CN115305040A - 阻水型复合热熔胶及其密封电极极片的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种阻水型复合热熔胶，其中，所述阻水型复合热熔胶包括30～60份低极性热塑性树脂、10～40份热塑性弹性体、15～30份低极性多元醇和4～10份异氰酸酯类交联剂所形成的异氰酸酯封端多元醇预聚物。此外，本发明还提供了一种利用上述热熔胶密封电池极片的方法。本发明通过将加热密封与热熔胶密封相结合来对电极极片进行密封，利用热熔胶在100℃以上可以熔化成液体从而具有流动性来对加热密封后仍然存在的缺口进行热熔胶密封，从而实现阻隔湿气进入的效果，同时也避免了反复热封造成铝塑袋破损的风险，此外，阻水型复合热熔胶在固化过程中可以与空气中的湿气反应，从而吸附渗入到胶层内部的湿气，进而增强隔绝湿气进入的效果。

Description

阻水型复合热熔胶及其密封电极极片的方法
技术领域
本发明一种阻水型复合热熔胶，具体地，涉及一种用于密封电极极片的阻水型复合热熔胶及其用于密封电极极片的方法。
背景技术
本节中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并不构成现有技术。
电极极片是电子或电器装置、设备中的一种部件，用做导电介质(固体、气体、真空或电解质溶液)中输入或导出电流的两个端。输入电流的一极叫阳极或正极，放出电流的一极叫阴极或负极。电极有各种类型，如阴极、阳极、焊接电极、电炉电极等。电池作为一种新型的能源正在得到越来越广泛的应用，电极极片作为电池的重要组成部分对电池的性能至关重要。
然而，在实际的生产中，电池极片的生产与电池的组装往往不在同一个地方进行，因此，电极极片在组装到电池中之前往往需要经历运输过程，例如，需要将电极极片通过陆运、海运或空运的方式运往下一道工序的所在地。电极极片由于其性能需要，在运输过程中需要严格控制所处环境的湿度，从而使得电极极片的性能在运输过程中不受环境的湿度的影响或尽可能少地受其影响。
目前，现有包装工艺会先对电极极片的包装除水，然后在低湿度环境下在极片外部增加包装以隔绝外部湿气，内部充高纯惰性气体以进行保护。目前有两种包装工艺(一种为刚性外壳笼罩方式，一种为铝塑袋包裹方式)进行保护。当前申请人所使用的工艺是使用铝塑袋进行包装保护，铝塑袋口使用热封机加热到130℃以上进行热封封口，将铝塑袋内层聚丙烯(PP)层熔融，进而将各层结构粘合在一起来进行封口，具体工艺如下：
Figure BDA0003760856510000021
然而，该工艺存在以下几点问题：(1)热封机的温度不稳定且不易控制，容易造成局部PP层被烫穿，从而留下微小缝隙或孔洞，湿气顺着破坏的位置进入到内部环境；(2)PP袋和铝塑袋热封时，局部位置堆叠的层数不同，层数多的位置热封时容易出现温度不够导致密封效果差的情况；(3)因堆叠的层数不同，导致热封处厚薄不均一，在厚薄交接位置，容易出现漏封情况，导致密封失效；(4)需要人工操作，人为控制热封机加热时间和烫头封口时间，工艺不易控制，重复热封容易导致铝塑袋破损。因此，亟需一种改进的密封方法，以实现对电极极片的良好密封。
热熔胶一般分为非反应型热熔胶和反应型热熔胶，非反应型热熔胶主要成分为热塑性高分子聚合物，制成的胶粘剂在熔融状态下具有可操作施工性能，借冷却硬化实现胶接的高分子胶粘剂。反应型热熔胶主要是反应型聚氨酯热熔胶，主要成分除了热塑性高分子聚合物外，还含有带有聚氨酯成分的反应性高分子，在冷却硬化实现胶接之外，聚氨酯成分还会进行湿气固化，进一步提高粘接力和本体强度。常规非反应型热熔胶热稳定性差，耐高温低温性能不佳，粘接强度也偏低；而常规反应型聚氨酯热熔胶则阻水效果较差，同时初始强度较低，对低极性表面粘接效果较差。
因此，制备一种阻水性能优异的热熔胶并将其用于电极极片的密封以实现电极极片的良好密封对于对电极极片的存储、运输和组装等具有十分重要的意义。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种阻水型复合热熔胶，以及利用该阻水型复合热熔胶密封电池极片的方法，以解决当前申请人所使用的热封工艺中由于以上问题所造成的密封失效，同时可以对设备进行自动化或半自动化操作，工艺便于控制。
根据本发明的第一方面，提供了一种阻水型复合热熔胶，其中，所述阻水型复合热熔胶包括30～60份低极性热塑性树脂、10～40份热塑性弹性体、15～30份低极性多元醇和4～10份异氰酸酯类交联剂所形成的异氰酸酯封端多元醇预聚物。
根据本发明的第二方面，提供了一种利用本发明的第一方面所述的阻水型复合热熔胶密封电池极片的方法，其中，所述方法包括：1)对用于电极极片的包装进行除水，优选地，所述包装为铝塑袋，优选地，在45℃-80℃条件下对所述包装进行除水；2)在低湿度环境下将电极极片装入所述包装，优选地，所述低湿度环境的湿度为10％以下，优选5％以下；3)在所述包装的内部充惰性气体进行保护；4)对所述包装的开口进行加热密封，再利用本发明的第一方面所述的阻水型复合热熔胶进行热熔胶密封，从而得到密封的电极极片，其中，所述阻水型复合热熔胶在施加时呈液体状态；以及5)冷压定形，优选地，所述冷压定形的温度为21℃-40℃，优选为21℃-30℃。
本发明的有益效果：
本发明提供的阻水型复合热熔胶通过使用低极性热塑性树脂、热塑性弹性体和低极性多元醇进行组合复配，再加入异氰酸酯类交联剂进行合成，辅以加入粘接促进剂、抗氧化剂等助剂来制备一种阻水型复合热熔胶，其具有低粘度、良好阻隔湿气效果、对PA、PP、PE等材料有良好粘接力、良好的柔韧性、可适应高低温环境、耐候性良好等优点。
本发明采用铝塑袋来包装密封电极极片，在现有技术的加热密封的基础上，增加了热熔胶密封工艺，本发明仅需要单次加热密封，然后采用阻水型复合热熔胶在经加热密封的封口处进行热熔胶密封。本发明利用阻水型复合热熔胶粘度低、软化点低，在高温熔融后呈液体状态从而具有流动性的特点，将其填充整个热封面，并渗入到缝隙或空洞处进行填补，彻底隔绝铝塑袋内部与外界环境；然后利用阻水型复合热熔胶冷却后相态由液态转变为固态的特性实现密封；此外，由于阻水型复合热熔胶对铝塑袋的内层聚丙烯(PP)材质具有良好的粘接性，且硬度较低，能够在运输途中抵抗冲击、震荡等物理受力，保证密封处不会粘接失效；而且，利用本发明的阻水型复合热熔胶中的热塑性组分与异氰酸酯封端多元醇预聚物的协同作用，既利用其化学结构疏水性阻隔湿气进入，同时利用异氰酸酯封端多元醇预聚物可湿气固化特点，反应掉少量渗入到胶层内部的湿气，其从而实现良好的隔绝湿气进入到内部空间的效果，同时也避免了反复热封造成铝塑袋破损的风险；可使用设备来控制温度、出胶量和施胶，从而实现人工、半自动化或自动化灵活操作；此外，冷却后即可快速建立较高的固化强度，不影响后续工艺节拍。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施方案。
图1是根据本发明的一些实施方案的密封电池极片的方法的流程图。
图2是根据本发明的一些实施方案的对照例1、实施例1-7的热熔胶和STD 6100、ST7860B的粘度对比图。
图3是根据本发明的一些实施方案的对照例1、实施例1-7的热熔胶和STD 6100、ST7860B的初始剥离强度和24h剥离强度对比图。
图4是根据本发明的一些实施方案的对照例1、实施例1-7的热熔胶和STD 6100、ST7860B的透湿率对比图。
图5是根据本发明的一些实施方案的对照例1、实施例1-7的热熔胶和STD 6100、ST7860B的硬度对比图。
图6是根据本发明的一些实施方案的对照例1、实施例1-7的热熔胶和STD 6100、ST7860B的湿度变化对比图。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施方案和附图，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。
电极极片在组装到电池中之前往往需要经历运输过程，为了使电极极片的性能在运输过程中不受所述环境湿度的影响或尽可能地少受影响，就需要对电极极片进行包装密封，以有效地隔绝外部的湿气。目前的工艺是使用铝塑袋对电极极片进行包装，使用热封机在铝塑袋热封口处进行一次或多次加热密封，保证铝塑袋内层PP完全熔融贴合在一起，从而实现隔绝外部湿气进入铝塑袋内部。但是根据目前的工艺，一次热封很难保证完全密封，但多次热封又容易造成铝塑袋破损，两者都会导致密封失效。
因此，本发明进一步改进了密封工艺，将现有技术中公开的对电极极片的加热密封与热熔胶密封相结合，以实现更好的密封效果。
具体地，根据本发明的第一方面，提供了一种阻水型复合热熔胶，其中，所述阻水型复合热熔胶包括30～60份低极性热塑性树脂、10～40份热塑性弹性体、15～30份低极性多元醇和4～10份异氰酸酯类交联剂所形成的异氰酸酯封端多元醇预聚物。
如本领域技术人员所已知的，极性取决于分子内正负电荷中心重合度，重合度越高，极性越低，或分子结构越对称，极性越低。在本发明中，由于被粘接的材料具有低极性，因此，选择低极性热塑性树脂、低极性多元醇来制备阻水型复合热熔胶。此外，选择低极性热塑性树脂和低极性多元醇，一方面利用其结构上的疏水性阻隔湿气，另一方面二者极性相近，混合后能够在体系中稳定兼容不分相。
在所述阻水型复合热熔胶中，低极性热塑性树脂主要用于调节粘度，增加界面浸润和粘接作用。在一些实施方案中，所述低极性热塑性树脂可以是C5增粘树脂、C9增粘树脂、萜烯树脂、聚烯烃蜡如聚丙烯蜡中的一种或多种的组合。当然，也可以选择本领域已知的可用于本发明的其他低极性热塑性树脂，本发明对此不作进一步的限定。
在所述阻水型复合热熔胶中，热塑性弹性体主要起阻隔湿气、增加本体柔韧性作用。在一些实施方案中，所述热塑性弹性体可以为聚烯烃橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、非晶态α-烯烃共聚物(APAO)中的一种或多种的组合。当然，也可以选择本领域已知的可用于本发明的其他热塑性弹性体，本发明对此不作进一步的限定。
在所述阻水型复合热熔胶中，低极性多元醇与异氰酸酯类交联剂发生化学反应，生产异氰酸酯封端多元醇预聚物。所述异氰酸酯封端多元醇预聚物提供固化后最终本体强度、高低温使用稳定性、阻隔和吸收湿气作用。
在一些实施方案中，所述低极性多元醇为聚烯烃多元醇、聚四氢呋喃多元醇(PTMEG)、3-甲基聚四氢呋喃多元醇(3-PTMEG)、二聚酸多元醇中的一种或多种的组合。当然也可以选择本领域已知的可用于本发明的其他低极性多元醇，本发明对此不作进一步的限定。
在一些实施方案中，异氰酸酯类交联剂可以是芳香族异氰酸酯如二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)，或者为脂肪族异氰酸酯如六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)中的一种或多种的组合。当然也可以选择本领域已知的可用于本发明的其他异氰酸酯类交联剂，本发明对此不作进一步的限定。
在一些实施方案中，所述热塑性弹性体和所述低极性多元醇分别为乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)和聚四氢呋喃多元醇(PTMEG)、或乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)和二聚酸多元醇、或聚烯烃橡胶和聚烯烃多元醇、或聚烯烃橡胶和二聚酸多元醇、或聚烯烃橡胶和聚四氢呋喃多元醇(PTMEG)、或乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)和聚烯烃多元醇、或非晶态α-烯烃共聚物(APAO)和聚烯烃多元醇。
在本发明中，所述阻水型复合热熔胶还包括助剂例如粘接促进剂、抗氧化剂和催化剂，优选地，所述粘接促进剂为0.5～3份，抗氧化剂为0.1～3份，催化剂为0.05～0.5份。
在所述阻水型复合热熔胶中，粘接促进剂起改善界面粘接效果作用。在一些实施方案中，粘接促进剂可以是γ-巯基丙基三甲氧基硅烷(A-189)。当然也可以选择本领域已知的可用于本发明的其他粘接促进剂，本发明对此不作进一步的限定。
在所述阻水型复合热熔胶中，抗氧化剂起减轻高温老化作用。在一些实施方案中，抗氧化剂可以是抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168中的一种或多种的组合。当然也可以选择本领域已知的可用于本发明的其他抗氧化剂，本发明对此不作进一步的限定。
在所述阻水型复合热熔胶中，催化剂催化后固化反应的进行和控制反应速度。在一些实施方案中，催化剂可以是有机锡类催化剂、DMDEE中的一种或多种的组合。当然也可以选择本领域已知的可用于本发明的其他催化剂，本发明对此不作进一步的限定。
在一些实施方案中，在所述阻水型复合热熔胶中，所述热塑性弹性体在所述阻水型复合热熔胶中的质量分数为10～35％。在此范围内时，所述阻水型复合热熔胶具有良好的综合性能，例如具有低粘度、良好阻隔湿气效果、对PA、PP、PE等材料有良好粘接力、良好的柔韧性、可适应高低温环境、耐候性良好。
在一些实施方案中，在所述阻水型复合热熔胶中，所述低极性多元醇与所述交联剂的含量之和在所述阻水型复合热熔胶中的质量分数为20～40％。在此范围内时，所述阻水型复合热熔胶具有良好的综合性能，例如具有低粘度、良好阻隔湿气效果、对PA、PP、PE等材料有良好粘接力、良好的柔韧性、可适应高低温环境、耐候性良好。
本发明提供的上述阻水型复合热熔胶可以通过以下方法来制备：将低极性热塑性树脂和热塑性弹性体在一定的温度下搅拌均匀，然后再加入低极性多元醇和抗氧化剂，降低至一定温度并真空搅拌，在检测到水分含量低于500ppm后，继续降温至一定温度并加入交联剂，同时真空搅拌至温度不再上升，然后慢慢升温至一定温度后，继续真空搅拌，确定其中的羟基反应完全并形成需要的预聚体，然后加入粘接促进剂和催化剂，抽真空，并充分搅拌至反应均匀后出料，由此获得所述阻水型复合热熔胶。
本发明所提供的上述阻水型复合热熔胶通过使用低极性热塑性树脂、热塑性弹性体和低极性多元醇进行组合复配，再加入异氰酸酯交联剂进行合成，辅以加入粘接促进剂、抗氧化剂、助剂等，从而制备得到一种阻水型复合热熔胶，具有低粘度、良好阻隔湿气效果、对PA、PP、PE等材料有良好粘接力、良好的柔韧性、可适应高低温环境、耐候性良好等优点。
基于本发明的第一方面所提供的上述阻水型复合热熔胶，发明人对现有技术中公开的对电极极片的包装的加热密封进行了改进，即，在加热密封基础上增加了热熔胶密封工艺，从而实现了更好的密封效果。
具体地，根据本发明的第二方面，提供了一种密封电池极片的方法，所述方法包括：1)对用于电极极片的包装进行除水，优选地，所述包装为铝塑袋，优选地，在45℃-80℃条件下对所述包装进行除水；2)在低湿度环境下将电极极片装入所述包装，优选地，所述低湿度环境的湿度为10％以下，优选5％以下；3)在所述包装的内部充惰性气体进行保护；4)对所述包装的开口进行加热密封，再利用本发明的第一方面所述的阻水型复合热熔胶进行热熔胶密封，从而得到密封的电极极片，其中，所述阻水型复合热熔胶在施加时呈液体状态；以及5)冷压定形，优选地，所述冷压定形的温度为21℃-40℃，优选为21℃-30℃。
在现有技术中，通常采用高分子包装或刚性纯金属对电极极片进行包装。然而，如果单纯用高分子包装进行密封，防水效果不如金属好，而采用刚性纯金属进行密封，壳体比较重，所占体积空间也比较大，并且其一般适用于较大电极片的包装。在本发明中，使用铝塑袋来包装电极极片，铝塑袋作为包装具有防静电、防紫外线、防潮隔氧遮光、耐寒耐油耐高温、保鲜隔氧易封性强等特点。
在本发明中，所使用的铝塑袋具有至少三层结构，内层为聚丙烯(PP)层，中间层为铝层，外层为聚酰胺/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PA/PET)层。当然，铝塑袋也可以具有四层、五层或六层结构，只要包括上述三层结构即可。在上述三层结构中，PP软化点比较低，将其作为内层在加热后可以熔融，这样冷却后可以粘接在一起，从而实现初步的密封。铝材具有机械性能优良，强度较高的特点，因此其制成的包装可以实现薄壁、耐压强度高，不易破损等优点，这样使得包装产品的安全性有了可靠的保障，并且便于储存、携带和运输。铝材还具有良好的延展性和强度，加工性能优良，可以制成各种形状和大小的包装，并且可以与塑料等多种材料进行复合。此外，铝材的水蒸气透过率很低，完全不透光，能有效地避免紫外线的有害影响，其阻气性、防潮性、遮光性大大超过了塑料、纸等其他类型的包装材料，因此，铝材能较长时间保持商品的质量，货架寿命长。结合到本发明，将其作为中间层可以有效地隔绝湿气，从而起到防水的效果。PA/PET具有耐高温的特性，由于内层PP在加热时可以被熔融掉，但是PA/PET作为外层不会被熔融，并且由于铝中间层很薄，裸露在外面会使包装容易被刺穿或刮破，从而导致密封效果不好。在这种情况下，使用PA/PET作为外层可以起到保护作用。当然，本发明提供的密封电极极片的方法也适用于铝塑袋以外的其他包装材料，只要此材料具有与铝塑袋的三层结构的材料类似的性质即可。
如本领域技术人员所已知的，在对电极极片的铝塑袋包装的开口进行加热密封时，使用热封机将铝塑袋的开口加热到130℃以上，在此温度下，铝塑袋的内层PP层会熔融掉，熔融的PP层可以将整个铝塑袋的开口粘合在一起，从而实现初步的封口。
在本发明中，在对铝塑袋包装的开口进行加热密封以后，再利用阻水型复合热熔胶在加热密封处进行热熔胶密封，从而进一步加强密封效果。阻水型复合热熔胶为低极性湿气固化热熔胶，施胶时粘度在3000cps以下。本发明采用阻水型复合热熔胶对包装的开口进行密封，由于低极性，其对低极性的PP内层具有很好的密封效果，这是非低极性的一般热熔胶和一般的胶水所无法实现的。
更进一步地，本发明所使用的阻水型复合热熔胶为反应型热熔胶，具体地为低极性湿气固化型热熔胶。如本领域技术人员所理解的，湿气固化型热熔胶具有一定的初粘强度，在常温下为固体，加热后呈熔融状态，在此状态下施加胶水，点胶后可以与基材或环境中的湿气反应后产生强的粘接力的热熔胶。相比于非反应型热熔胶，本发明提供的阻水型复合热熔胶除了可以进行密封从而隔绝湿气外，还可以在固化的过程中与进入包装内的水分子反应，从而增加一道除湿的效果，而非反应型热熔胶只能阻挡湿气的渗透。
在一些实施方案中，热熔胶在施加时呈液体状态。为了对加热密封后存在的缝隙或空洞实现良好的密封，阻水型复合热熔胶在施加时，需进行加热以呈液体状态，这样可以利用其流动性使热熔胶渗透到缝隙或空洞中，以对缝隙或空洞进行填补，从而进一步增强密封效果。
在一些实施方案中，所述阻水型复合热熔胶在100℃以上呈液体状态。
在一些实施方案中，所述惰性气体为高纯氮气或高纯氦气。如本领域技术人员所理解的，高纯氮气或高纯氦气是指纯度大于99.999％的氮气或氦气。
如本领域技术人员所理解的，冷压定形是指配有黏结剂的混合料，在常温或黏结剂热熔温度及一定压力下，挤压或锟压成型的过程。结合到本发明，冷压定形是指在施加热熔胶之后，在21～40℃、优选21～30℃的温度下，在0.1～0.3MPa压力下，将施加有热熔胶的包装挤压成型。
在一些实施方案中，在进行所述热熔胶密封之前，将阻水型复合热熔胶预热至100-150℃，例如，105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃、150℃。
在一个优选的实施方案中，在进行所述热熔胶密封之前，将阻水型复合热熔胶预热至100-130℃、例如，110℃、115℃、120℃、125℃、130℃。
在一些实施方案中，利用点胶设备施加所述热熔胶，所述点胶设备的出胶口的温度为100-150℃，例如，105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃、150℃。
在一个优选的实施方案中，利用点胶设备施加所述热熔胶，所述点胶设备的出胶口的温度为120-150℃，例如，120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃、150℃。
在一些实施方案中，所述加热密封只进行一次，这样可以避免反复热封造成铝塑袋破损的风险。
更具体地，如图1中的流程图所示，本发明所提供的密封电池极片的方法包括以下步骤：
S101：对铝塑袋包装进行除水处理；
S102：在低湿度环境下包装电极极片；
S103：在铝塑袋包装内充高纯惰性气体；
S104：对铝塑袋包装开口进行加热密封；
S104’：预热阻水型复合热熔胶；
S105：利用预热后的热熔胶进行热熔胶密封；以及
S106：冷压定形。
需要注意的是，以上步骤编号仅仅用于区分各个步骤，而无意于指示这些步骤一定是按照编号顺序来执行的。例如，对于步骤S104’，该步骤不必然一定在步骤S104之后进行，它可以在步骤S101-步骤S104之前、之后或者之间的任何时间进行。
本发明提供了一种密封电池极片的方法，即在铝塑袋热封工艺基础上，只进行一次加热密封以实现初步的密封，然后使用阻水型复合热熔胶在热封处进行加强密封，从而实现阻隔湿气进入的效果，同时也避免了反复热封造成铝塑袋破损的风险。
实施例
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。
在本发明的实施例中使用的原材料的信息如下表1所示：
表1
原料 牌号 生产公司
C5 H5-1001 浙江恒河石油化工股份有限公司
C9 R7100 Eastman
萜烯树脂 KT100 广东科茂林产化工股份有限公司
SIS聚烯烃橡胶 G 1114 科腾聚合物
SIS聚烯烃橡胶 MD 1653 科腾聚合物
EVA Ultra UL 7510 Exxon Mobil
APAO Eastofles P1010PL Eastman
聚丙烯蜡 PPW-0901 南京天诗新材料有限公司
聚丁二烯多元醇 poly bd R45V Cray Valley
二聚酸多元醇 Priplast 3162 Croda
PTMEG PolyTHF 2000 BASF
粘接促进剂 Silquest A-189 迈图
抗氧化剂 Irganox1010 BASF
交联剂 MDI-100 万华
催化剂 Jeffcat DMDEE Huntsman
热熔胶的制备
对照例1：将C9增粘树脂20份、萜烯树脂10份、EVA树脂35份，聚丙烯蜡5份在160℃搅拌均匀，再加入抗氧剂1份，并于160℃真空搅拌并充分搅拌至反应均匀后出料，由此获得对照例1。
实施例1：将C9增粘树脂20份、萜烯树脂10份、EVA树脂35份和聚丙烯蜡5份在160℃搅拌均匀，再加入PTMEG 20份和抗氧剂1份，降温至140℃并真空搅拌2.5小时，在检测到水分含量低于500ppm后，降温至100℃以下并往其中加入MDI 5份，同时真空搅拌至温度不再上升，然后慢慢升温到120℃，继续真空搅拌1小时，确定其中的羟基反应完全并形成需要的预聚体，然后加入DMDEE0.2份，抽真空，并充分搅拌至反应均匀后出料，由此获得实施例1。
实施例2：将C5增粘树脂30份和EVA树脂40份在160℃搅拌均匀，再加入二聚酸多元醇30份和抗氧剂1份，降温至140℃并真空搅拌2.5小时，在检测到水分含量低于500ppm后，降温至100℃以下并往其中加入MDI 8份，同时真空搅拌至温度不再上升，然后慢慢升温到120℃，继续真空搅拌1小时，确定其中的羟基反应完全并形成需要的预聚体，然后加入A-189 1份和DMDEE 0.2份，抽真空，并充分搅拌至反应均匀后出料，由此获得实施例2。
实施例3：将C5增粘树脂40份和SIS聚烯烃橡胶10份在160℃搅拌均匀，再加入聚丁二烯多元醇20份和抗氧剂1份，降温至140℃并真空搅拌2.5小时，在检测到水分含量低于500ppm后，降温至100℃以下并往其中加入MDI 5份，同时真空搅拌至温度不再上升，然后慢慢升温到120℃，继续真空搅拌1小时，确定其中的羟基反应完全并形成需要的预聚体，然后加入A-1891份和DMDEE 0.2份，抽真空，并充分搅拌至反应均匀后出料，由此获得实施例3。
实施例4：将C5增粘树脂30份和SIS聚烯烃橡胶10份在160℃搅拌均匀，再加入二聚酸多元醇30份和抗氧剂1份，降温至140℃并真空搅拌2.5小时，在检测到水分含量低于500ppm后，降温至100℃以下并往其中加入MDI 8份，同时真空搅拌至温度不再上升，然后慢慢升温到120℃，继续真空搅拌1小时，确定其中的羟基反应完全并形成需要的预聚体，然后加入A-189 1份和DMDEE 0.2份，抽真空，并充分搅拌至反应均匀后出料，由此获得实施例4。
实施例5：将C5增粘树脂60份和SEBS聚烯烃橡胶10份在160℃搅拌均匀，再加入PTMEG 20份和抗氧剂0.5份，降温至140℃并真空搅拌2.5小时，在检测到水分含量低于500ppm后，降温至100℃以下并往其中加入MDI 8份，同时真空搅拌至温度不再上升，然后慢慢升温到120℃，继续真空搅拌1小时，确定其中的羟基反应完全并形成需要的预聚体，然后加入A-189 1份和DMDEE 0.2份，抽真空，并充分搅拌至反应均匀后出料，由此获得实施例5。
实施例6：将C5增粘树脂25份、C9增粘树脂25份和EVA 25份在160℃搅拌均匀，再加入聚丁二烯多元醇25份和抗氧剂0.5份，降温至140℃并真空搅拌2.5小时，在检测到水分含量低于500ppm后，降温至100℃以下并往其中加入MDI 6.25份，同时真空搅拌至温度不再上升，然后慢慢升温到120℃，继续真空搅拌1小时，确定其中的羟基反应完全并形成需要的预聚体，然后加入A-189 1份和DMDEE 0.2份，抽真空，并充分搅拌至反应均匀后出料，由此获得实施例6。
实施例7：将C5增粘树脂50份和APAO 25份在160℃搅拌均匀，再加入聚丁二烯多元醇25份和抗氧剂0.5份，降温至140℃并真空搅拌2.5小时，在检测到水分含量低于500ppm后，降温至100℃以下并往其中加入MDI 6.25份，同时真空搅拌至温度不再上升，然后慢慢升温到120℃，继续真空搅拌1小时，确定其中的羟基反应完全并形成需要的预聚体，然后加入A-189 1份和DMDEE 0.2份，抽真空，并充分搅拌至反应均匀后出料，由此获得实施例7。
为了清楚的目的，将对照例1和各实施例的热熔胶的具体组成列在表2中。
Figure BDA0003760856510000151
除了对照例1外，还选取STD 6100(聚烯烃热熔胶：主要成分石油树脂+聚烯烃橡胶，拓迪化学)和ST 7860B(常规聚氨酯热熔胶：主要成分聚醚多元醇、聚酯多元醇、MDI，拓迪化学)分别作为对照例2和3。
热熔胶的性能测试
(1)粘度测试
测试方法：Brookfield粘度计，DV2T，温度设置到130℃，将27#转子同时预热，取10.5克热熔胶放入粘度计加热套管中，放入转子，从低转速开始测试，逐渐增加转速，保持扭矩在40～60％范围，直至最终每分钟粘度变化率小于1％，读出结果。
测试结果：粘度测试结果如图2所示，对照例的热熔胶以及本发明提供的阻水型复合热熔胶的粘度均小于3000cps，均可以使用。
(2)粘接力测试
测试方法：将胶水点胶在铝塑膜内测，控制胶量0.4～0.45mg/mm，长度不小于10cm，然后将另一张铝塑膜内测贴合在胶水上，以0.3Mpa压力下，150℃进行热压3s，然后25℃冷压3s，以裁刀沿胶线垂直方向裁切成8mm宽度样条，于标准温湿度条件下静置不同时间后测试，万能拉力机，剥离速度100mm/min，记录其破坏最大力。
测试结果：粘接力测试结果如图3所示。由图3可以看出，本发明的实施例3所制备的阻水型复合热熔胶的初始剥离强度与对照例2(STD6100)相当，24h后剥离强度相比于对照例2(STD6100)具有明显的提升。此外，本发明的其他实施例的热熔胶相对于对照例1和对照例3(ST7860B)也具有更优异的剥离强度。进一步地，本发明的阻水型复合热熔胶的24h后剥离强度相对于初始剥离强度均有了比对照例更大幅度的提升，这说明本发明的热熔胶在湿气固化后可以实现更好的粘接效果。
(3)透湿率测试
测试方法：使用MOCON设备测试，胶膜厚度0.1～0.3mm，面积5cm2，湿气温度50℃，流量100sccm。
测试结果：透湿率测试结果如图4所示。由图4可以看出，相对于对照例1和对照例3(ST7860B)，实施例1-7的热熔胶具有显著更低的透湿率。
(4)硬度测试
测试方法：使用邵氏硬度计测试，胶块厚度6mm，温度23±2℃，湿度50％RH。
测试结果：硬度测试的结果如图5所示。由图5可以看出，实施例1-7的硬度在45-62A之间，硬度低，其柔韧性和耐震动效果好，符合40-70A的要求，其柔韧性和耐温性能可满足该应用的综合要求，而对比例的硬度均不在此要求范围内。
将上述实施例所制备的阻水型复合热熔胶应用到电极极片的密封中，并测试包装内的湿度，应用实施例具体如下：
应用例1：将铝塑袋于60℃干燥除水24h，然后转移到2％湿度环境中，铝塑袋中充入高纯氮气，放入湿度计监控用于检测湿度，热封机封口，将实施例1制备的阻水型复合热熔胶于150℃加热熔融，然后于封口处涂覆熔融的阻水型复合热熔胶，挤出速率30g/min，点胶速度50mm/s，另一面贴合冷压定形。
应用例2：将铝塑袋于60℃干燥除水24h，然后转移到2％湿度环境中，铝塑袋中充入高纯氮气，放入湿度计监控用于检测湿度，热封机封口，将实施例2制备的阻水型复合热熔胶于150℃加热熔融，然后于铝塑袋内层一面涂覆熔融的阻水型复合热熔胶，挤出速率30g/min，点胶速度50mm/s，另一面贴合冷压定形。
应用例3：将铝塑袋于60℃干燥除水24h，然后转移到2％湿度环境中，铝塑袋中充入高纯氮气，放入湿度计监控用于检测湿度，热封机封口，将实施例3制备的阻水型复合热熔胶于150℃加热熔融，然后于铝塑袋内层一面涂覆熔融的阻水型复合热熔胶，挤出速率30g/min，点胶速度50mm/s，另一面贴合后冷压定形。
应用例4：将铝塑袋于60℃干燥除水24h，然后转移到2％湿度环境中，铝塑袋中充入高纯氮气，放入湿度计监控用于检测湿度，热封机封口，将实施例4制备的阻水型复合热熔胶于150℃加热熔融，然后于铝塑袋内层一面涂覆熔融的阻水型复合热熔胶，挤出速率30g/min，点胶速度50mm/s，冷压定形。
应用例5：将铝塑袋于60℃干燥除水24h，然后转移到2％湿度环境中，铝塑袋中充入高纯氮气，放入湿度计监控用于检测湿度，热封机封口，将实施例5制备的阻水型复合热熔胶于150℃加热熔融，然后于铝塑袋内层一面涂覆熔融的阻水型复合热熔胶，挤出速率30g/min，点胶速度50mm/s，冷压定形。
应用例6：将铝塑袋于60℃干燥除水24h，然后转移到2％湿度环境中，铝塑袋中充入高纯氮气，放入湿度计监控用于检测湿度，热封机封口，将实施例6制备的阻水型复合热熔胶于150℃加热熔融，然后于铝塑袋内层一面涂覆熔融的阻水型复合热熔胶，挤出速率30g/min，点胶速度50mm/s，冷压定形。
应用例7：将铝塑袋于60℃干燥除水24h，然后转移到2％湿度环境中，铝塑袋中充入高纯氮气，放入湿度计监控用于检测湿度，热封机封口，将实施例7制备的阻水型复合热熔胶于150℃加热熔融，然后于铝塑袋内层一面涂覆熔融的阻水型复合热熔胶，挤出速率30g/min，点胶速度50mm/s，冷压定形。
对照应用例1：将铝塑袋于60℃干燥除水24h，然后转移到2％湿度环境中，铝塑袋中充入高纯氮气，放入湿度计监控用于检测湿度，热封机封口，将对照例1的热熔胶于150℃加热熔融，然后于铝塑袋内层一面涂覆熔融的所述热熔胶，挤出速率30g/min，点胶速度50mm/s，冷压定形。
对照应用例2：将铝塑袋于60℃干燥除水24h，然后转移到2％湿度环境中，铝塑袋中充入高纯氮气，放入湿度计监控用于检测湿度，热封机封口，将STD 6100热熔胶于150℃加热熔融，然后于铝塑袋内层一面涂覆熔融的STD 6100热熔胶，挤出速率30g/min，点胶速度50mm/s，冷压定形。
对照应用例3：将铝塑袋于60℃干燥除水24h，然后转移到2％湿度环境中，铝塑袋中充入高纯氮气，放入湿度计监控用于检测湿度，热封机封口，将ST 7860B热熔胶于150℃加热熔融，然后于铝塑袋内层一面涂覆熔融的ST 7860B热熔胶，挤出速率30g/min，点胶速度50mm/s，冷压定形。
将应用例1-7和对照应用例1-3所密封的电极极片进行老化测试，测试方法和结果如下所示。
测试方法：将上述应用例和对照应用例中密封好的电极极片置于60℃/90％相对湿度的环境条件下进行老化，时间30天，30天后取出湿度计看内部湿度。
测试结果：测试结果如图6所示。由图6可以看出，30天后，应用例1-7的时期变化均小于对照应用例，这表明，本申请所提供的热熔胶在应用于电极极片的包装时具有良好的密封效果。
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 (10)

1.一种阻水型复合热熔胶，其中，所述阻水型复合热熔胶包括30～60份低极性热塑性树脂、10～40份热塑性弹性体、15～30份低极性多元醇和4～10份异氰酸酯类交联剂所形成的异氰酸酯封端多元醇预聚物。
2.根据权利要求1所述的阻水型复合热熔胶，其中，所述热塑性弹性体为聚烯烃橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、非晶态α-烯烃共聚物(APAO)中的一种或多种的组合。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的阻水型复合热熔胶，其中，所述低极性多元醇为聚烯烃多元醇、聚四氢呋喃多元醇(PTMEG)、3-甲基聚四氢呋喃多元醇(3-PTMEG)、二聚酸多元醇中的一种或多种的组合。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的阻水型复合热熔胶，其中，在所述阻水型复合热熔胶中，所述热塑性弹性体和所述低极性多元醇分别为乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)和聚四氢呋喃多元醇(PTMEG)、或乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)和二聚酸多元醇、或聚烯烃橡胶和聚烯烃多元醇、或聚烯烃橡胶和二聚酸多元醇、或聚烯烃橡胶和聚四氢呋喃多元醇(PTMEG)、或乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)和聚烯烃多元醇、或非晶态α-烯烃共聚物(APAO)和聚烯烃多元醇。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的阻水型复合热熔胶，其中，所述阻水型复合热熔胶还包括助剂例如粘接促进剂、抗氧化剂和催化剂，优选地，所述粘接促进剂为0.5～3份，抗氧化剂为0.1～3份，催化剂为0.05～0.5份。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的阻水型复合热熔胶，其中，所述热塑性弹性体在所述阻水型复合热熔胶中的质量分数为10～35％，优选地，所述低极性多元醇与所述异氰酸酯类交联剂的含量之和在所述阻水型复合热熔胶中的质量分数为20～40％。
7.一种密封电池极片的方法，其中，所述方法包括：
1)对用于电极极片的包装进行除水，优选地，所述包装为铝塑袋，优选地，在45℃-80℃条件下对所述包装进行除水；
2)在低湿度环境下将电极极片装入所述包装，优选地，所述低湿度环境的湿度为10％以下，优选5％以下；
3)在所述包装的内部充惰性气体进行保护；
4)对所述包装的开口进行加热密封，再利用权利要求1-6中任一项所述的阻水型复合热熔胶进行热熔胶密封，从而得到密封的电极极片，其中，所述阻水型复合热熔胶在施加时呈液体状态；以及
5)冷压定形，优选地，所述冷压定形的温度为21℃-40℃，优选为21℃-30℃。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，在进行所述热熔胶密封之前，将所述阻水型复合热熔胶预热至100-150℃，优选100℃-130℃。
9.根据权利要求7-8中任一项所述的方法，其中，利用点胶设备施加所述热熔胶，所述点胶设备的出胶口的温度为100-150℃，优选120-150℃。
10.根据权利要求7-9中任一项所述的方法，其中，所述加热密封只进行一次。
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