CN116731286A - 改性氢化双酚型环氧树脂及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种改性氢化双酚型环氧树脂及其制备方法与应用,涉及电池技术领域。制备所述改性氢化双酚型环氧树脂的组分包括第一氢化双酚型环氧树脂、第一扩链剂和封端化合物;其中,所述改性氢化双酚型环氧树脂的环氧当量为1100g/mol‑1500g/mol。本申请所述改性氢化双酚型环氧树脂具有良好的耐高压绝缘性能,适合设置于二次电池壳体内表面和/或外表面,降低短路风险,提高安全性能。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域,尤其涉及一种改性氢化双酚型环氧树脂及其制备方法与应用。
背景技术
近年来,随着新能源汽车的推广,其安全问题受到越来越多的关注,其中,电池的安全性能是影响新能源汽车安全性能的主要因素之一。因此,如何增强电池的安全性能,是目前亟待解决的技术问题。目前常用的提高电池壳体绝缘性能的方法为电泳沉积聚酰亚胺涂层或环氧树脂涂层,但聚酰亚胺涂层的成本较高,而环氧树脂涂层的耐高压绝缘性能仍有待提高。
发明内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本申请的一个目的在于提出一种改性氢化双酚型环氧树脂,以所述改性氢化双酚型环氧树脂制备的漆膜具有良好的耐高压绝缘性能,有助于改善电池的安全性能。
本申请的第一方面,提供一种改性氢化双酚型环氧树脂,制备所述改性氢化双酚型环氧树脂的组分包括第一氢化双酚型环氧树脂、第一扩链剂和封端化合物;
其中,所述改性氢化双酚型环氧树脂的环氧当量为1100g/mol-1500g/mol。
相比于常规双酚型环氧树脂,氢化双酚型环氧树脂在高电压作用下结构更稳定,另外,通过控制改性氢化双酚型环氧树脂的环氧当量在上述范围内,进一步提高了由所述改性氢化双酚型环氧树脂制备的漆膜的耐高压绝缘性。
在本申请的一些实施方式中,所述改性氢化双酚型环氧树脂的环氧当量为1200g/mol-1400g/mol。
在本申请的一些实施方式中,所述第一氢化双酚型环氧树脂包括不含碳碳双键的氢化双酚型环氧树脂,可选地包括氢化双酚A型环氧树脂、氢化双酚F型环氧树脂、氢化双酚S型环氧树脂中的一种或多种。
在本申请的一些实施方式中,所述第一扩链剂包括不含碳碳双键的氢化双酚类化合物,可选地包括氢化双酚A、氢化双酚F、氢化双酚S中的一种或多种。
在本申请的一些实施方式中,所述封端化合物包括第一封端化合物和第二封端化合物,所述第一封端化合物包括饱和脂肪酸、饱和脂肪醇、硫醇类化合物中的一种或多种,所述第二封端化合物包括伯胺、仲胺和含巯基化合物中的一种或多种,可选地包括仲胺、含巯基化合物中的一种或多种。
在本申请的一些实施方式中,所述饱和脂肪酸包括正己酸、正庚酸、正辛酸、异辛酸中的一种或多种;所述饱和脂肪醇包括正庚醇、正辛醇、异辛醇、正壬醇、正癸醇中的一种或多种;所述硫醇类化合物包括正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇、正十四烷基硫醇中的一种或多种;所述伯胺包括3-二甲氨基丙胺、2-羟基乙胺、3-氨基-1-丙醇、环己胺、2,4,6-三甲基苯胺中的一种或多种;所述仲胺包括N-甲基乙醇胺、二乙胺、二乙醇胺中的一种或多种;所述含巯基化合物包括2-巯基乙醇、硫二甘醇、1-(2-羟乙基硫)丙烷-2-醇(如SHP-100,韩农化学株式会社,结构式为HO-CH2CH2-S-CH2CH(OH)CH3)中的一种或多种。
选用长碳链化合物作为第一封端化合物可以进一步改善漆膜的耐高压绝缘性能,此外,选用伯胺、仲胺、含巯基化合物中的一种或多种作为第二封端化合物可以制备出具有一定亲水性的氢化双酚型环氧树脂乳液,有助于形成均匀的绝缘电泳漆膜。
另外,相比于伯胺,仲胺中仅含有一个活性氢原子,制备过程的可控性相对较高,可以制备出符合本申请要求的改性氢化双酚型环氧树脂、改性氢化双酚型环氧树脂的分子量分布范围较窄,制备出的漆膜的致密性较高。
在本申请的一些实施方式中,制备所述改性氢化双酚型环氧树脂的组分还包括第一催化剂,所述第一催化剂包括胺类催化剂、磷催化剂中的一种或多种;可选地所述第一催化剂包括胺类催化剂。
在本申请的一些实施方式中,所述胺类催化剂包括叔胺类催化剂,可选地包括N,N-二甲基苄胺、双二甲胺基乙基醚、N,N-二甲基环己胺、N,N,N',N'-四甲基亚烷基二胺、三乙胺中的一种或多种。
选用上述催化剂,反应过程较为温和,反应过程的可控性更高。
在本申请的一些实施方式中,所述第一氢化双酚型环氧树脂与所述第一封端化合物的质量比为100:(5-8)。
在本申请的一些实施方式中,所述第一氢化双酚型环氧树脂与所述第二封端化合物的质量比为100:(6-10)。
在本申请的一些实施方式中,所述第一氢化双酚型环氧树脂与所述第一扩链剂的质量比为100:(35-45)。
对制备所述改性氢化双酚型环氧树脂的各组分的用量做上述限定可以制备出环氧当量为1100g/mol-1500g/mol的改性氢化双酚型环氧树脂,有助于提高漆膜的耐高压绝缘性能。
本申请的第二方面,提供一种所述改性氢化双酚型环氧树脂的制备方法,所述制备方法包括:
使第一氢化双酚型环氧树脂、第一扩链剂和封端化合物在催化条件下进行反应,制备所述改性氢化双酚型环氧树脂;
其中,所述改性氢化双酚型环氧树脂的环氧当量为1100g/mol-1500g/mol。
在本申请的一些实施方式中,所述封端化合物包括第一封端化合物和第二封端化合物;
所述第一封端化合物包括饱和脂肪酸、饱和脂肪醇、硫醇类化合物中的一种或多种;
所述第二封端化合物包括伯胺、仲胺、含巯基化合物中的一种或多种。
在本申请的一些实施方式中,制备所述改性氢化双酚型环氧树脂的方法具体如下:
将包含所述第一氢化双酚型环氧树脂、所述第一扩链剂和所述第一封端化合物的原料溶解于溶剂中,得到混合体系;
向所述混合体系中分多次加入第一催化剂,进行催化反应,随后加入所述第二封端化合物,继续反应,去除溶剂,得到所述改性氢化双酚型环氧树脂;
其中,所述第一催化剂包括胺类催化剂、磷催化剂中的至少一种;可选地所述第一催化剂包括胺类催化剂。
通过分多次加入催化剂可以控制反应进程,制备出环氧当量为1100g/mol-1500g/mol的改性氢化双酚型环氧树脂。
在本申请的一些实施方式中,制备所述改性氢化双酚型环氧树脂时先在120-170℃下加入第一封端化合物进行封端,然后在80-95℃下加入第二封端化合物进行开环处理,可以制备出端部分别含有亲油基团和亲水基团的改性氢化双酚型环氧树脂,既能提高材料本身的耐高压性能,又能制备出均匀的漆膜,提高漆膜的耐高压绝缘性能。
在本申请的一些实施方式中,所述胺类催化剂包括叔胺类催化剂,可选地包括N,N-二甲基苄胺、双二甲胺基乙基醚、N,N-二甲基环己胺、N,N,N',N'-四甲基亚烷基二胺、三乙胺中的一种或多种。
本申请的第三方面,提供一种氢化双酚型环氧树脂乳液,所述氢化双酚型环氧树脂乳液包括异氰酸酯材料、中和剂和上述改性氢化双酚型环氧树脂或由上述制备方法制备的氢化双酚型环氧树脂。
在本申请的一些实施方式中,所述中和剂包括甲酸、乙酸、乳酸、氨基磺酸、2,2-二羟甲基丙酸中的一种或多种。
在本申请的一些实施方式中,所述氢化双酚型环氧树脂乳液还包括增韧树脂、耐磨材料中的一种或多种。
在本申请的一些实施方式中,所述增韧树脂的制备组分包括第二氢化双酚型环氧树脂、第二扩链剂、第三封端化合物、增韧剂和第二催化剂。
在本申请的一些实施方式中,所述第二氢化双酚型环氧树脂包括不含碳碳双键的氢化双酚型环氧树脂,可选地包括氢化双酚A型环氧树脂、氢化双酚F型环氧树脂、氢化双酚S型环氧树脂中的一种或多种,所述第二氢化双酚型环氧树脂与所述第一氢化双酚型环氧树脂相同或不同;所述第二扩链剂包括不含碳碳双键的氢化双酚类化合物,可选地包括氢化双酚A、氢化双酚F、氢化双酚S中的一种或多种,所述第二扩链剂与所述第一扩链剂相同或不同;所述第三封端化合物包括胺类化合物,可选地包括N-甲基乙醇胺、二乙胺、二乙醇胺、巯基乙醇、巯基二乙醇中的一种或多种;所述增韧剂包括第一增韧剂、第二增韧剂中的一种或多种,所述第一增韧剂包括双酚型聚氧乙烯醚,所述双酚型聚氧乙烯醚包括双酚A聚氧乙烯醚、双酚F聚氧乙烯醚、双酚S聚氧乙烯醚、氢化双酚A聚氧乙烯醚、氢化双酚F聚氧乙烯醚、氢化双酚S聚氧乙烯醚中的一种或多种;所述第二增韧剂包括酮亚胺、聚酰胺、酮亚胺化聚酰胺、双-N,N’-(甲基-丁基亚甲基)-二乙烯三胺、双-N,N’-(甲基-丁基亚甲基)-三乙烯四胺中的一种或多种;所述第二催化剂包括胺类催化剂、磷催化剂中的一种或多种,所述胺类催化剂包括N,N-二甲基苄胺、N,N-二甲基环己胺、双(2-二甲氨基乙基)醚、N,N,N',N'-四甲基亚烷基二胺、三乙胺中的一种或多种,可选地包括N,N-二甲基苄胺。
在本申请的一些实施方式中,所述第一增韧剂与所述第二氢化双酚型环氧树脂的质量比为(5-8):100;所述第二增韧剂与所述第二氢化双酚型环氧树脂的质量比为(25-35):100。
在本申请的一些实施方式中,所述耐磨材料包括聚四氟乙烯蜡、超高分子量聚乙烯中的一种或多种。
在本申请的一些实施方式中,所述耐磨材料与所述改性氢化双酚型环氧树脂的质量比为(0.1-2):100。
耐磨材料的用量过少对耐磨性的改善作用较弱,耐摩材料的用量过多会影响漆膜的均匀性以及耐高压绝缘性。
在本申请的一些实施方式中,所述改性氢化双酚型环氧树脂和所述增韧树脂的质量比为100:(8-15)。
控制改性氢化双酚型环氧树脂和增韧树脂的质量比在上述范围内可以在不损失漆膜耐高压绝缘性的同时,改善其柔韧性,扩大其使用领域。
在本申请的一些实施方式中,所述异氰酸酯材料、所述中和剂、所述改性氢化双酚型环氧树脂的质量比为(40-60):(2-4):100。
本申请的第四方面,提供一种所述氢化双酚型环氧树脂乳液的制备方法,所述制备方法具体如下:
分别制备所述改性氢化双酚型环氧树脂、所述增韧树脂、所述异氰酸酯材料;
将所述改性氢化双酚型环氧树脂、所述增韧树脂、所述异氰酸酯材料、所述耐磨材料以及有机溶剂在60-70℃下混合,然后加入所述中和剂,分多次加入水,直至固体质量分数为30%-40%,停止加水,得到所述氢化双酚型环氧树脂乳液。
在本申请的一些实施方式中,所述增韧树脂的制备方法具体如下:
将所述第二氢化双酚型环氧树脂、所述第二扩链剂、所述第一增韧剂溶于有机溶剂中,分多次加入所述第二催化剂,在催化条件下进行反应,得到中间产物;
将所述中间产物与所述第三封端化合物混合,再加入所述第二增韧剂,继续反应,去除溶剂,得到所述增韧树脂。
在本申请的一些实施方式中,所述中间产物在120-170℃下制备所得,然后在100-150℃下再加入第三封端化合物和第二增韧剂进行反应,得到所述增韧树脂。通过控制反应条件可以制备出具有良好的柔韧性,并且在水中具有一定分散性的增韧树脂。
本申请的第五方面,提供一种二次电池,所述二次电池包括壳体和置于所述壳体内部的电芯,在所述壳体内表面和/或外表面设置有绝缘电泳漆膜,制备所述绝缘电泳漆膜的组分包括所述氢化双酚型环氧树脂乳液或由上述制备方法制得的氢化双酚型环氧树脂乳液。
所述二次电池壳体具有良好的耐高压绝缘性,安全性较高,同时具有较好的柔韧性,使用寿命相对较高。
本申请的第六方面,提供一种用电装置,包括本申请第五方面的二次电池。
上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
在附图中,除非另外规定,否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解,这些附图仅描绘了根据本申请公开的一些实施方式,而不应将其视为是对本申请范围的限制。
图1为本申请一实施方式中改性氢化双酚型环氧树脂的化学反应示意图;
图2为本申请一实施方式中增韧树脂的化学反应示意图;
图3是本申请一实施方式的二次电池的示意图;
图4是图3所示的本申请一实施方式的二次电池的分解图;
图5是本申请一实施方式的二次电池用作电源的用电装置的示意图;
附图标记说明:
5二次电池;51壳体;52电极组件;53盖板。
具体实施方式
以下,适当地参照附图详细说明具体公开了本申请的改性氢化双酚型环氧树脂及其制备方法与应用的实施方式。但是会有省略不必要的详细说明的情况。例如,有省略对已众所周知的事项的详细说明、实际相同结构的重复说明的情况。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长,便于本领域技术人员的理解。此外,附图及以下说明是为了本领域技术人员充分理解本申请而提供的,并不旨在限定权利要求书所记载的主题。
本申请所公开的“范围”以下限和上限的形式来限定,给定范围是通过选定一个下限和一个上限进行限定的,选定的下限和上限限定了特别范围的边界。这种方式进行限定的范围可以是包括端值或不包括端值的,并且可以进行任意地组合,即任何下限可以与任何上限组合形成一个范围。例如,如果针对特定参数列出了60-120和80-110的范围,理解为60-110和80-120的范围也是预料到的。此外,如果列出的最小范围值1和2,和如果列出了最大范围值3,4和5,则下面的范围可全部预料到:1-3、1-4、1-5、2-3、2-4和2-5。在本申请中,除非有其他说明,数值范围“a-b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示,其中a和b都是实数。例如数值范围“0-5”表示本文中已经全部列出了“0-5”之间的全部实数,“0-5”只是这些数值组合的缩略表示。另外,当表述某个参数为≥2的整数,则相当于公开了该参数为例如整数2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12等。
如果没有特别的说明,本申请的所有实施方式以及可选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。
如果没有特别的说明,本申请的所有技术特征以及可选技术特征可以相互组合形成新的技术方案。
如果没有特别的说明,本申请的所有步骤可以顺序进行,也可以随机进行,优选是顺序进行的。例如,所述方法包括步骤(a)和(b),表示所述方法可包括顺序进行的步骤(a)和(b),也可以包括顺序进行的步骤(b)和(a)。例如,所述提到所述方法还可包括步骤(c),表示步骤(c)可以任意顺序加入到所述方法,例如,所述方法可以包括步骤(a)、(b)和(c),也可包括步骤(a)、(c)和(b),也可以包括步骤(c)、(a)和(b)等。
如果没有特别的说明,本申请所提到的“包括”和“包含”表示开放式,也可以是封闭式。例如,所述“包括”和“包含”可以表示还可以包括或包含没有列出的其他组分,也可以仅包括或包含列出的组分。
如果没有特别的说明,在本申请中,术语“或”是包括性的。举例来说,短语“A或B”表示“A,B,或A和B两者”。更具体地,以下任一条件均满足条件“A或B”:A为真(或存在)并且B为假(或不存在);A为假(或不存在)而B为真(或存在);或A和B都为真(或存在)。
目前,从市场形势的发展来看,电池的应用越加广泛。电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统,而且还被广泛应用于新能源领域,在新能源领域,对其安全性的要求较高,需要具有绝缘性能。一般通过在电池壳体表面设置绝缘涂层来提高绝缘性能,常用的绝缘涂层有双酚型环氧树脂涂层,但双酚型环氧树脂涂层在高压下大π键易断裂,导致其绝缘性能降低,耐高压性能较难改善,另外,现有聚酰亚胺涂层的成本较高,经济效益相对较低。
[改性氢化双酚型环氧树脂]
为了缓解上述问题,本申请提供了一种改性氢化双酚型环氧树脂,制备所述改性氢化双酚型环氧树脂的组分包括第一氢化双酚型环氧树脂、第一扩链剂和封端化合物;其中,所述改性氢化双酚型环氧树脂的环氧当量为1100g/mol-1500g/mol。
在本申请的一些实施方式中,改性氢化双酚型环氧树脂的环氧当量可选为1100g/mol、1150g/mol、1200g/mol、1250g/mol、1300g/mol、1350g/mol、1400g/mol、1450g/mol、1500g/mol、或由上述任意两点构成的范围中的数值。
氢化后的环氧树脂相比于未氢化的环氧树脂表现出良好的耐候性,另外,若环氧当量过小,改性氢化双酚型环氧树脂的绝缘失效风险较高,耐高压绝缘性差,若环氧当量过高,电泳沉积形成的漆膜的均匀性较差,通过控制环氧当量在上述范围内,所述改性氢化双酚型环氧树脂的耐高压绝缘性能可以得到明显提升。
在本文中,所述“氢化双酚型环氧树脂”是指双酚型环氧树脂结构中的苯环被六元环替代的物质,端部含有环氧基团。
在本文中,所述“改性氢化双酚型环氧树脂”是指通过聚合反应在氢化双酚型环氧树脂的结构中引入有其它功能性链段或取代基的大分子化合物或其衍生物的集合体。
在本文中,所述“扩链剂”是指分子结构中含有至少两个活性官能团的物质,可以与环氧基反应,使分子链延长、分子量增大。
在本文中,所述“封端化合物”是指仅含一个与聚合物分子链端部基团反应的官能团,可以阻止聚合反应继续进行的化合物。
在本文中,所述“环氧当量”是指相对于一当量环氧基,环氧树脂的质量。对于双酚型环氧树脂,其环氧当量为分子量的二分之一。在本申请中,改性氢化双酚型环氧树脂的环氧当量可以选用本领域已知的方法进行测试,如盐酸吡啶法、盐酸丙酮法、高氯酸-冰醋酸法等。本申请的一些实施方式中,以高氯酸-冰醋酸法进行环氧当量的测试,通过以0.1mol/L的高氯酸-冰醋酸标准溶液进行滴定,计算出环氧当量的具体数值。
在本申请的一些实施方式中,改性氢化双酚型环氧树脂的环氧当量为1200g/mol-1400g/mol。在本申请的一些实施方式中,改性氢化双酚型环氧树脂的环氧当量为1200g/mol、1250g/mol、1300g/mol、1350g/mol、1400g/mol、或由上述任意两点构成的范围中的数值。
环氧当量过高会影响改性氢化双酚型环氧树脂的分散性,导致制备的漆膜的均匀性降低,环氧当量过低会影响改性氢化双酚型环氧树脂的耐高压性能,当改性氢化双酚型环氧树脂的环氧当量满足上述限定时,制备的漆膜具有较好的耐高压绝缘性能。
在本申请的一些实施方式中,第一氢化双酚型环氧树脂包括不含碳碳双键的氢化双酚型环氧树脂类化合物,可选地包括氢化双酚A型环氧树脂、氢化双酚F型环氧树脂、氢化双酚S型环氧树脂中的一种或多种。
在本申请的一些实施方式中,所述第一扩链剂包括不含碳碳双键的氢化双酚类化合物,可选地包括氢化双酚A、氢化双酚F、氢化双酚S中的一种或多种。
在本申请的一些实施方式中,所述封端化合物包括第一封端化合物和第二封端化合物,所述第一封端化合物包括饱和脂肪酸、饱和脂肪醇、硫醇类化合物中的一种或多种,所述第二封端化合物包括伯胺、仲胺和含巯基化合物中的一种或多种,可选地包括仲胺、含巯基化合物中的一种或多种。
选用两种封端化合物制备的氢化双酚型环氧树脂兼具亲水和亲油性,适合进行电泳沉积,形成均匀的漆膜,同时其自身的耐高压绝缘性能也相对较好。另外,相比于伯胺,仲胺中仅含有一个活性氢原子,制备过程的可控性相对较高,更有利于制备出分子量分布范围较窄的改性氢化双酚型环氧树脂,以使其制备的的漆膜的致密性较高。
在本申请的一些实施方式中,所述饱和脂肪酸包括正己酸、正庚酸、正辛酸、异辛酸中的一种或多种;所述饱和脂肪醇包括正庚醇、正辛醇、异辛醇、正壬醇、正癸醇中的一种或多种;所述硫醇类化合物包括正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇、正十四烷基硫醇中的一种或多种;所述伯胺包括3-二甲氨基丙胺、2-羟基乙胺、3-氨基-1-丙醇、环己胺、2,4,6-三甲基苯胺中的一种或多种;所述仲胺包括N-甲基乙醇胺、二乙胺、二乙醇胺中的一种或多种;所述含巯基化合物包括2-巯基乙醇、硫二甘醇、1-(2-羟乙基硫)丙烷-2-醇中的一种或多种。
选用长碳链化合物作为第一封端化合物可以进一步改善漆膜的耐高压绝缘性能以及柔韧性,此外,选用胺或含巯基的化合物中的一种或多种作为第二封端化合物可以制备出在电泳槽液中具有良好分散性的改性氢化双酚型环氧树脂,有助于形成均匀的绝缘电泳漆膜。
在本申请的一些实施方式中,制备所述改性氢化双酚型环氧树脂的组分还包括第一催化剂,所述第一催化剂包括胺类催化剂、磷催化剂中的一种或多种;可选地所述第一催化剂包括胺类催化剂。
在本申请的一些实施方式中,所述胺类催化剂包括叔胺类催化剂,可选地包括N,N-二甲基苄胺、双二甲胺基乙基醚、N,N-二甲基环己胺、N,N,N',N'-四甲基亚烷基二胺、三乙胺中的一种或多种;所述磷催化剂包括三苯基膦、甲基三苯基碘化磷、甲基三苯基溴化磷等。
选用上述催化剂,反应过程较为温和,反应过程的可控性更高。
在本申请的一些实施方式中,所述第一氢化双酚型环氧树脂与所述第一封端化合物的质量比为100:(5-8);所述第一氢化双酚型环氧树脂与所述第二封端化合物的质量比为100:(6-10);所述第一氢化双酚型环氧树脂与所述第一扩链剂的质量比为100:(35-45)。
对各成分的用量做上述限定可以制备出环氧当量为1200g/mol-1400g/mol的改性氢化双酚型环氧树脂。
本申请的一个实施方式中,提供一种所述改性氢化双酚型环氧树脂的制备方法,所述制备方法包括:
使第一氢化双酚型环氧树脂、第一扩链剂和封端化合物在催化条件下进行反应,制备所述改性氢化双酚型环氧树脂;
其中,所述改性氢化双酚型环氧树脂的环氧当量为1100g/mol-1500g/mol。
在本申请的一些实施方式中,所述封端化合物包括第一封端化合物和第二封端化合物;
所述第一封端化合物包括饱和脂肪酸、饱和脂肪醇、硫醇类化合物中的一种或多种;
所述第二封端化合物包括伯胺、仲胺、含巯基化合物中的一种或多种。
在本申请的一些实施方式中,制备所述改性氢化双酚型环氧树脂的方法具体如下:
将包含所述第一氢化双酚型环氧树脂、所述第一扩链剂和所述第一封端化合物的原料溶解于溶剂中,得到混合体系;
向所述混合体系中分多次加入第一催化剂,进行催化反应,随后加入所述第二封端化合物,继续反应,然后去除溶剂,得到所述改性氢化双酚型环氧树脂;
其中,所述第一催化剂包括胺类催化剂、磷催化剂中的至少一种;可选地所述第一催化剂包括胺类催化剂。
通过分多次加入催化剂可以控制反应进程,制备出环氧当量为1100g/mol-1500g/mol的改性氢化双酚型环氧树脂;可选地,分2-5次加入催化剂。
在本申请的一些实施方式中,制备所述改性氢化双酚型环氧树脂时先在120℃-170℃下加入第一封端化合物进行封端,然后在80℃-95℃下加入第二封端化合物进行开环处理,可以制备出端部含有两种官能团的改性氢化双酚型环氧树脂,既能提高材料本身的耐高压性能,又能制备出均匀的漆膜,提高漆膜的耐高压绝缘性能。
在本申请的一些实施方式中,所述胺类催化剂包括叔胺类催化剂,可选地包括N,N-二甲基苄胺、双二甲胺基乙基醚、N,N-二甲基环己胺、N,N,N',N'-四甲基亚烷基二胺、三乙胺中的一种或多种;所述磷催化剂包括三苯基膦等。
通过分多次加入催化剂、对催化剂的种类进行选择,可以使氢化双酚型环氧树脂逐步扩链,制得的改性氢化双酚型环氧树脂中小分子产物的含量相对较少,由所述改性氢化双酚型环氧树脂制备的漆膜的均匀性更好,具有良好的耐高压绝缘性。
[氢化双酚型环氧树脂乳液]
氢化双酚型环氧树脂乳液可以与水混合形成均匀的电泳槽液,制备出均匀致密的漆膜,降低电池短路风险。
本申请的一个实施方式中,提供一种氢化双酚型环氧树脂乳液,所述氢化双酚型环氧树脂乳液包括异氰酸酯材料、中和剂和上述改性氢化双酚型环氧树脂或由上述制备方法制备的氢化双酚型环氧树脂。
加入异氰酸酯材料是为了后续使用过程中可以与氢化双酚型环氧树脂交联固化,形成漆膜;所述中和剂可以与改性氢化双酚型环氧树脂或增韧树脂端部的胺基或巯基反应生成亲水性的铵盐或硫盐,提高乳液在水中的分散性,利于电泳沉积,形成均匀的漆膜,由所述氢化双酚型环氧树脂乳液制备的漆膜具有良好的耐高压绝缘性能。
在本申请的一些实施方式中,所述中和剂包括甲酸、乙酸、乳酸、氨基磺酸、2,2-二羟甲基丙酸中的一种或多种。
在本申请的一些实施方式中,所述氢化双酚型环氧树脂乳液还包括增韧树脂、耐磨材料中的一种或多种。
添加增韧树脂或耐磨材料可以改善漆膜的柔韧性、耐磨性,扩大漆膜的应用领域。
在本申请的一些实施方式中,所述增韧树脂的制备组分包括第二氢化双酚型环氧树脂、第二扩链剂、第三封端化合物、增韧剂和第二催化剂。
在本申请的一些实施方式中,所述第二氢化双酚型环氧树脂包括不含碳碳双键的氢化双酚型环氧树脂类化合物,可选地包括氢化双酚A型环氧树脂、氢化双酚F型环氧树脂、氢化双酚S型环氧树脂中的一种或多种,所述第二氢化双酚型环氧树脂与所述第一氢化双酚型环氧树脂相同或不同;和/或
所述第二扩链剂包括不含碳碳双键的氢化双酚类化合物,可选地包括氢化双酚A、氢化双酚F、氢化双酚S中的一种或多种,所述第二扩链剂与所述第一扩链剂相同或不同;和/或
所述第三封端化合物包括胺类化合物,可选地包括N-甲基乙醇胺、二乙胺、二乙醇胺、巯基乙醇、巯基二乙醇中的一种或多种;和/或
所述增韧剂包括第一增韧剂、第二增韧剂中的一种或多种,所述第一增韧剂包括双酚型聚氧乙烯醚,所述双酚型聚氧乙烯醚包括双酚A聚氧乙烯醚、双酚F聚氧乙烯醚、双酚S聚氧乙烯醚、氢化双酚A聚氧乙烯醚、氢化双酚F聚氧乙烯醚、氢化双酚S聚氧乙烯醚中的一种或多种;
所述第二增韧剂包括酮亚胺、聚酰胺、酮亚胺化聚酰胺、双-N,N’-(甲基-丁基亚甲基)-二乙烯三胺、双-N,N’-(甲基-丁基亚甲基)-三乙烯四胺中的一种或多种;和/或
所述第二催化剂包括胺类催化剂、磷催化剂中的一种或多种,所述胺类催化剂包括N,N-二甲基苄胺、N,N-二甲基环己胺、双(2-二甲氨基乙基)醚、N,N,N',N'-四甲基亚烷基二胺、三乙胺中的一种或多种,可选地包括N,N-二甲基苄胺。
在本申请的一些实施方式中,所述第一增韧剂与所述第二氢化双酚型环氧树脂的质量比为(5-8):100;所述第二增韧剂与所述第二氢化双酚型环氧树脂的质量比为(25-35):100。
在本申请的一些实施方式中,所述耐磨材料包括聚四氟乙烯蜡、超高分子量聚乙烯中的一种或多种。
在本申请的一些实施方式中,所述耐磨材料与所述改性氢化双酚型环氧树脂的质量比为(0.1-2):100。
耐磨材料的用量过少,无法有效提升漆膜的耐磨性;耐摩材料的用量过多会影响漆膜的均匀性以及耐高压绝缘性。
在本申请的一些实施方式中,所述改性氢化双酚型环氧树脂和所述增韧树脂的质量比为100:(8-15)。
控制改性氢化双酚型环氧树脂和增韧树脂的质量比在上述范围内可以在不损失漆膜耐高压绝缘性的同时改善其柔韧性,扩大其使用领域。
在本申请的一些实施方式中,所述异氰酸酯材料、所述中和剂、所述改性氢化双酚型环氧树脂的质量比为(40-60):(2-4):100。
控制各成分的用量在上述范围内可以制备出具有较好的稳定性与均匀性的绝缘漆膜。
本申请的一个实施方式中,提供一种所述氢化双酚型环氧树脂乳液的制备方法,所述制备方法具体如下:
分别制备所述改性氢化双酚型环氧树脂、所述增韧树脂、所述异氰酸酯材料;
将所述改性氢化双酚型环氧树脂、所述增韧树脂、所述异氰酸酯材料、所述耐磨材料以及有机溶剂在60℃-70℃下混合,然后加入所述中和剂,分多次加入水,直至固体质量分数为30%-40%,停止加水,得到所述氢化双酚型环氧树脂乳液。
在本申请的一些实施方式中,所述增韧树脂的制备方法具体如下:
将所述第二氢化双酚型环氧树脂、所述第二扩链剂、所述第一增韧剂溶于有机溶剂中,分多次加入所述第二催化剂,在催化条件下进行反应,得到中间产物;
将所述中间产物与所述第三封端化合物混合,再加入所述第二增韧剂,继续反应,去除溶剂,得到所述增韧树脂。
在本申请的一些实施方式中,所述中间产物在120℃-170℃下制备所得,然后在100℃-150℃下再加入第三封端化合物和第二增韧剂进行反应,得到所述增韧树脂。通过控制反应条件可以制备出具有良好的柔韧性,并且在水中具有一定分散性的增韧树脂。
本申请的一个实施方式,提供一种二次电池,所述二次电池包括壳体和置于所述壳体内部的电芯,在所述壳体内表面和/或外表面设置有绝缘电泳漆膜,制备所述绝缘电泳漆膜的组分包括所述氢化双酚型环氧树脂乳液或由上述制备方法制得的氢化双酚型环氧树脂乳液。使用所述氢化双酚型环氧树脂乳液制备的漆膜均一性较好,在高电压条件下不易发生局部击穿现象,具有良好的耐高压绝缘性能。
[二次电池]
本申请对二次电池的形状没有特别的限制,其可以是圆柱形、方形或其他任意的形状。例如,图3是作为一个示例的方形结构的二次电池5。二次电池也可以为钠离子电池、镁离子电池、钾离子电池。
在一些实施方式中,参照图4,外包装可包括壳体51和盖板53。其中,壳体51可包括底板和连接于底板上的侧板,底板和侧板围合形成容纳腔。壳体51具有与容纳腔连通的开口,盖板53能够盖设于开口,以封闭容纳腔。正极极片、负极极片和隔离膜可经卷绕工艺或叠片工艺形成电极组件52。电极组件52封装于容纳腔内。电解液浸润于电极组件52中。二次电池5所含电极组件52的数量可以为一个或多个,本领域技术人员可根据具体实际需求进行选择。
[用电装置]
本申请的一个实施方式中,提供一种用电装置,包括任意实施方式的二次电池。
二次电池可以用作用电装置的电源,也可以用作用电装置的能量存储单元。用电装置可以包括移动设备(例如手机、笔记本电脑等)、电动车辆(例如纯电动车、混合动力电动车、插电式混合动力电动车、电动自行车、电动踏板车、电动高尔夫球车、电动卡车等)、电气列车、船舶及卫星、储能系统等,但不限于此。
图5是作为一个示例的用电装置。该用电装置为纯电动车、混合动力电动车、或插电式混合动力电动车等。为了满足该用电装置对二次电池的高功率和高能量密度的需求,可以采用电池包或电池模块。
实施例
以下,说明本申请的实施例。下面描述的实施例是示例性的,仅用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。实施例中未注明具体技术或条件的,按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市购获得的常规产品。
一、制备方法
实施例1
1)改性氢化双酚型环氧树脂的制备
在氮气氛围下,将氢化双酚A型环氧树脂(环氧当量为230g/mol)、氢化双酚A和正辛醇加入到反应釜中,并加入溶剂甲基异丁基酮进行溶解,搅拌均匀后加热到140℃,保温1h,然后向反应釜中分多次加入胺类催化剂N,N-二甲基苄胺(分3次加入,间隔1h),继续在140℃下反应3.5h,然后降温至90℃,添加N-甲基乙醇胺,再升温至130℃反应4h,去除溶剂,得到所述改性氢化双酚型环氧树脂;其中,氢化双酚A型环氧树脂、氢化双酚A、正辛醇、胺类催化剂、N-甲基乙醇胺的质量比为100:40:6:0.4:8。图1为改性氢化双酚型环氧树脂的化学反应示意图。
2)氢化双酚型环氧树脂乳液的制备
增韧树脂的制备:
在氮气氛围下,将氢化双酚A型环氧树脂(环氧当量为230g/mol)、氢化双酚A和双酚A聚氧乙烯醚加入到反应釜中,并加入溶剂甲基异丁基酮进行溶解,搅拌均匀后加热到140℃,保温1h,然后向反应釜中加入胺类催化剂N,N-二甲基苄胺(分2次加入,间隔2h),继续在140℃下反应4.5h,然后降温至90℃并添加N-甲基乙醇胺,升温至130℃下反应2.5h,接着继续加入酮亚胺化聚酰胺,继续在130℃下反应,每隔1h测一次粘度,当粘度恒定后降温80℃,再添加冰醋酸和纯水,搅拌3h,最后冷却,去除溶剂,得到所述增韧树脂;其中,氢化双酚A型环氧树脂、氢化双酚A、双酚A聚氧乙烯醚、胺类催化剂、N-甲基乙醇胺、酮亚胺化聚酰胺的质量比为100:36:6:0.5:6:30。图2为增韧树脂的化学反应示意图。
异氰酸酯材料的制备:
第一异氰酸酯固化剂的制备:在氮气氛围下,将二苯甲烷二异氰酸酯和N,N-二甲基苄胺加入到反应釜中,并加入溶剂甲基异丁基酮进行溶解,搅拌均匀后加热到80℃,缓慢加入二乙二醇丁醚与乙二醇丁醚的混合物,二乙二醇丁醚与乙二醇丁醚的混合物滴加完后,继续反应,反应至NCO含量降到零,随后冷却到60℃以下,即得第一异氰酸酯固化剂;其中,二苯甲烷二异氰酸酯、N,N-二甲基苄胺、二乙二醇丁醚、乙二醇丁醚的质量比为100:0.1:24:72。
第二异氰酸酯固化剂的制备:在氮气氛围下,将六亚甲基二异氰酸酯和N,N-二甲基苄胺加入到反应釜中,并加入溶剂甲基异丁基酮进行溶解,搅拌均匀后加热到80℃,缓慢加入甲乙酮肟,甲乙酮肟滴加完后,继续反应,反应至NCO含量降到零,随后冷却到60℃以下,即得第一异氰酸酯固化剂;其中,六亚甲基二异氰酸酯、N,N-二甲基苄胺、甲乙酮肟的质量比为100:0.1:104。
所述异氰酸酯材料中第一异氰酸酯固化剂和第二异氰酸酯固化剂的质量比为4:1。
氢化双酚型环氧树脂乳液的制备:
将改性氢化双酚型环氧树脂、增韧树脂、异氰酸酯材料和聚四氟乙烯蜡加入到反应釜中,加入溶剂并在65℃下混合均匀,随后加入纯水和甲酸,高速搅拌50min后加入去离子水,之后间隔30min向反应釜中加入去离子水,直至反应釜中固体质量含量为35%时停止加去离子水,得到所述氢化双酚型环氧树脂乳液。
实施例2-27的氢化双酚型环氧树脂乳液与实施例1的氢化双酚型环氧树脂乳液制备方法相似,区别仅在于调整了氢化双酚型环氧树脂乳液的制备参数,具体参数条件详见表1-3。
实施例28的氢化双酚型环氧树脂乳液与实施例1的氢化双酚型环氧树脂乳液的区别在于,实施例28中不含增韧树脂,具体参数条件详见表1-3。
实施例29的氢化双酚型环氧树脂乳液与实施例28的氢化双酚型环氧树脂乳液的区别在于,制备过程中未添加正辛醇,N-甲基乙醇胺的添加量不同,具体参数条件详见表1-3。
实施例30的氢化双酚型环氧树脂乳液和实施例28的氢化双酚型环氧树脂乳液制备方法相似,区别仅在于改性氢化双酚型环氧树脂制备过程中胺类催化剂一次性加入,具体如下:
在氮气氛围下,将氢化双酚A型环氧树脂(环氧当量为230g/mol)、氢化双酚A和正辛醇加入到反应釜中,并加入溶剂甲基异丁基酮进行溶解,搅拌均匀后加热到140℃,保温1h,然后向反应釜中一次性加入胺类催化剂N,N-二甲基苄胺,继续在140℃下反应3.5h,然后降温至90℃并添加N-甲基乙醇胺,升温至130℃下反应4h,制备改性氢化双酚型环氧树脂。其中,氢化双酚A型环氧树脂、氢化双酚A、正辛醇、胺类催化剂、N-甲基乙醇胺的质量比为100:40:6:0.4:8。
对比例1的环氧树脂乳液和实施例28的氢化双酚型环氧树脂乳液制备方法相似,区别在于,以双酚A型环氧树脂替代氢化双酚A型环氧树脂,以双酚A替代氢化双酚A,具体参数条件详见表1-3。
对比例2的氢化双酚型环氧树脂乳液和实施例28的氢化双酚型环氧树脂乳液制备方法相似,区别在于,对比例2中氢化双酚A型环氧树脂与氢化双酚A的质量比为100:30,具体参数条件详见表1-3。
对比例3的氢化双酚型环氧树脂乳液和实施例28的氢化双酚型环氧树脂乳液制备方法相似,区别在于,对比例3中氢化双酚A型环氧树脂与氢化双酚A的质量比为100:50,具体参数条件详见表1-3。
二、性能测试
1、环氧当量(EEW)测试
取无水冰醋酸550mL,加入高氯酸 (HClO4质量分数为70%,比重1.75) 8.2mL摇匀,在烧杯中缓缓滴加24mL醋酐,用玻璃棒不断搅拌,放冷至室温后,转移到1000ml容量瓶中,加无水冰醋酸稀释至刻度线,摇均匀后,放置24小时使醋酐与溶液中的水充分反应完全,即得0.1mol/L高氯酸-冰醋酸标准溶液。
称取在105℃干燥至恒重的邻苯二甲酸氢钾约0.4g(准确至0.0001 g)置于锥形瓶中,加无水冰醋酸20mL,使溶解,加0.5%结晶紫冰醋酸溶液1-2滴,用高氯酸冰醋酸标准溶液滴定至蓝色,并将滴定结果用空白试验(即不加邻苯二甲酸氢钾)校正。计算如下:
C = m /{ (V1-V2)×0.2042}
式中:C——高氯酸-冰醋酸标准溶液的摩尔浓度,mol/L;
m——邻苯二甲酸氢钾的质量,g;
V1——邻苯二甲酸氢钾消耗高氯酸标准溶液体积,mL;
V2——空白试验消耗高氯酸标准溶液的用量,mL;
0.2042——与1.00mL高氯酸标准溶液(1mol/L)相当的以克表示的邻苯二甲酸氢钾的质量。
注:本溶液使用前标定。标定高氯酸标准溶液时的温度应与使用该标准溶液滴定时的温度相同。
准确称取样品放入250mL烧杯中,加入15mL三氯甲烷;
边摇动边加热至样品完全溶解,加热温度<50℃;
冷却至室温后再加入30mL冰乙酸和1-2滴指示剂,并且迅速用高氯酸-冰醋酸标准溶液滴定至首次出现绿色,这种突变是不稳定的,不必记下消耗的0.1mol/L 高氯酸-冰醋酸溶液量;
然后加入0.9-1.1g的十六烷基三甲基溴化铵,并且滴定至颜色突变为绿色(保持约30秒),读取高氯酸-冰醋酸标准溶液的消耗量。
EEW=1000×m×F/(C×V)
EEW——环氧当量,g/mol;
m——实验样品的质量,g;
F——实验样品的固体质量分数,%;
V——高氯酸-冰醋酸标准溶液消耗量,mL;
C——高氯酸-冰醋酸标准溶液的浓度,mol/L。
2、耐高压测试
将氢化双酚型环氧树脂乳液与去离子水以质量比1:1混合成电泳槽液,升温至30±1℃后用直流电泳仪200V,180S进行电泳,在180℃、30min条件下烘烤固化成电泳漆膜。
该测试参数设定:DC8000V,RISE 3.0S,TEST 60S,漏电流<0.1mA,重复25次,若测试25次可以通过则将直流电压增加200V,重复上述测试,直至出现25次测试过程中出现漏电流≥0.1mA的情况,记录最后一次测试25次漏电流小于0.1mA的直流电压值。
3、柔韧性测试
将氢化双酚型环氧树脂乳液与去离子水以质量比1:1混合成电泳槽液,升温至30±1℃后用直流电泳仪200V,180S进行电泳,在180℃、30min条件下烘烤固化成电泳漆膜。
参考GB/T 6742-86进行测试,将电泳漆膜在32mm直径轴棒上弯曲90°,然后根据上述耐高压测试方法测试其最高可承受的直流电压值。
4、耐磨测试
将氢化双酚型环氧树脂乳液与去离子水以质量比1:1混合成电泳槽液,升温至30±1℃后用直流电泳仪200V,180S进行电泳,在180℃、30min条件下烘烤固化成电泳漆膜。
参考ASTM D4060进行测试,测试参数设定:负载1kg,摩擦介质CS-17,45循环/分钟,循环次数1000次,然后根据上述耐高压测试方法测试其最高可承受的直流电压值。
三、各实施例、对比例测试结果分析
按照上述方法分别制备各实施例和对比例的电池,并测量各项性能参数,结果见下表1-3。
表1 实施例及对比例中改性氢化双酚型环氧树脂的参数及性能测试表
表2 实施例及对比例中增韧树脂的参数表
表3 实施例和对比例中氢化双酚型环氧树脂乳液的参数及性能测试表
由表1-3可知,以实施例1-30中的氢化双酚型环氧树脂乳液制备的漆膜具有良好的耐高压绝缘性,其最高可耐电压均能达到6.5V以上。对比例1中以双酚A型环氧树脂替代氢化双酚A型环氧树脂,以双酚A替代氢化双酚A,制备的漆膜的高压性能极差,最高可耐电压仅5kV;对比例2和对比例3中改性氢化环氧树脂的环氧当量分别低于1100g/mol、高于1500g/mol,其耐高压性能均不如实施例。
此外,对比实施例1-5的性能测试结果可以发现,以氢化双酚型环氧树脂为主体树脂,以氢化双酚类化合物为扩链剂,以饱和脂肪醇为第一封端化合物,以仲胺、含巯基化合物中的至少一种为第二封端化合物均可以制备出环氧当量在1100g/mol-1500g/mol范围内的改性氢化双酚型环氧树脂,以包含所述改性氢化双酚型环氧树脂制备的漆膜具有良好的耐高压绝缘性能。
对比实施例1、实施例6-9的性能测试结果可以发现,当改性氢化双酚型环氧树脂的环氧当量为1200g/mol-1400g/mol时,制备的漆膜的耐高压绝缘性、柔韧性和耐磨性均相对较好。环氧当量过高时,漆膜的均匀性相对较差,环氧当量过低时,对绝缘性的改善作用也较弱。
对比实施例1、实施例10-17的测试结果可以发现,当第一氢化双酚型环氧树脂与第一封端化合物的质量比为100:(5-8)、第一氢化双酚型环氧树脂与第二封端化合物的质量比为100:(6-10)、第一增韧剂为双酚型聚氧乙烯醚、第二增韧剂为酮亚胺、酮亚胺化聚酰胺、第二增韧剂与第二氢化双酚型环氧树脂的质量比为(25-35):100时,由所述乳液制备的漆膜均具有良好的耐高压绝缘性能、柔韧性以及耐磨性。
对比实施例1、实施例18-21的测试结果可以发现,所述氢化双酚型环氧树脂乳液中增韧树脂与改性氢化双酚型环氧树脂的质量比(8-15):100时,制备的漆膜间距良好的耐高压绝缘性、柔韧性以及耐磨性,当增韧树脂的占比过高时,漆膜的耐高压绝缘性会受到一定的影响,耐磨性会发生明显衰减,当增韧树脂的占比过低时,漆膜的柔韧性会急剧下降。
对比实施例1、实施例22-24的测试结果可以发现,以聚四氟乙烯蜡、超高分子量聚乙烯为耐磨材料均能有效提升漆膜的耐磨性。
对比实施例1、实施例25-26的测试结果可以发现,当异氰酸酯材料、中和剂和改性氢化双酚型环氧树脂的质量比为(40-60):(2-4):100时,制备出的漆膜均具有良好的耐高压绝缘性、柔韧性以及耐磨性。
对比实施例1、实施例27的测试结果可以发现,添加耐磨材料可以显著改善漆膜的耐磨性;此外,对比实施例27和实施例28的测试结果可以发现,添加增韧树脂可以有效提升漆膜的柔韧性;对比实施例28和实施例29的测试结果可以发现,以第一封端化合物和第二封端化合物封端制备的改性氢化双酚型环氧树脂为原料,制得的漆膜的耐高压绝缘性可以得到有效提升。
对比实施例29和实施例30的测试结果可以发现,制备改性氢化双酚型环氧树脂的过程中,分多次加入催化剂可以对反应过程起到良好的控制作用,制备出环氧当量适中的改性氢化双酚型环氧树脂,并且制备的漆膜的均匀性更高。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (29)
1.一种改性氢化双酚型环氧树脂,其特征在于,制备所述改性氢化双酚型环氧树脂的组分包括第一氢化双酚型环氧树脂、第一扩链剂和封端化合物;
其中,所述改性氢化双酚型环氧树脂的环氧当量为1100g/mol-1500g/mol。
2.根据权利要求1所述改性氢化双酚型环氧树脂,其特征在于,所述改性氢化双酚型环氧树脂的环氧当量为1200g/mol-1400g/mol。
3.根据权利要求1所述改性氢化双酚型环氧树脂,其特征在于,所述第一氢化双酚型环氧树脂包括不含碳碳双键的氢化双酚型环氧树脂;所述第一扩链剂包括不含碳碳双键的氢化双酚类化合物;所述封端化合物包括第一封端化合物和第二封端化合物,所述第一封端化合物包括饱和脂肪酸、饱和脂肪醇、硫醇类化合物中的一种或多种,所述第二封端化合物包括伯胺、仲胺、含巯基化合物中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述改性氢化双酚型环氧树脂,其特征在于,所述不含碳碳双键的氢化双酚型环氧树脂包括氢化双酚A型环氧树脂、氢化双酚F型环氧树脂、氢化双酚S型环氧树脂中的一种或多种;所述不含碳碳双键的氢化双酚类化合物包括氢化双酚A、氢化双酚F、氢化双酚S中的一种或多种;所述第二封端化合物包括仲胺、含巯基化合物中的一种或多种。
5.根据权利要求3所述改性氢化双酚型环氧树脂,其特征在于,所述饱和脂肪酸包括正己酸、正庚酸、正辛酸、异辛酸中的一种或多种;所述饱和脂肪醇包括正庚醇、正辛醇、异辛醇、正壬醇、正癸醇中的一种或多种;所述硫醇类化合物包括正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇、正十四烷基硫醇中的一种或多种;所述仲胺包括N-甲基乙醇胺、二乙胺、二乙醇胺中的一种或多种;所述含巯基化合物包括2-巯基乙醇、硫二甘醇、1-(2-羟乙基硫)丙烷-2-醇中的一种或多种。
6.根据权利要求1-5任一项所述改性氢化双酚型环氧树脂,其特征在于,制备所述改性氢化双酚型环氧树脂的组分还包括第一催化剂,所述第一催化剂包括胺类催化剂、磷催化剂中的一种或多种。
7.根据权利要求6所述改性氢化双酚型环氧树脂,其特征在于,所述第一催化剂包括胺类催化剂。
8.根据权利要求7所述改性氢化双酚型环氧树脂,其特征在于,所述胺类催化剂包括叔胺类催化剂。
9.根据权利要求8所述改性氢化双酚型环氧树脂,其特征在于,所述叔胺类催化剂包括N,N-二甲基苄胺、双二甲胺基乙基醚、N,N-二甲基环己胺、N,N,N',N'-四甲基亚烷基二胺、三乙胺中的一种或多种。
10.根据权利要求3、4、5、7、8、9任一项所述改性氢化双酚型环氧树脂,其特征在于,所述第一氢化双酚型环氧树脂与所述第一封端化合物的质量比为100:(5-8);所述第一氢化双酚型环氧树脂与所述第二封端化合物的质量比为100:(6-10);所述第一氢化双酚型环氧树脂与所述第一扩链剂的质量比为100:(35-45)。
11.一种改性氢化双酚型环氧树脂的制备方法,其特征在于,包括:
使第一氢化双酚型环氧树脂、第一扩链剂和封端化合物在催化条件下进行反应,制备所述改性氢化双酚型环氧树脂;
其中,所述改性氢化双酚型环氧树脂的环氧当量为1100g/mol-1500g/mol。
12.根据权利要求11所述的制备方法,其特征在于,所述封端化合物包括第一封端化合物和第二封端化合物;
所述第一封端化合物包括饱和脂肪酸、饱和脂肪醇、硫醇类化合物中的一种或多种;
所述第二封端化合物包括伯胺、仲胺、含巯基化合物中的一种或多种。
13.根据权利要求12所述的制备方法,其特征在于,制备所述改性氢化双酚型环氧树脂的方法具体如下:
将包含所述第一氢化双酚型环氧树脂、所述第一扩链剂和所述第一封端化合物的原料溶解于溶剂中,得到混合体系;
向所述混合体系中分多次加入第一催化剂,进行催化反应,随后加入所述第二封端化合物,继续反应,制备所述改性氢化双酚型环氧树脂;
其中,所述第一催化剂包括胺类催化剂、磷催化剂中的至少一种。
14.根据权利要求13所述的制备方法,其特征在于,所述胺类催化剂包括叔胺类催化剂。
15.根据权利要求14所述的制备方法,其特征在于,所述叔胺类催化剂包括N,N-二甲基苄胺、双二甲胺基乙基醚、N,N-二甲基环己胺、N,N,N’,N’-四甲基亚烷基二胺、三乙胺中的一种或多种。
16.一种氢化双酚型环氧树脂乳液,其特征在于,所述氢化双酚型环氧树脂乳液包括异氰酸酯材料、中和剂和改性氢化双酚型环氧树脂,所述改性氢化双酚型环氧树脂为权利要求1-10任一项所述改性氢化双酚型环氧树脂或权利要求11-15任一项所述制备方法制备的改性氢化双酚型环氧树脂。
17.根据权利要求16所述氢化双酚型环氧树脂乳液,其特征在于,所述氢化双酚型环氧树脂乳液还包括增韧树脂、耐磨材料中的一种或多种。
18.根据权利要求17所述氢化双酚型环氧树脂乳液,其特征在于,所述增韧树脂的制备组分包括第二氢化双酚型环氧树脂、第二扩链剂、第三封端化合物、增韧剂和第二催化剂。
19.根据权利要求18所述氢化双酚型环氧树脂乳液,其特征在于,所述第二氢化双酚型环氧树脂包括不含碳碳双键的氢化双酚型环氧树脂,所述第二氢化双酚型环氧树脂与所述第一氢化双酚型环氧树脂相同或不同;所述第二扩链剂包括不含碳碳双键的氢化双酚类化合物,所述第二扩链剂与所述第一扩链剂相同或不同;所述第三封端化合物包括胺类化合物;所述增韧剂包括第一增韧剂、第二增韧剂中的一种或多种,所述第一增韧剂包括双酚型聚氧乙烯醚,所述双酚型聚氧乙烯醚包括双酚A聚氧乙烯醚、双酚F聚氧乙烯醚、双酚S聚氧乙烯醚、氢化双酚A聚氧乙烯醚、氢化双酚F聚氧乙烯醚、氢化双酚S聚氧乙烯醚中的一种或多种,所述第二增韧剂包括酮亚胺、聚酰胺、酮亚胺化聚酰胺、双-N,N’-(甲基-丁基亚甲基)-二乙烯三胺、双-N,N’-(甲基-丁基亚甲基)-三乙烯四胺中的一种或多种;所述第二催化剂包括胺类催化剂、磷催化剂中的一种或多种,所述胺类催化剂包括N,N-二甲基苄胺、N,N-二甲基环己胺、双(2-二甲氨基乙基)醚、N,N,N',N'-四甲基亚烷基二胺、三乙胺中的一种或多种。
20.根据权利要求19所述氢化双酚型环氧树脂乳液,其特征在于,所述不含碳碳双键的氢化双酚型环氧树脂包括氢化双酚A型环氧树脂、氢化双酚F型环氧树脂、氢化双酚S型环氧树脂中的一种或多种;
所述不含碳碳双键的氢化双酚类化合物包括氢化双酚A、氢化双酚F、氢化双酚S中的一种或多种;
所述胺类化合物包括N-甲基乙醇胺、二乙胺、二乙醇胺、巯基乙醇、巯基二乙醇中的一种或多种;
所述胺类催化剂包括N,N-二甲基苄胺。
21.根据权利要求19-20任一项所述氢化双酚型环氧树脂乳液,其特征在于,所述第一增韧剂与所述第二氢化双酚型环氧树脂的质量比为(5-8):100;所述第二增韧剂与所述第二氢化双酚型环氧树脂的质量比为(25-35):100。
22.根据权利要求17-20任一项所述氢化双酚型环氧树脂乳液,其特征在于,所述耐磨材料包括聚四氟乙烯蜡、超高分子量聚乙烯中的一种或多种。
23.根据权利要求17-20任一项所述氢化双酚型环氧树脂乳液,其特征在于,所述耐磨材料与所述改性氢化双酚型环氧树脂的质量比为(0.1-2):100。
24.根据权利要求17-20任一项所述氢化双酚型环氧树脂乳液,其特征在于,所述改性氢化双酚型环氧树脂和所述增韧树脂的质量比为100:(8-15)。
25.根据权利要求16-20任一项所述氢化双酚型环氧树脂乳液,其特征在于,所述异氰酸酯材料、所述中和剂、所述改性氢化双酚型环氧树脂的质量比为(40-60):(2-4):100。
26.一种权利要求19-25任一项所述氢化双酚型环氧树脂乳液的制备方法,其特征在于,所述制备方法具体如下:
分别制备所述改性氢化双酚型环氧树脂、所述增韧树脂、所述异氰酸酯材料;
将所述改性氢化双酚型环氧树脂、所述增韧树脂、所述异氰酸酯材料、所述耐磨材料以及有机溶剂在60-70℃下混合,然后加入所述中和剂,分多次加入水,直至固体质量分数为30%-40%,停止加水,得到所述氢化双酚型环氧树脂乳液。
27.根据权利要求26所述制备方法,其特征在于,所述增韧树脂的制备方法具体如下:
将所述第二氢化双酚型环氧树脂、所述第二扩链剂、所述第一增韧剂溶于有机溶剂中,分多次加入所述第二催化剂,在催化条件下进行反应,得到中间产物;
将所述中间产物与所述第三封端化合物混合,再加入所述第二增韧剂,继续反应,得到所述增韧树脂。
28.一种二次电池,其特征在于,所述二次电池包括壳体和置于所述壳体内部的电芯,在所述壳体内表面和/或外表面设置有绝缘电泳漆膜,制备所述绝缘电泳漆膜的组分包括权利要求16-25任一项所述氢化双酚型环氧树脂乳液或权利要求26-27任一项所述制备方法制得的氢化双酚型环氧树脂乳液。
29.一种用电装置,其特征在于,包括权利要求28所述二次电池。
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