CN117229744A - 一种用于动力电池外层防护的高可靠性快速固化uv胶及其制备方法和应用 - Google Patents
一种用于动力电池外层防护的高可靠性快速固化uv胶及其制备方法和应用 Download PDFInfo
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Landscapes
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Abstract
本发明属于UV胶领域，特别涉及一种用于动力电池外层防护的高可靠性快速固化UV胶及其制备方法和应用。所述UV胶含有丙烯酸酯低聚物、单官能度丙烯酸酯单体、双官能度丙烯酸酯单体、三官能度丙烯酸酯单体、含酸性官能团的丙烯酸酯单体、光引发剂和任选的助剂；所述丙烯酸酯低聚物中同时含有二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯、四官能度的支化聚酯丙烯酸酯和以聚酯二元醇为主链的聚氨酯丙烯酸酯。由此所得的UV胶固化速度快，可用LED固化及适应高精度喷墨工艺，且满足绝缘耐压、耐水煮、耐盐雾等可靠性要求和粘接强度要求，可替代PET蓝膜作为动力电池外层包装的绝缘防护层，为电池轻量化预留了设计空间。
Description
技术领域
本发明属于UV胶领域，特别涉及一种用于动力电池外层防护的高可靠性快速固化UV胶及其制备方法和应用。
背景技术
新能源汽车行业自成为人们关注的焦点以来，其相关的各个技术领域相继改革创新，在提升极限性能的基础上，开始注意高效环保和节能减排。其中，动力电池的包装和集成是至关重要的环节，在满足其工业化生产的前提下，要求具备生产效率高、良率优、成本低、安全可靠性和体积利用率好的推广价值。而动力电池外层包装中优异的绝缘防护能提升电池的安全可靠性，进而减少外部侵蚀造成的漏电隐患，同时还能提升体积利用率，为后续电池集成升级留下空间，帮助设计者实现电池轻量化的目标。传统的电芯外层包装防护主要依靠PET蓝膜包裹实现，蓝膜和电芯铝层用胶水粘接。此方式工艺复杂、生产效率低、耗能大，不符合节能高效和绿色环保的要求，且受限于胶水性能和施工工艺，无法始终保证蓝膜和电芯铝层的完整贴合，易造成空鼓及气泡，失效风险大，限制了电池轻量化发展。
考虑到实际终端应用的品质可靠和节能高效，现阶段改进的包装防护方案为喷墨工艺。喷墨工艺中UV胶通过喷涂覆盖电芯外层，再采用UV光源固化而得绝缘防护层，替代PET蓝膜作为电芯外层防护层，为电池轻量化发展预留了足够的设计空间。根据喷墨工艺和使用性能，UV胶需要同时满足绝缘耐压、耐水煮、耐盐雾等可靠性要求和粘接强度要求的基本特点，同时还要保证其能够快速固化。然而，现有工艺中由于UV胶粘度所限，雾化喷涂的产品质量不稳定，对胶水的利用率低，极易造成浪费，同时胶水的固化速度一般，无法适应更加节能高效的LED固化工艺。此外，受配方性能限制，UV胶的粘接强度和可靠性较差，耐水煮、耐盐雾等老化测试的结果不理想，无法满足日益严苛的市场要求。因此，如何获得兼具绝缘耐压、耐水煮、耐盐雾等高可靠性和高粘接强度且能够快速固化的UV胶用于动力电池外层防护，已经成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有的动力电池外层防护用UV胶的绝缘耐压、耐水煮、耐盐雾等可靠性及粘接强度较差且固化速度一般的缺陷，而提供一种兼具绝缘耐压、耐水煮、耐盐雾等高可靠性和高粘接强度且能够快速固化的UV胶及其制备方法，以及其在动力电池电芯外层包装的绝缘防护上的应用。
本发明的发明人经过深入研究之后发现，由二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯-四官能度的支化聚酯丙烯酸酯-以聚醚二元醇为主链的聚氨酯丙烯酸酯三种预聚物搭建成骨架结构的UV胶绝缘防护层兼具绝缘耐压、耐水煮、耐盐雾等高可靠性和高粘接强度且能够快速固化的性能。推测其原因，可能是由于：二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯的主链段含有苯环结构，构成UV胶绝缘防护层骨架结构中的刚性部分，赋予UV胶优异的硬度、拉伸强度、耐高温性和耐老化性；二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯的链长较长，这一特定结构可以降低固化体积收缩率和内应力，进而提高其对电芯铝层的粘接效果；二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯中由于二元酸脂肪链结构低极性的特点，导致了其疏水性增强，保证固化后的UV胶绝缘防护层的耐水煮、耐盐雾等可靠性；此外，通过二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯的开环反应引入醚键结构减小分子内旋位垒，从而降低粘度、提高出胶量以适应喷墨工艺。四官能度的支化聚酯丙烯酸酯中丙烯酸双键官能团浓度增大，光固化反应活性明显增高，显著提升了UV胶整体的光固化速度，以便实现LED固化工艺；此外，四官能度低聚物的固化会形成三维网状交联结构，这种致密的结构能有效地提升胶层的阻水、耐磨等性能，同时由于极性的酯键含量高，对颜料的润湿和分散效果好，也提高了UV胶与电芯铝材之间的界面粘接力。以聚酯二元醇为主链的聚氨酯丙烯酸酯的粘度低、固化后柔韧性好，是绝缘防护层骨架结构中的柔性部分，其主链结构中的氨酯键能使分子间形成氢键，起到减轻固化收缩应力，提高其对电芯铝材的附着效果，同时也使胶层具有缓冲性，保证了胶层整体的韧性，可以增加耐弯曲和耐冲击的效果，有效改善绝缘耐压性能。
本发明的发明人经过深入研究之后还发现，将特定比例的单官能度丙烯酸酯单体、双官能度丙烯酸酯单体、三官能度丙烯酸酯单体和含酸性官能团的丙烯酸酯单体同时引入UV胶中，由此所得的UV胶性能更卓越。推测其原因，可能是由于：单官能度丙烯酸酯单体若引入苯环可以与丙烯酸酯双键形成共轭体系，丙烯酸双键被活化，反应活性增强，实现低光照能量也能快速固化，适应更节能高效的LED固化；单官能度丙烯酸酯单体若引入桥基或双环二烯基的立体环状结构可以增大空间位阻，提高UV胶层的阻水防水、绝缘耐压的性能；双官能度丙烯酸酯单体可以增加胶层致密度，提高胶层硬度和耐磨性；三官能度丙烯酸酯单体以三个反应基团为交联点，能够连接起各丙烯酸酯低聚物和丙烯酸酯单体，使体系形成了致密且稳固的三维网状结构，从而进一步地增强其阻水性和耐磨性；含酸性官能团的丙烯酸酯单体分子中段的酸性基团能够提升胶层对电芯铝层的附着力，进而增强UV胶的粘接强度。
综上，将二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯、四官能度的支化聚酯丙烯酸酯以及以聚酯二元醇为主链的聚氨酯丙烯酸酯三种预聚物复配使用，同时引入特定比例的单官能度丙烯酸酯单体、双官能度丙烯酸酯单体、三官能度丙烯酸酯单体和含酸性官能团的丙烯酸酯单体制备高可靠性快速固化UV胶，能够赋予胶层良好的绝缘耐压、耐水煮、耐盐雾等可靠性以及高粘接强度和快速固化的性能。基于此，完成了本发明。
具体地，本发明提供了一种高可靠性快速固化UV胶，所述高可靠性快速固化UV胶含有丙烯酸酯低聚物、单官能度丙烯酸酯单体、双官能度丙烯酸酯单体、三官能度丙烯酸酯单体、含酸性官能团的丙烯酸酯单体、光引发剂和任选的助剂；
所述丙烯酸酯低聚物中同时含有二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯、四官能度的支化聚酯丙烯酸酯和以聚醚二元醇为主链的聚氨酯丙烯酸酯。
在一种优选实施方式中，以重量百分比计，所述丙烯酸酯低聚物的含量为20-50％，所述单官能度丙烯酸酯单体的含量为30-55％，所述双官能度丙烯酸酯单体的含量为5-15％，所述三官能度丙烯酸酯单体的含量为3-10％，所述含酸性官能团的丙烯酸酯单体的含量为0.5-5％，所述光引发剂的含量为5-12％，所述助剂的含量为0.02-2％。
在一种优选实施方式中，所述丙烯酸酯低聚物中二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯、四官能度的支化聚酯丙烯酸酯和以聚酯二元醇为主链的聚氨酯丙烯酸酯的质量比为1∶(0.3-0.9)∶(0.2-0.6)。
在一种优选实施方式中，所述二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯具有式(I)所示的结构：
式(I)中，R1为C1-C10的亚烷基，R2具有式(II)所示的结构，n为1-10。
在一种优选实施方式中，所述二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯按照以下方法制备得到：将双酚A型环氧树脂、丙烯酸和脂肪族二元酸进行开环反应，得到具有式(I)所示结构的二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯。
在一种优选实施方式中，在上述二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯的制备方法中，所述脂肪族二元酸的通式为HOOC-R1-COOH，其中R1选自C1-C10的亚烷基。
在一种优选实施方式中，在上述二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯的制备方法中，所述双酚A型环氧树脂和丙烯酸的摩尔比为1∶(0.8-1)。
在一种优选实施方式中，在上述二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯的制备方法中，所述双酚A型环氧树脂和脂肪族二元酸的摩尔比为1∶(0.35-0.55)。
在一种优选实施方式中，在上述二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯的制备方法中，所述开环反应的条件包括温度为90-120℃，时间为1-10h。
在一种优选实施方式中，所述四官能度的支化聚酯丙烯酸酯具有式(III)所示的主链结构以及四个具有式(III`)所示的丙烯酸酯官能团结构：
式(III)中，R3和R4各自独立地为取代或非取代的C1-C10的亚烷基，m为1-10。
在一种优选实施方式中，所述以聚酯二元醇为主链的聚氨酯丙烯酸酯具有式(IV)所示的结构：
式(IV)中，R5和R6各自独立地为C1-C10的亚烷基。
在一种优选实施方式中，所述单官能度丙烯酸酯单体中同时含有含苯环的丙烯酸酯单体、含桥基的丙烯酸酯单体和含双环二烯基的丙烯酸酯单体。
在一种优选实施方式中，所述含苯环的丙烯酸酯单体选自2-苯氧基乙基丙烯酸酯、4-乙基苯丙烯酸酯、3，5-二羟基苯酚甲基丙烯酸酯和丙烯酸苄酯中的至少一种。
在一种优选实施方式中，所述含桥基的丙烯酸酯单体选自丙烯酸异冰片酯、3-异冰片基环己基丙烯酸酯和甲基丙烯酸异冰片酯中的至少一种。
在一种优选实施方式中，所述含双环二烯基的丙烯酸酯单体选自双环戊烯基丙烯酸酯、双环戊烯基乙氧化丙烯酸酯和双环戊烯基甲基丙烯酸酯中的至少一种。
在一种优选实施方式中，所述双官能度丙烯酸酯单体选自三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、1，6-已二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯和乙氧化双酚A二丙烯酸酯中的至少一种。
在一种优选实施方式中，所述三官能度丙烯酸酯单体选自乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和三(2-羟乙基)异氰尿酸三丙烯酸酯中的至少一种。
在一种优选实施方式中，所述含酸性官能团的丙烯酸酯单体为磷酸酯基丙烯酸酯和/或含羧酸基的丙烯酸酯。
在一种优选实施方式中，所述光引发剂为2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、2-甲基-2-(4-吗啉基)-4′-(甲硫基)苯丙酮和2-异丙基硫杂蒽酮的组合。
在一种优选实施方式中，所述2-甲基-2-(4-吗啉基)-4′-(甲硫基)苯丙酮和所述2-异丙基硫杂蒽酮的质量比为(2-4)∶1。
在一种优选实施方式中，所述2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦与所述2-异丙基硫杂蒽酮之和的质量比为(8-18)∶1。
在一种优选实施方式中，所述助剂选自颜料、流平剂、分散剂、研磨剂和稀释剂中的至少一种。
本发明还提供了一种高可靠性快速固化UV胶的制备方法，该方法包括将丙烯酸酯低聚物、单官能度丙烯酸酯单体、双官能度丙烯酸酯单体、三官能度丙烯酸酯单体、含酸性官能团的丙烯酸酯单体、光引发剂和任选的助剂混合均匀，得到高可靠性快速固化UV胶。
在一种优选实施方式中，所述混合的方式包括以下步骤：
S1、将三官能度丙烯酸酯单体、颜料以及分散剂混合均匀，得到色浆预混物；
S2、将单官能度丙烯酸酯单体、双官能度丙烯酸酯单体、三官能度丙烯酸酯单体、含酸性官能团的丙烯酸酯单体、光引发剂以及流平剂混合均匀，得到预处理物料；
S3、将S1所得色浆预混物、S2所得预处理物料以及丙烯酸酯低聚物混合均匀，即得所述高可靠性快速固化UV胶。
此外，本发明还提供了高可靠性快速固化UV胶在动力电池电芯外层包装的绝缘防护上的应用。
本发明提供的高可靠性快速固化UV胶粘度低，流动性好，适合精细度高、利用率高的喷墨工艺；固化速度快，长波光段也可固化，兼顾表干和深层固化，适用于节能高效的LED固化工艺；固化后的胶层硬度高，耐弯曲，减小了电芯受外力破坏的影响；绝缘耐压性好，胶层不易被电压击穿，对电芯起到了明显的漏电阻断保护；胶层具有致密的交联和稳定的分子结构，在水煮测试及盐雾测试等老化实验后仍能保持优异的绝缘防护效果。本发明提供的高可靠性快速固化UV胶防护相比于传统的PET蓝膜防护，简化工艺且避免贴合带来的工艺缺陷，还提升了对高精度喷墨工艺用UV胶的粘接强度和绝缘耐压、耐水煮、耐盐雾等可靠性。综上，本申请提供的UV胶粘度低、固化速度快，可使用更节能高效的LED固化以及适应高精度的喷墨工艺，同时满足绝缘耐压、耐水煮、耐盐雾等可靠性要求和粘接强度要求，可替代PET蓝膜作为动力电池外层包装的绝缘防护层，为电池轻量化预留了足够的设计空间。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。
本发明提供的高可靠性快速固化UV胶含有丙烯酸酯低聚物、单官能度丙烯酸酯单体、双官能度丙烯酸酯单体、三官能度丙烯酸酯单体、含酸性官能团的丙烯酸酯单体、光引发剂和任选的助剂。其中，以重量百分比计，所述丙烯酸酯低聚物的含量为20-50％，如20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％或它们之间的任意值；所述单官能度丙烯酸酯单体的含量为30-55％，如30％、35％、40％、45％、50％、55％或它们之间的任意值；所述双官能度丙烯酸酯单体的含量为5-15％，如5％、7％、9％、11％、13％、15％或它们之间的任意值；所述三官能度丙烯酸酯单体的含量为3-10％，如3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％或它们之间的任意值；所述含酸性官能团的丙烯酸酯单体的含量为0.5-5％，如0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％或它们之间的任意值；所述光引发剂的含量为5-12％，如5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％或它们之间的任意值；所述助剂的含量为0.02-2％，如0.02％、0.2％、0.5％、1％、1.5％、2％或它们之间的任意值。
在本发明中，所述丙烯酸酯低聚物中同时含有二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯、四官能度的支化聚酯丙烯酸酯和以聚酯二元醇为主链的聚氨酯丙烯酸酯。其中，所述二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯和所述四官能度的支化聚酯丙烯酸酯的质量比优选为1∶(0.3-0.9)，如1∶0.3、1∶0.4、1∶0.5、1∶0.6、1∶0.7、1∶0.8、1∶0.9或它们之间的任意值；所述二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯和所述以聚酯二元醇为主链的聚氨酯丙烯酸酯的质量比优选为1∶(0.2-0.6)，如1∶0.2、1∶0.3、1∶0.4、1∶0.5、1∶0.6或它们之间的任意值。
在本发明中，所述二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯优选具有式(I)所示的结构：
式(I)中，R1为C1-C10的亚烷基，R2具有式(II)所示的结构，n为1-10。其中，所述C1-C10的亚烷基的具体实施包括但不限于：亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基、亚辛基或亚壬基。
在本发明中，所述二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯可以通过商购得到，也可以按照本领域公知的各种方法制备得到。在一种优选实施方式中，所述二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯优选按照以下方法制备得到：将双酚A型环氧树脂、丙烯酸和脂肪族二元酸进行开环反应，得到具有式(I)所示结构的二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯。其中，所述双酚A型环氧树脂和丙烯酸的摩尔比优选为1∶(0.8-1)，如1∶0.8、1∶0.85、1∶0.9、1∶0.95、1∶1或它们之间的任意值。所述双酚A型环氧树脂和脂肪族二元酸的摩尔比优选为1∶(0.35-0.55)，如1∶0.35、1∶0.4、1∶0.45、1∶0.5、1∶0.55或它们之间的任意值。所述开环反应的条件包括温度优选为90-120℃，如90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃、120℃或它们直接的任意值；时间为1-10h，如h、2h、4h、6h、8h、10h或它们之间的任意值。本发明对脂肪族二元酸的种类没有特别的限定，只要能够与双酚A型环氧树脂开环反应形成醚键结构即可。所述脂肪族二元酸的通式为HOOC-R1-COOH，R1为C1-C10的亚烷基。所述C1-C10的亚烷基的具体实例包括但不限于：戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸以及壬二酸中的至少一种。
在本发明中，所述四官能度的支化聚酯丙烯酸酯优选具有式(III)所示的主链结构以及四个具有式(III`)所示的丙烯酸酯官能团结构：
式(III)中，R3和R4各自独立地为取代或非取代的C1-C10的亚烷基，m为1-10。其中，所述丙烯酸酯官能团结构可以全部位于四官能度的支化聚酯丙烯酸酯的端基，也可以全部位于四官能度的支化聚酯丙烯酸酯的侧基，还可以部分位于端基而部分位于侧基。所述C1-C10的亚烷基的具体实施包括但不限于：亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基、亚辛基或亚壬基。m可以为1、2、3、4、5、6、7、8、9或10。
在本发明中，所述四官能度的支化聚酯丙烯酸酯可以采用现有的各种方法制备得到，也可以通过商购得到，如长兴化学工业(中国)有限公司(简称长兴)6320、湛新树脂(中国)有限公司的EBECRYL 657和EBECRYL 800、国精化学股份有限公司的GU9400Y和GU9600Z中的至少一种。
在本发明中，所述以聚酯二元醇为主链的聚氨酯丙烯酸酯具有式(IV)所示的结构：
式(IV)中，R5和R6各自独立地为C1-C10的亚烷基。其中，所述C1-C10的亚烷基的具体实施包括但不限于：亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基、亚辛基或亚壬基。
在本发明中，所述以聚酯二元醇为主链的聚氨酯丙烯酸酯可以采用现有的各种方法制备得到，也可以通过商购得到，如上海寅逐实业有限公司(简称寅逐)Y-5656(具有式(IV)所示的结构)。
在本发明中，所述单官能度丙烯酸酯单体同时含有含苯环的丙烯酸酯单体、含桥基的丙烯酸酯单体和含双环二烯基的丙烯酸酯单体。其中，所述含苯环的丙烯酸酯单体的具体实例包括但不限于：2-苯氧基乙基丙烯酸酯、4-乙基苯丙烯酸酯、3，5-二羟基苯酚甲基丙烯酸酯和丙烯酸苄酯中的至少一种。所述含桥基的丙烯酸酯单体的具体实例包括但不限于：丙烯酸异冰片酯、3-异冰片基环己基丙烯酸酯和甲基丙烯酸异冰片酯中的至少一种。所述含双环二烯基的丙烯酸酯单体的具体实例包括但不限于：双环戊烯基丙烯酸酯、双环戊烯基乙氧化丙烯酸酯和双环戊烯基甲基丙烯酸酯中的至少一种。在单官丙烯酸酯单体中，含苯环的丙烯酸酯单体粘度低，稀释能力强，且由于其特殊结构，苯环与丙烯酸酯双键形成共轭体系，电子离域性强，丙烯酸双键被活化，反应活性非常强，实际应用中体现为低光照能量也能快速固化的特点，促进UV胶能适应LED固化和高精度喷墨工艺。此外，含桥基的和含双环二烯基的丙烯酸酯单体极性低，桥基和双环二烯基的立体环状结构空间位阻大，有利于提高UV胶层的阻水防水、绝缘耐压的性能；还能够减小UV胶的固化体积收缩率，降低固化收缩带来的内应力，从而改善UV胶在电芯铝材外层的附着力；此结构带来相当的韧性和缓冲性，提高了UV胶层的耐弯曲和耐冲击性能，在电芯遭受外力破坏时，胶层不会因为破裂而导致失去绝缘耐压的保护作用。优选地，所述单官能度丙烯酸酯单体为含苯环的丙烯酸酯单体、含桥基的丙烯酸酯单体和含双环二烯基的丙烯酸酯单体组合使用，所得的UV胶的绝缘耐压、耐老化和力学性能更卓越。
在本发明中，所述双官能度丙烯酸酯单体优选选自三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、1，6-已二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯和乙氧化双酚A二丙烯酸酯中的至少一种。所述双官能度丙烯酸酯单体可以增加胶层致密度，提高胶层硬度和耐磨性，在运输组装过程中有效的保护电芯免受刮蹭。当所述双官能度丙烯酸酯单体优选为三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯时，由于其具备的立体环状结构，对应的UV胶还具有低收缩、高玻璃化转化温度以及耐老化的特点。
在本发明中，所述三官能度丙烯酸酯单体的具体实例包括但不限于：乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和三(2-羟乙基)异氰尿酸三丙烯酸酯中的至少一种。所述三官能度丙烯酸酯单体以三个反应基团为交联点，能够连接起各丙烯酸酯低聚物和丙烯酸酯单体，使体系形成了致密且稳固的三维网状结构，从而增强其拉伸强度、弯曲强度和耐磨性。当所述三官能度丙烯酸酯单体优选为乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯时，由于内旋位垒较小的乙氧基的引入，对应的UV胶能够改善固化后大分子的柔性，起到降低固化收缩的作用，进而提高粘接强度，还可以提高体系对颜料的分散包裹，进而增加液态胶的存储稳定性，常温放置不易出现沉降、分层等问题。
在本发明中，所述含酸性官能团的丙烯酸酯单体优选为磷酸酯基丙烯酸酯和/或含羧酸基的丙烯酸酯。含酸性官能团的丙烯酸酯单体能够提升胶层对电芯铝层的附着力和粘接强度，提高胶层的硬度和致密度，增强UV胶的耐压性能。
本发明中的所述光引发剂的种类没有特别限定，只要能够引发不饱和双键实现自由基聚合反应即可，优选为2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、2-甲基-2-(4-吗啉基)-4′-(甲硫基)苯丙酮和2-异丙基硫杂蒽酮的组合。其中，所述2-甲基-2-(4-吗啉基)-4′-(甲硫基)苯丙酮和所述2-异丙基硫杂蒽酮的质量比优选为(2-4)∶1，如2∶1、2.5∶1、3∶1、3.5∶1、4∶1或它们之间的任意值；所述2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦与所述2-异丙基硫杂蒽酮的质量比优选为(8-18)∶1，如8∶1、10∶1、12∶1、14∶1、16∶1、18∶1或它们之间的任意值。本发明的发明人经过深入研究之后发现，光引发剂在紫外光区(250-420nm)和可见光区((400-800nm)有吸光能力，引发剂分子吸收光能后从基态跃迁到激发单线态，之后可继续跃迁到激发三线态，此时分子结构不稳定，会裂解出活性自由基，从而对丙烯酸双键进行引发聚合。本发明中考虑到UV胶需要适应LED固化工艺，选用吸收波长最长至420nm的2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦(TPO)光引发剂，同时加大用量以提升光引发剂分子在体系中的浓度，使得与空气接触的外层UV胶光照时有较高浓度的活性自由基，以此克服固化时由于空气中氧气钝化光引发剂而导致的裂解自由基致使其失去活性的问题，进而加速表面固化干燥。此外，2-甲基-2-(4-吗啉基)-4′-(甲硫基)苯丙酮(907)和2-异丙基硫杂蒽酮(ITX)的组合是经典的适用于有色体系的光引发剂搭配，两者在吸收波段上相互弥补，2-异丙基硫杂蒽酮光引发剂还会起到敏化效果，增强引发体系的吸光能力，减弱颜料吸光对胶层固化的影响。在三种引发剂的协同作用下，UV胶具有极高的固化效率，不再被高能耗的汞灯固化工艺限制，即便使用更加节能高效的LED固化也能达到较高的固化程度。
在本发明中，所述助剂的具体实例包括但不限于：颜料、流平剂、分散剂、研磨剂和稀释剂中的至少一种。本发明的发明人发现，当选择Tego 410型表面添加剂为流平剂时，有助于降低表面张力，增加表面滑爽性和平整度，还能够避免针孔和凹凸不平等表面缺陷；当选择BYKJET-9150型分散剂时，与UV胶体系相容性较好，且链段上的活性基团通过分子间作用力吸附在颜料上，帮助颜料稳定地分散在UV胶中，提高UV胶的储存稳定性，避免出现沉降、分层等问题。
本发明还提供了一种高可靠性快速固化UV胶的制备方法，该方法包括将丙烯酸酯低聚物、单官能度丙烯酸酯单体、双官能度丙烯酸酯单体、三官能度丙烯酸酯单体、含酸性官能团的丙烯酸酯单体、光引发剂和任选的助剂混合均匀，得到高可靠性快速固化UV胶。其中，所述混合的方式可以为将全部原料同时投料后一起混合，也可以为将部分原料按照任意顺序先投料混合，之后再加入剩余原料继续混合，没有特别的限制。
在本发明中，所述混合的方式优选包括以下步骤：
S1、将三官能度丙烯酸酯单体、颜料以及分散剂混合均匀，得到色浆预混物；
S2、将单官能度丙烯酸酯单体、双官能度丙烯酸酯单体、三官能度丙烯酸酯单体、含酸性官能团的丙烯酸酯单体、光引发剂以及流平剂混合均匀，得到预处理物料；
S3、将S1所得色浆预混物、S2所得预处理物料以及丙烯酸酯低聚物混合均匀，即得所述高可靠性快速固化UV胶。
此外，本发明还提供了高可靠性快速固化UV胶在动力电池电芯外层包装的绝缘防护上的应用。
下面将结合具体的实施例和对比例来对本发明做进一步说明和描述。如无特别指明，以下各实施例和对比例中所述份数为重量份数。
制备例1
本制备例提供一种二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯的制备方法
将39g双酚A型环氧树脂(E51)、7.41g丙烯酸(AA)、7.74g己二酸(Ada)放入三口烧瓶中，再加入0.6g三苯基膦(PPh3)和0.08g对甲氧基酚(MEHQ)，加料后搅拌控温，约3h由25℃到达95℃，维持1h后，升温到105℃，每隔半个小时测试酸值，直至酸值为1mg·KOH/g，即得二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯。
制备例2
本制备例提供一种二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯的制备方法
将39g双酚A型环氧树脂(E51)、7.41g丙烯酸(AA)、7.74g己二酸(Ada)放入三口烧瓶中，再加入0.6g三苯基膦(PPh3)和0.08g对甲氧基酚(MEHQ)，加料后搅拌控温，约3h由25℃到达95℃，维持2h后，升温到115℃，每隔半个小时测试酸值，直至酸值为0.5mg·KOH/g，即得二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯。
制备例3
本制备例提供一种二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯的制备方法
将39g双酚A型环氧树脂(E51)、7.41g丙烯酸(AA)、7.74g己二酸(Ada)放入三口烧瓶中，再加入0.6g三苯基膦(PPh3)和0.08g对甲氧基酚(MEHQ)，加料后搅拌控温，约3h由25℃到达95℃，维持4h后，升温到125℃，每隔半个小时测试酸值，直至酸值为0.3mg·KOH/g，即得二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯。
实施例1
本实施例提供一种高可靠性快速固化UV胶的制备方法。
S1、依次将50份乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、50份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、5份BYKJET-9150型分散剂和18份蓝色颜料加入反应釜中，以1000rpm的速度搅拌至混合均匀后转移至研磨罐中，以1mm的氧化锆珠研磨至粒径≤1μm，过滤出料，得到色浆预混物；
S2、将10份丙烯酸苄酯、25份丙烯酸异冰片酯、8份双环戊烯基乙氧化丙烯酸酯、8份三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、5份乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1份含酸性官能团的丙烯酸酯单体P-2M(共荣社)、6.6份2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、1.5份2-甲基-2-(4-吗啉基)-4′-(甲硫基)苯丙酮、0.5份2-异丙基硫杂蒽酮和0.1份Tego 410型流平剂、加入反应釜中，500rpm高速分散至完全溶解，得到预处理物料；
S3、向预处理物料中加入6份的色浆预混物，以500rpm的速度搅拌至混合均匀；再加入15份制备例1制备得到的二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯、10份四官能度的支化聚酯丙烯酸酯(长兴6320)、6份以聚酯二元醇为主链的聚氨酯丙烯酸酯(牌号为寅逐Y-5656)，以1000rpm的速度搅拌至混合均匀后过滤出料，得到高可靠性快速固化UV胶。
实施例2
本实施例提供一种高可靠性快速固化UV胶的制备方法。
S1、依次将50份乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、50份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、5份BYKJET-9150型分散剂和18份蓝色颜料加入反应釜中，以1000rpm的速度搅拌至混合均匀后转移至研磨罐中，以1mm的氧化锆珠研磨至粒径≤1μm，过滤出料，得到色浆预混物；
S2、将25份丙烯酸苄酯、25份丙烯酸异冰片酯、8份双环戊烯基乙氧化丙烯酸酯、8份三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、5份乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1份含酸性官能团的丙烯酸酯单体P-2M(共荣社)、6.6份2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、1.5份2-甲基-2-(4-吗啉基)-4′-(甲硫基)苯丙酮、0.5份2-异丙基硫杂蒽酮和0.1份Tego 410型流平剂、加入反应釜中，500rpm高速分散至完全溶解，得到预处理物料；
S3、向预处理物料中加入6份的色浆预混物，以500rpm的速度搅拌至混合均匀；再加入15份制备例1制备得到的二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯、10份四官能度的支化聚酯丙烯酸酯(湛新树脂(中国)有限公司的EBECRYL 657)、6份以聚酯二元醇为主链的聚氨酯丙烯酸酯(牌号为寅逐Y-5656)，以1000rpm的速度搅拌至混合均匀后过滤出料，得到高可靠性快速固化UV胶。
实施例3
本实施例提供一种高可靠性快速固化UV胶的制备方法。
S1、依次将50份乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、50份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、5份BYKJET-9150型分散剂和18份蓝色颜料加入反应釜中，以1000rpm的速度搅拌至混合均匀后转移至研磨罐中，以1mm的氧化锆珠研磨至粒径≤1μm，过滤出料，得到色浆预混物；
S2、将25份丙烯酸苄酯、25份丙烯酸异冰片酯、8份双环戊烯基丙烯酸酯、8份双环戊烯基乙氧化丙烯酸酯、8份三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、5份乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1份含酸性官能团的丙烯酸酯单体P-2M(共荣社)、6.6份2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、1.5份2-甲基-2-(4-吗啉基)-4′-(甲硫基)苯丙酮、0.5份2-异丙基硫杂蒽酮和0.1份Tego 410型流平剂、加入反应釜中，500rpm高速分散至完全溶解，得到预处理物料；
S3、向预处理物料中加入6份的色浆预混物，以500rpm的速度搅拌至混合均匀；再加入15份制备例1制备得到的二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯、10份四官能度的支化聚酯丙烯酸酯(湛新树脂(中国)有限公司的EBECRYL 800)、6份以聚酯二元醇为主链的聚氨酯丙烯酸酯(牌号为寅逐Y-5656)，以1000rpm的速度搅拌至混合均匀后过滤出料，得到高可靠性快速固化UV胶。
实施例4
本实施例提供一种高可靠性快速固化UV胶的制备方法。
S1、依次将50份乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、50份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、5份BYKJET-9150型分散剂和18份蓝色颜料加入反应釜中，以1000rpm的速度搅拌至混合均匀后转移至研磨罐中，以1mm的氧化锆珠研磨至粒径≤1μm，过滤出料，得到色浆预混物；
S2、将25份丙烯酸苄酯、25份丙烯酸异冰片酯、8份双环戊烯基乙氧化丙烯酸酯、8份三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、5份乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1份含酸性官能团的丙烯酸酯单体P-2M(共荣社)、4份2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、1.5份2-甲基-2-(4-吗啉基)-4′-(甲硫基)苯丙酮、0.5份2-异丙基硫杂蒽酮和0.1份Tego 410型流平剂、加入反应釜中，500rpm高速分散至完全溶解，得到预处理物料；
S3、向预处理物料中加入6份的色浆预混物，以500rpm的速度搅拌至混合均匀；再加入15份制备例1制备得到的二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯、10份四官能度的支化聚酯丙烯酸酯(国精化学股份有限公司的GU9400Y)、6份以聚酯二元醇为主链的聚氨酯丙烯酸酯(牌号为寅逐Y-5656)，以1000rpm的速度搅拌至混合均匀后过滤出料，得到高可靠性快速固化UV胶。
实施例5
本实施例提供一种高可靠性快速固化UV胶的制备方法。
S1、依次将100份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、5份BYKJET-9150型分散剂和18份蓝色颜料加入反应釜中，以1000rpm的速度搅拌至混合均匀后转移至研磨罐中，以1mm的氧化锆珠研磨至粒径≤1μm，过滤出料，得到色浆预混物；
S2、将58份丙烯酸异冰片酯、8份三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、5份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1份含酸性官能团的丙烯酸酯单体P-2M(共荣社)、6.5份2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、2份2-甲基-2-(4-吗啉基)-4′-(甲硫基)苯丙酮、0.5份2-异丙基硫杂蒽酮和0.1份Tego 410型流平剂、加入反应釜中，500rpm高速分散至完全溶解，得到预处理物料；
S3、向预处理物料中加入6份的色浆预混物，以500rpm的速度搅拌至混合均匀；再加入15份制备例2制备得到的二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯、13.5份四官能度的支化聚酯丙烯酸酯(国精化学股份有限公司的GU9600Z)、3份以聚酯二元醇为主链的聚氨酯丙烯酸酯(牌号为寅逐Y-5656)，以1000rpm的速度搅拌至混合均匀后过滤出料，得到高可靠性快速固化UV胶。
实施例6
本实施例提供一种高可靠性快速固化UV胶的制备方法。
S1、依次将100份三(2-羟乙基)异氰尿酸三丙烯酸酯、5份BYKJET-9150型分散剂和18份蓝色颜料加入反应釜中，以1000rpm的速度搅拌至混合均匀后转移至研磨罐中，以1mm的氧化锆珠研磨至粒径≤1μm，过滤出料，得到色浆预混物；
S2、将58份双环戊烯基乙氧化丙烯酸酯、8份乙氧化双酚A二丙烯酸酯、5份三(2-羟乙基)异氰尿酸三丙烯酸酯、1份含酸性官能团的丙烯酸酯单体P-2M(共荣社)、6.6份2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、1.5份2-甲基-2-(4-吗啉基)-4′-(甲硫基)苯丙酮、0.5份2-异丙基硫杂蒽酮和0.1份Tego 410型流平剂、加入反应釜中，500rpm高速分散至完全溶解，得到预处理物料；
S3、向预处理物料中加入6份的色浆预混物，以500rpm的速度搅拌至混合均匀；再加入15份制备例3制备得到的二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯、13.5份四官能度的支化聚酯丙烯酸酯(长兴6320)、3份以聚酯二元醇为主链的聚氨酯丙烯酸酯(牌号为寅逐Y-5656)，以1000rpm的速度搅拌至混合均匀后过滤出料，得到高可靠性快速固化UV胶。
对比例1
根据专利CN112876949B的实施例3合成一种紫外光固化漏电阻断保护涂料，包括以下重量份数的组分：双官能团的脂肪酸改性双酚A环氧丙烯酸酯20份、双官能团的聚HDI异氰酸酯丙烯酸酯15份、甲基丙烯酸羟丙酯15份、丙烯酸四氢呋喃酯15份、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯10份、三环癸烷二甲醇二甲基二丙烯酸酯15份、丙氧化甘油三丙烯酸酯5份、颜填料15份、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮5份、(2，4，6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦2.5份、硅烷偶联剂KH-5705份、分散剂1.2份、消泡剂0.8份、流平剂1份。
对比例2
根据专利CN113881282A的实施例4合成一种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3
按实施例2的方法制备UV胶，不同的是，制备例1制备得到的二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯的含量为31份，四官能度的支化聚酯丙烯酸酯(牌号为长兴6320)的含量为0份，以聚酯二元醇为主链的聚氨酯丙烯酸酯(牌号为寅逐Y-5656)的含量为0份，其余条件比均不变。
对比例4
按实施例2的方法制备UV胶，不同的是，制备例1制备得到的二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯的含量为0份，四官能度的支化聚酯丙烯酸酯(牌号为长兴6320)的含量为31份，以聚酯二元醇为主链的聚氨酯丙烯酸酯(牌号为寅逐Y-5656)的含量为0份，其余条件比均不变。
对比例5
按实施例2的方法制备UV胶，不同的是，制备例1制备得到的二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯的含量为0份，四官能度的支化聚酯丙烯酸酯(牌号为长兴6320)的含量为0份，以聚酯二元醇为主链的聚氨酯丙烯酸酯(牌号为寅逐Y-5656)的含量为31份，其余条件比均不变。
对比例6
按实施例2的方法制备UV胶，不同的是，体系中不添加单官能度丙烯酸酯单体，即丙烯酸苄酯、丙烯酸异冰片酯、双环戊烯基乙氧化丙烯酸酯的含量均为0份，其余条件比均不变。
对比例7
按实施例2的方法制备UV胶，不同的是，体系中不添加双官能度丙烯酸酯单体，即三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯的含量为0份，其余条件比均不变。
对比例8
按实施例2的方法制备UV胶，不同的是，体系中不添加三官能度丙烯酸酯单体，即乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的含量均为0份，其余条件比均不变。
对比例9
按实施例2的方法制备UV胶，不同的是，体系中不添加含酸性官能团的丙烯酸酯单体，即不添加含酸性官能团的丙烯酸酯单体P-2M(共荣社)，其余条件比均不变。
对比例10
按实施例3的方法制备UV胶，不同的是，将由四官能度的支化聚酯丙烯酸酯(牌号为长兴6320)采用相同重量份的由制备例1制备得到的二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯替代，其余条件比均不变。
测试例
将以上各实施例与对比例做如下测试结果对比。
(1)粘度测试：使用HAAKE MARS40旋转流变仪对各实施例和对比例所得UV胶的粘度进行测试，采用52号转子，测试温度为25℃，剪切率为2s-1，从而确定UV胶的粘度(cps)，结果详见表1。
(2)LED固化表干测试：控制各实施例和对比例所得UV胶的膜厚在100±5μm，先使用395nm LED预固化(200mj/cm2*3s)，再使用365nm LED终固化(1000mj/cm2)，终固化时间最高60s，评估表面固化程度，完全指触干判定pass，表面发粘判定NG，结果详见表1。
(3)剪切测试：制备剪切片，两片剪切片搭接后使用各实施例和对比例所得UV胶粘接，控制胶层厚度为0.25mm，在80℃、4hrs的条件下固化，冷却后按照GBT7124/ISO4587标准进行剪切力测试，测试温度为25℃，拉伸速度为5mm/min。将所得试样进行双85老化试验(也即，在85℃/85％RH的条件下老化1000小时，下同)，从而确定UV胶双85老化前后的剪切强度(MPa)，结果详见表1。
(4)附着力测试：各实施例和对比例所得UV胶样品经双85老化试验前后参照DINEN ISO 2409(涂料-涂层网格切割试验)方法进行附着力测试，以切割划线的边缘及交叉点处的脱落总面积划分，5B为0，4B为0-5％(包括5％这一端点)，3B为5-15％(不包括5％这一端点但包括15％这一端点)，2B为15-35％(不包括15％这一端点但包括35％这一端点)，1B为35-65％(不包括35％这一端点但包括65％这一端点)，0B为大于65％，结果判定要求附着力≥4B时为合格，从而确定UV胶双85老化前后的附着力，结果详见表1。
(5)弯曲测试：将各实施例和对比例所得UV胶在32mm曲率半径轴棒弯曲90°，观察胶层表面状态，无明显裂痕、破损的判定pass，出现开裂、破损的判定NG，结果详见表1。
(6)绝缘电阻测试：对各实施例和对比例所得UV胶进行双85老化试验，将双85老化前后样品用GPT-9803电压/绝缘电阻测试仪进行测试，测试条件调整为DC 1000V、10s，点击测试，并读取测试结果，从而确定UV胶的绝缘电阻(MΩ)，结果详见表1。
(7)耐压测试：对各实施例和对比例所得UV胶进行双85老化试验，将双85老化前后样品用GPT-9803电压/绝缘电阻测试仪进行测试，测试条件调整为AC 2230V 60s/DC 4000V60s，点击测试，并读取测试结果，漏电流≤0.1mA判定pass，漏电流＞0.1mA判定NG，结果详见表1。
(8)耐水煮测试：将各实施例和对比例所得UV胶样品在沸水中放置72h，取出后擦干放置1h，测试附着和耐压，附着≥4B、耐压测试漏电流≤0.1mA判定pass，附着＜4B、耐压测试漏电流＞0.1MA(有其中任一现象)判定NG，结果详见表1。
(9)耐电解液测试：在各实施例和对比例所得UV胶样品上滴加0.5g电解液，85℃烘烤2h，取出后擦干放置1h，进行附着测试、耐压测试和外观观察，附着≥4B、耐压测试漏电流≤0.1mA、外观无明显起皱和脱落判定pass，附着＜4B、耐压测试漏电流＞0.1MA、外观有明显变化(有其中任一现象)判定NG，结果详见表1。
(10)盐雾测试：测试方法参照GB/T31467.3盐雾要求，严酷等级(5)进行老化实验，测试附着和耐压，附着≥4B、耐压测试漏电流≤0.1mA判定pass，附着＜4B、耐压测试漏电流＞0.1MA(有其中任一现象)判定NG，结果详见表1。
从表1的结果可以看出，本发明提供的高可靠性快速固化UV胶粘度低(27-37cps)、固化速度快，可使用更节能高效的LED固化以及适应高精度的喷墨工艺，同时满足绝缘耐压、耐水煮、耐盐雾等可靠性要求和粘接强度要求，可替代PET蓝膜作为动力电池电芯外层包装的绝缘防护层，为电池轻量化预留了足够的设计空间。
从实施例2与对比例1的对比可以看出，本发明提供的UV胶粘度在27-37cps之间，满足高精度喷墨工艺的要求，而对比例1的粘度相对较高，无法适应喷墨工艺的要求。此外，本发明提供的UV胶固化速度快、表干效果好、可适应LED固化，而对比例1的LED固化效果不理想，即使提高光照能量也无法达到完全表干。
从实施例2与对比例2的对比可以看出，本发明提供的UV胶粘接强度高，双85老化试验1000h后的剪切强度依旧＞10MPa，能满足电池电芯粘接的实际应用要求，还有较强的附着力，长时间老化也不会出现附着下降，胶层脱落的问题。此外，本发明提供的UV胶具有良好的绝缘耐压、耐水煮、耐盐雾等可靠性，在DC 1000V下绝缘阻值≥10GΩ，超过仪器量程，且在双85老化后未出现明显的耐压失效现象，在沸水煮72h的严苛测试后仍能保持合格的附着和耐压性能，在经过电解液热老化后仍能保持外观、附着一致，绝缘性能无明显衰减，在盐雾老化后仍能对铝层有优异的附着，可满足电芯防护的实际使用要求。而对比例2的粘接强度较差，在双85老化后出现漏电流超标甚至胶层被击穿，且测试可靠性较差，绝缘耐压、耐水煮、耐盐雾等老化测试的结果均不理想。
从实施例2与对比例3-9的对比可以看出，当UV胶中未同时含有二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯、四官能度的支化聚酯丙烯酸酯以及以聚酯二元醇为主链的聚氨酯丙烯酸酯三种预聚物、单官能度丙烯酸酯单体、双官能度丙烯酸酯单体、三官能度丙烯酸酯单体和含酸性官能团的丙烯酸酯单体时，所制备得到的UV胶均无法同时兼具绝缘耐压、耐水煮、耐盐雾等可靠性要求以及高粘接强度和快速固化的性能。
从实施例3与对比例10的对比可以看出，本发明提供的UV胶在大曲径弯曲时仍能保证胶层的完整，不会出现开裂和脱落的情况，以此UV胶作为外层包裹层的电芯出现较大形变时，UV胶层仍能起到绝缘保护的作用。
综上，将二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯、四官能度的支化聚酯丙烯酸酯以及以聚酯二元醇为主链的聚氨酯丙烯酸酯三种预聚物复配使用，同时引入特定比例的单官能度丙烯酸酯单体、双官能度丙烯酸酯单体、三官能度丙烯酸酯单体和含酸性官能团的丙烯酸酯单体制备高可靠性快速固化UV胶，能够赋予胶层良好的绝缘耐压、耐水煮、耐盐雾等可靠性以及高粘接强度和快速固化的性能。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种高可靠性快速固化UV胶，其特征在于，所述高可靠性快速固化UV胶含有丙烯酸酯低聚物、单官能度丙烯酸酯单体、双官能度丙烯酸酯单体、三官能度丙烯酸酯单体、含酸性官能团的丙烯酸酯单体、光引发剂和任选的助剂；
所述丙烯酸酯低聚物中同时含有二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯、四官能度的支化聚酯丙烯酸酯和以聚醚二元醇为主链的聚氨酯丙烯酸酯。
2.根据权利要求1所述的高可靠性快速固化UV胶，其特征在于，以重量百分比计，所述丙烯酸酯低聚物的含量为20-50％，所述单官能度丙烯酸酯单体的含量为30-55％，所述双官能度丙烯酸酯单体的含量为5-15％，所述三官能度丙烯酸酯单体的含量为3-10％，所述含酸性官能团的丙烯酸酯单体的含量为0.5-5％，所述光引发剂的含量为5-12％，所述助剂的含量为0.02-2％。
3.根据权利要求1所述的高可靠性快速固化UV胶，其特征在于，所述丙烯酸酯低聚物中二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯、四官能度的支化聚酯丙烯酸酯和以聚酯二元醇为主链的聚氨酯丙烯酸酯的质量比为1∶(0.3-0.9)∶(0.2-0.6)。
4.根据权利要求1所述的高可靠性快速固化UV胶，其特征在于，所述二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯具有式(I)所示的结构：
式(I)中，R1为C1-C10的亚烷基，R2具有式(II)所示的结构，n为1-10；
优选地，所述二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯按照以下方法制备得到：将双酚A型环氧树脂、丙烯酸和脂肪族二元酸进行开环反应，得到具有式(I)所示结构的二元酸改性双酚A环氧丙烯酸酯；
优选地，所述脂肪族二元酸的通式为HOOC-R1-COOH，R1为C1-C10的亚烷基；
优选地，所述双酚A型环氧树脂和丙烯酸的摩尔比为1∶(0.8-1)；
优选地，所述双酚A型环氧树脂和脂肪族二元酸的摩尔比为1∶(0.35-0.55)；
优选地，所述开环反应的条件包括温度为90-120℃，时间为1-10h。
5.根据权利要求1所述的高可靠性快速固化UV胶，其特征在于，所述四官能度的支化聚酯丙烯酸酯具有式(III)所示的主链结构以及四个具有式(III`)所示的丙烯酸酯官能团结构：
式(III)中，R3和R4各自独立地为取代或非取代的C1-C10的亚烷基，m为1-10。
6.根据权利要求1所述的高可靠性快速固化UV胶，其特征在于，所述以聚酯二元醇为主链的聚氨酯丙烯酸酯具有式(IV)所示的结构：
式(IV)中，R5和R6各自独立地为C1-C10的亚烷基。
7.根据权利要求1所述的高可靠性快速固化UV胶，其特征在于，所述单官能度丙烯酸酯单体中同时含有含苯环的丙烯酸酯单体、含桥基的丙烯酸酯单体和含双环二烯基的丙烯酸酯单体；
优选地，所述双官能度丙烯酸酯单体选自三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、1，6-已二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯和乙氧化双酚A二丙烯酸酯中的至少一种；
优选地，所述三官能度丙烯酸酯单体选自乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和三(2-羟乙基)异氰尿酸三丙烯酸酯中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的高可靠性快速固化UV胶，其特征在于，所述光引发剂为2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、2-甲基-2-(4-吗啉基)-4′-(甲硫基)苯丙酮和2-异丙基硫杂蒽酮的组合；
优选地，所述2-甲基-2-(4-吗啉基)-4′-(甲硫基)苯丙酮和所述2-异丙基硫杂蒽酮的质量比为(2-4)∶1；
优选地，所述2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦与所述2-异丙基硫杂蒽酮的质量比为(8-18)∶1。
9.权利要求1-8中任意一项所述高可靠性快速固化UV胶的制备方法，其特征在于，该方法包括将丙烯酸酯低聚物、单官能度丙烯酸酯单体、双官能度丙烯酸酯单体、三官能度丙烯酸酯单体、含酸性官能团的丙烯酸酯单体、光引发剂以及任选的助剂混合均匀，得到高可靠性快速固化UV胶。
10.权利要求1-8中任意一项所述高可靠性快速固化UV胶在动力电池电芯外层包装的绝缘防护上的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311355895.6A CN117229744A (zh) | 2023-10-19 | 2023-10-19 | 一种用于动力电池外层防护的高可靠性快速固化uv胶及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202311355895.6A CN117229744A (zh) | 2023-10-19 | 2023-10-19 | 一种用于动力电池外层防护的高可靠性快速固化uv胶及其制备方法和应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN117229744A true CN117229744A (zh) | 2023-12-15 |
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ID=89092943
Family Applications (1)
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-
2023
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