合格产品。可以通过调整配方来调整本申请所请求保护的锂电池UV固化绝缘涂层的耐磨性，以适应不同的电芯尺寸的需求。

（10）水煮测试

测试方法：将制备好的测试样品，悬空放置在沸水中24小时，取出后进行百格测试、铅笔硬度测试以及绝缘电阻测试。

测试结果：水煮后的测试结果示于表2。由表2可知，本发明所制备的绝缘涂层在经水煮测试老化后百格测试、铅笔硬度测试以及绝缘电阻测试均未发生衰减，可见本发明的绝缘涂层是合格产品。可以通过调整配方来调整本申请所请求保护的绝缘涂层的可靠性测试，以适应不同的电芯尺寸的需求。

（11）耐电解液测试

测试方法：在制备好的测试样品上滴加0.5g电解液（低级性溶剂+中等极性溶剂+高极性溶剂），80℃烘箱烘烤2小时，取出后进行百格测试、铅笔硬度测试以及绝缘电阻测试。

测试结果：水煮后的测试结果示于表2。由表2可知，本发明所制备的绝缘涂层在经电解液热老化后百格测试、铅笔硬度测试以及绝缘电阻测试均未发生衰减，可见本发明的绝缘涂层是合格产品。可以通过调整配方来调整本申请所请求保护的绝缘涂层的可靠性测试，以适应不同的电芯尺寸的需求。

（12）盐雾测试

测试方法：将制备测试样品，参照GB/T31467.3蓄电池包或系统盐雾要求，严酷等级(5)进行老化实验。

测试结果：测试结果示于表2。由表2可知，本发明所制备的绝缘涂层在经盐雾测试后百格测试、铅笔硬度测试以及绝缘电阻测试均未发生衰减，可见本发明的绝缘涂层是合格产品。可以通过调整配方来调整本申请所请求保护的绝缘涂层的可靠性测试，以适应不同的电芯尺寸的需求。

在组装完成后的可靠性测试例如水煮测试、耐电解液测试、盐雾测试中，由于涂层兼具了刚性与韧性，即使电芯变形弯曲，胶层也未发生开裂、脱落等失效，特殊的结构设计使其具有极高的耐高压绝缘性，碳酸酯和低极性结构例如丙烯酸异冰片酯、三环癸烷二甲醇二甲基丙烯酸酯单体中的环状结构，醚化双酚A丙烯酸酯预聚物中的纯碳链重复单元等的引入提高了涂层的耐湿热性、耐盐雾能力、以及对电解液的热稳定性。

表2

注：可靠性测试是指水煮测试、耐电解液测试或盐雾测试，例如各种可靠性测试后的百格测试是指水煮测试后、或耐电解液测试后、或盐雾测试后的百格测试，为了简明将其放在一起。

综上，同时含有聚碳酸酯丙烯酸酯预聚物和醚化双酚A丙烯酸酯预聚物的UV光固化型胶水通过了上述各项测试，具有更优异的性能。

以上仅为本发明的较佳实施方案而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种UV光固化型胶水，其中，所述UV光固化型胶水包括：丙烯酸酯预聚物、第一丙烯酸酯单体和光引发剂，其中所述丙烯酸酯预聚物为聚碳酸酯丙烯酸酯预聚物和醚化双酚A丙烯酸酯预聚物，并且，以重量份数计，所述丙烯酸酯预聚物为20~60份，所述第一丙烯酸酯单体为30~70份，所述光引发剂为1~8份，其中，所述聚碳酸酯丙烯酸酯预聚物或醚化双酚A丙烯酸酯预聚物是聚碳酸酯多元醇或醚化双酚A多元醇分别与异氰酸酯和第二丙烯酸酯单体合成得到的，其中，所述第二丙烯酸酯单体为仅含丙烯酸酯双键的丙烯酸酯单体和含羟基的丙烯酸酯单体的组合；所述仅含丙烯酸酯双键的丙烯酸酯单体为丙烯酸异冰片酯、和甲基丙烯酸异冰片酯中的一种或者两种；所述含羟基的丙烯酸酯单体为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、和甲基丙烯酸羟丙酯中的一种或者多种。

2.根据权利要求1所述的UV光固化型胶水，其中，所述丙烯酸酯预聚物的分子量为≤20,000Da。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的UV光固化型胶水，其中，所述聚碳酸酯多元醇为碳酸二甲酯或碳酸二乙酯与1,6-己二醇、1,5-戊二醇和1,4-丁二醇的一种或多种进行酯交换得到的。

4.根据权利要求1-2中任一项所述的UV光固化型胶水，其中，所述醚化双酚A多元醇为双酚A与1,6-己二醇、1,5-戊二醇和1,4-丁二醇中的一种聚合得到的。

5.根据权利要求1-2中任一项所述的UV光固化型胶水，其中，所述异氰酸酯为二异氰酸酯（TDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、二环己基甲烷二异氰酸酯（HMDI）、六亚甲基二异氰酸酯（HDI）、赖氨酸二异氰酸酯（LDI）中的一种或多种的组合。

6.根据权利要求1-2中任一项所述的UV光固化型胶水，其中，所述第一丙烯酸酯单体为以下丙烯酸酯单体中的一种或者多种的组合：仅含丙烯酸酯双键的丙烯酸酯单体；含羟基的丙烯酸酯单体；含酸性官能团的丙烯酸酯单体，包括：含磷酸基团的丙烯酸酯单体和含羧酸基团的丙烯酸酯单体。

7.根据权利要求6所述的UV光固化型胶水，其中，所述含丙烯酸酯双键的丙烯酸酯单体为丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、三环癸烷二甲醇二甲基丙烯酸酯中的一种或多种的组合。

8.根据权利要求6所述的UV光固化型胶水，其中，所述含羟基的丙烯酸酯单体为丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯中的一种或多种的组合。

9.根据权利要求6所述的UV光固化型胶水，其中，所述含磷酸基团的丙烯酸酯单体为单官能团酸酯、双官能团酸酯或其混合物。

10.根据权利要求6所述的UV光固化型胶水，其中，所述含羧酸基团的丙烯酸酯单体为三官能团酸酯。

11.根据权利要求1-2中任一项所述的UV光固化型胶水，其中，所述第一丙烯酸酯单体为丙烯酸异冰片酯、丙烯酸羟丙酯、三官能团酸酯和三环癸烷二甲醇二甲基丙烯酸酯中的一种或多种的组合。

12.权利要求1-11中任一项所述的UV光固化型胶水在制备电池中的绝缘保护层中的应用。