CN116063847A - 新能源电池用耐酸碱聚酰亚胺薄膜及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供新能源电池用耐酸碱聚酰亚胺薄膜，涉及薄膜技术领域。该新能源电池用耐酸碱聚酰亚胺薄膜，包括以下重量份的材料：二酐单体30～40份、二胺单体30～40份、环氧树脂20～25份、聚对苯二甲酸乙二醇酯10～15份、纳米氧化铝18～24份、聚苯醚6～8份、聚醚醚酮10～15份、聚四氟乙烯13～16份、改性环氧树脂20～25份。通过将聚醚醚酮和聚四氟乙烯粉碎研磨后与改性树脂进行混合，最后与制备完成的聚酰亚胺基础溶液进行混合，其中聚醚醚酮稳定性高，具有良好的耐酸碱腐蚀的特性，同时，聚四氟乙烯由于自身不活泼的性质，具有耐酸碱的性能，有效的提高了薄膜的耐酸碱性能，值得大力推广。

Description

新能源电池用耐酸碱聚酰亚胺薄膜及其制备工艺
技术领域
本发明涉及薄膜技术领域，具体为新能源电池用耐酸碱聚酰亚胺薄膜及其制备工艺。
背景技术
在现阶段新能源电池生产加工的过程中，需要用到碱聚酰亚胺薄膜，聚酰亚胺是一类含有酰亚胺环重复单元的高性能聚合物材料，聚酰亚胺薄膜作为聚酰亚胺材料中重要类型，因其具有优异的耐热性、良好的力学性能、杰出的介电性能可广泛应用于航空航天、精密器械、电子封装等领域。
但是，聚酰亚胺薄膜在新能源电池中使用时，其耐酸碱性能直接影响了系能源电池整体的使用寿命，因此，如何有效的提高聚酰亚胺薄膜的耐酸碱性能，成为必要的解决问题，其次，在新能源电池使用的过程中，需要聚酰亚胺薄膜具有良好的电压击穿强度，以保证新能源电池长期的正常使用。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了新能源电池用耐酸碱聚酰亚胺薄膜，解决了耐酸碱性和电压击穿强度不足的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：新能源电池用耐酸碱聚酰亚胺薄膜，包括以下重量份的材料：二酐单体30～40份、二胺单体30～40份、环氧树脂20～25份、聚对苯二甲酸乙二醇酯10～15份、纳米氧化铝18～24份、聚苯醚6～8份、聚醚醚酮10～15份、聚四氟乙烯13～16份、改性环氧树脂20～25份。
2.根据权利要求1所述的新能源电池用耐酸碱聚酰亚胺薄膜的制备工艺，包括以下步骤：
S1.制备聚酰亚胺基础溶液
将适量的二酐单体和二胺单体注入反应釜中，在常温常压状态下，充分搅拌10～15min至混合，随后向反应釜内加入适量的脱水剂，并向反应釜内充入氮气，同时将温度加热至35～45℃，最后充分搅拌，得到聚酰亚胺基础溶液；
S2.制备第一添加剂
将适量的环氧树脂和聚对苯二甲酸乙二醇酯置入反应釜内，在常温常压的环境下，随后依次加入适量的纳米氧化铝和聚苯醚，最后充分搅拌，得到第一添加剂；
S3.制备第二添加剂
取适量聚醚醚酮和聚四氟乙烯放入研磨机中，充分研磨，研磨结束后，对混合物产品进行筛选，保证粉末的大小在0.44～0.125mm之间，随后将研磨完成的混合物取出放入反应釜中，并向反应釜中加入适量的改性环氧树脂，最后充分搅拌，得到第二添加剂；
S4.混合
将聚酰亚胺基础溶液置于反应釜中，在温度设定为25～30℃的环境下，将第一添加剂缓慢加入至反应釜中，并充分搅拌2～3h，随后，将第二添加剂缓慢加入至反应釜中，并充分搅拌，最后得到聚酰亚胺溶液；
S5.成型
将S4中所制备的聚酰亚胺溶液进行流延、固化和热亚胺化处理，形成聚酰亚胺薄膜。
优选的，所述二酐单体和二胺单体重量份比值为1:1，所述环氧树脂和改性环氧树脂重量份比值为1：1，所述纳米氧化铝和聚苯醚重量份比值为3：1。
优选的，所述S1中充分搅拌的时间为3～6h。
优选的，所述S2中加入纳米氧化铝和聚苯醚后充分搅拌的时间为3～4h。
优选的，所述S3中聚醚醚酮和聚四氟乙烯的研磨时间为2～3h，所述S3中加入适量改性环氧树脂后充分搅拌的时间为1～2h。
优选的，所述S4中第一添加剂加入反应釜后充分反应的时间为2～3h，所述S4中第二添加剂加入反应釜后充分反应的时间为3～5h。
(三)有益效果
本发明提供了新能源电池用耐酸碱聚酰亚胺薄膜。具备以下有益效果：
1、本发明通过将聚醚醚酮和聚四氟乙烯粉碎研磨后与改性树脂进行混合，最后与制备完成的聚酰亚胺基础溶液进行混合，其中聚醚醚酮稳定性高，具有良好的耐酸碱腐蚀的特性，同时，聚四氟乙烯由于自身不活泼的性质，具有耐酸碱的性能，通过将聚醚醚酮和聚四氟乙烯加入聚酰亚胺薄膜中，有效的提高了薄膜的耐酸碱性能，从而有效的提高了聚酰亚胺薄膜的使用寿命。
2、本发明通过将纳米氧化铝和聚苯醚混合在环氧树脂与聚对苯二甲酸乙二醇酯中作为第一添加剂，其中由于纳米氧化铝颗粒具有更大的表面积，能够在大分子及其链之间形成紧密连接，阻止初始电子移动，因此可提高环氧树脂的击穿强度，同时，聚苯醚具有较高的电性能，与纳米氧化铝配合使用，有效的提高了聚酰亚胺薄膜得电压击穿强度，其次，通过环氧树脂和改性环氧树脂的加入，使环氧树脂和聚酰亚胺的性能进行互补，使聚酰亚胺具有良好的机械性能和稳定性，从而有效的提高了聚酰亚胺薄膜的稳定性。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
本发明实施例提供新能源电池用耐酸碱聚酰亚胺薄膜，包括以下重量份的材料：二酐单体30份、二胺单体30份、环氧树脂20份、聚对苯二甲酸乙二醇酯10份、纳米氧化铝18份、聚苯醚6份、聚醚醚酮10、聚四氟乙烯13份、改性环氧树脂20份。
新能源电池用耐酸碱聚酰亚胺薄膜的制备工艺，包括以下步骤：
S1.制备聚酰亚胺基础溶液
将适量的二酐单体和二胺单体注入反应釜中，在常温常压状态下，充分搅拌10min至混合，随后向反应釜内加入适量的脱水剂，并向反应釜内充入氮气，同时将温度加热至35℃，最后充分搅拌，得到聚酰亚胺基础溶液；
S2.制备第一添加剂
将适量的环氧树脂和聚对苯二甲酸乙二醇酯置入反应釜内，在常温常压的环境下，随后依次加入适量的纳米氧化铝和聚苯醚，最后充分搅拌，得到第一添加剂，纳米氧化铝颗粒具有更大的表面积，能够在大分子及其链之间形成紧密连接，阻止初始电子移动，因此可提高环氧树脂的击穿强度，同时，聚苯醚具有较高的电性能，与纳米氧化铝配合使用，有效的提高了聚酰亚胺薄膜得电压击穿强度，通过环氧树脂和改性环氧树脂的加入，使环氧树脂和聚酰亚胺的性能进行互补，使聚酰亚胺具有良好的机械性能和稳定性，从而有效的提高了聚酰亚胺薄膜的稳定性；
S3.制备第二添加剂
取适量聚醚醚酮和聚四氟乙烯放入研磨机中，充分研磨，研磨结束后，对混合物产品进行筛选，保证粉末的大小在0.44～0.125mm之间，随后将研磨完成的混合物取出放入反应釜中，并向反应釜中加入适量的改性环氧树脂，最后充分搅拌，得到第二添加剂，聚醚醚酮稳定性高，具有良好的耐酸碱腐蚀的特性，同时，聚四氟乙烯由于自身不活泼的性质，具有耐酸碱的性能，通过将聚醚醚酮和聚四氟乙烯加入聚酰亚胺薄膜中，有效的提高了薄膜的耐酸碱性能，从而有效的提高了聚酰亚胺薄膜的使用寿命；
S4.混合
将聚酰亚胺基础溶液置于反应釜中，在温度设定为25℃的环境下，将第一添加剂缓慢加入至反应釜中，并充分搅拌2h，随后，将第二添加剂缓慢加入至反应釜中，并充分搅拌，最后得到聚酰亚胺溶液；
S5.成型
将S4中所制备的聚酰亚胺溶液进行流延、固化和热亚胺化处理，形成聚酰亚胺薄膜。
二酐单体和二胺单体重量份比值为1:1，环氧树脂和改性环氧树脂重量份比值为1：1，纳米氧化铝和聚苯醚重量份比值为3：1。
S1中充分搅拌的时间为3h。
S2中加入纳米氧化铝和聚苯醚后充分搅拌的时间为3h。
S3中聚醚醚酮和聚四氟乙烯的研磨时间为2h，S3中加入适量改性环氧树脂后充分搅拌的时间为1h。
S4中第一添加剂加入反应釜后充分反应的时间为2h，S4中第二添加剂加入反应釜后充分反应的时间为3h。
对该重量份制备完成的聚酰亚胺薄膜进行测试，其测试结果如下：
测试 击穿测试(kV/mm) 拉伸强度(MPa)
数据 630 300
实施例二：
本发明实施例提供新能源电池用耐酸碱聚酰亚胺薄膜，包括以下重量份的材料：二酐单体40份、二胺单体40份、环氧树脂25份、聚对苯二甲酸乙二醇酯15份、纳米氧化铝24份、聚苯醚8份、聚醚醚酮15、聚四氟乙烯16份、改性环氧树脂25份。
新能源电池用耐酸碱聚酰亚胺薄膜的制备工艺，包括以下步骤：
S1.制备聚酰亚胺基础溶液
将适量的二酐单体和二胺单体注入反应釜中，在常温常压状态下，充分搅拌15min至混合，随后向反应釜内加入适量的脱水剂，并向反应釜内充入氮气，同时将温度加热至45℃，最后充分搅拌，得到聚酰亚胺基础溶液；
S2.制备第一添加剂
将适量的环氧树脂和聚对苯二甲酸乙二醇酯置入反应釜内，在常温常压的环境下，随后依次加入适量的纳米氧化铝和聚苯醚，最后充分搅拌，得到第一添加剂；
S3.制备第二添加剂
取适量聚醚醚酮和聚四氟乙烯放入研磨机中，充分研磨，研磨结束后，对混合物产品进行筛选，保证粉末的大小在0.44～0.125mm之间，随后将研磨完成的混合物取出放入反应釜中，并向反应釜中加入适量的改性环氧树脂，最后充分搅拌，得到第二添加剂；
S4.混合
将聚酰亚胺基础溶液置于反应釜中，在温度设定为30℃的环境下，将第一添加剂缓慢加入至反应釜中，并充分搅拌3h，随后，将第二添加剂缓慢加入至反应釜中，并充分搅拌，最后得到聚酰亚胺溶液；
S5.成型
将S4中所制备的聚酰亚胺溶液进行流延、固化和热亚胺化处理，形成聚酰亚胺薄膜。
二酐单体和二胺单体重量份比值为1:1，环氧树脂和改性环氧树脂重量份比值为1：1，纳米氧化铝和聚苯醚重量份比值为3：1。
S1中充分搅拌的时间为6h。
S2中加入纳米氧化铝和聚苯醚后充分搅拌的时间为4h。
S3中聚醚醚酮和聚四氟乙烯的研磨时间为3h，S3中加入适量改性环氧树脂后充分搅拌的时间为2h。
S4中第一添加剂加入反应釜后充分反应的时间为3h，S4中第二添加剂加入反应釜后充分反应的时间为5h。
对该重量份制备完成的聚酰亚胺薄膜进行测试，其测试结果如下：
测试 击穿测试(kV/mm) 拉伸强度(MPa)
数据 720 320
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.新能源电池用耐酸碱聚酰亚胺薄膜，其特征在于：包括以下重量份的材料：二酐单体30～40份、二胺单体30～40份、环氧树脂20～25份、聚对苯二甲酸乙二醇酯10～15份、纳米氧化铝18～24份、聚苯醚6～8份、聚醚醚酮10～15份、聚四氟乙烯13～16份、改性环氧树脂20～25份。
2.根据权利要求1所述的新能源电池用耐酸碱聚酰亚胺薄膜的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1.制备聚酰亚胺基础溶液
将适量的二酐单体和二胺单体注入反应釜中，在常温常压状态下，充分搅拌10～15min至混合，随后向反应釜内加入适量的脱水剂，并向反应釜内充入氮气，同时将温度加热至35～45℃，最后充分搅拌，得到聚酰亚胺基础溶液；
S2.制备第一添加剂
将适量的环氧树脂和聚对苯二甲酸乙二醇酯置入反应釜内，在常温常压的环境下，随后依次加入适量的纳米氧化铝和聚苯醚，最后充分搅拌，得到第一添加剂；
S3.制备第二添加剂
取适量聚醚醚酮和聚四氟乙烯放入研磨机中，充分研磨，研磨结束后，对混合物产品进行筛选，保证粉末的大小在0.44～0.125mm之间，随后将研磨完成的混合物取出放入反应釜中，并向反应釜中加入适量的改性环氧树脂，最后充分搅拌，得到第二添加剂；
S4.混合
将聚酰亚胺基础溶液置于反应釜中，在温度设定为25～30℃的环境下，将第一添加剂缓慢加入至反应釜中，并充分搅拌2～3h，随后，将第二添加剂缓慢加入至反应釜中，并充分搅拌，最后得到聚酰亚胺溶液；
S5.成型
将S4中所制备的聚酰亚胺溶液进行流延、固化和热亚胺化处理，形成聚酰亚胺薄膜。
3.根据权利要求1所述的新能源电池用耐酸碱聚酰亚胺薄膜，其特征在于：所述二酐单体和二胺单体重量份比值为1:1，所述环氧树脂和改性环氧树脂重量份比值为1：1，所述纳米氧化铝和聚苯醚重量份比值为3：1。
4.根据权利要求2所述的新能源电池用耐酸碱聚酰亚胺薄膜的制备工艺，其特征在于：所述S1中充分搅拌的时间为3～6h。
5.根据权利要求1所述的新能源电池用耐酸碱聚酰亚胺薄膜的制备工艺，其特征在于：所述S2中加入纳米氧化铝和聚苯醚后充分搅拌的时间为3～4h。
6.根据权利要求1所述的新能源电池用耐酸碱聚酰亚胺薄膜的制备工艺，其特征在于：所述S3中聚醚醚酮和聚四氟乙烯的研磨时间为2～3h，所述S3中加入适量改性环氧树脂后充分搅拌的时间为1～2h。
7.根据权利要求1所述的新能源电池用耐酸碱聚酰亚胺薄膜的制备工艺，其特征在于：所述S4中第一添加剂加入反应釜后充分反应的时间为2～3h，所述S4中第二添加剂加入反应釜后充分反应的时间为3～5h。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117210004A (zh) * 2023-10-13 2023-12-12 苏州沃尔峰新能源有限公司 新能源电池用耐酸碱聚酰亚胺薄膜及其制备工艺

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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