CN117693568A - 粘接性树脂组合物和膜 - Google Patents
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Abstract
本发明的粘接性树脂组合物含有满足下述(a1)和(a2)的丙烯系聚合物(A)50~89.9质量份、改性聚烯烃(B)0.1~20质量份、和满足下述(c1)~(c3)的乙烯系聚合物(C)10~30质量份((A)~(C)的合计为100质量份)。(a1)含有熔点≥120℃的丙烯系聚合物(a-1)和熔点<120℃的丙烯系聚合物(a-2)。(a2)(a-1)在(A)中所占的比例为50~70.0质量%。(c1)含有乙烯均聚物(c-1)和乙烯-α‑烯烃共聚物(c-2)。(c2)MFR=0.1~10g/10分钟。(c3)(c-1)在(C)中所占的比例为40~100质量%。
Description
技术领域
本发明涉及粘接性树脂组合物以及使用了该粘接性树脂组合物的膜。
背景技术
近年来,锂离子电池的使用领域逐渐扩展到便携式电子设备、汽车等。锂离子电池的包装材料中,与以往使用的金属制罐不同,为了应对电池的形状的自由度和小型化,使用将在轻质的铝箔上叠层有树脂膜的复合体制成袋状而得到的层压包装材料。
另外,在锂离子电池中,通过用粘接性聚烯烃膜将金属箔彼此的端部热封,使金属箔彼此粘接,并且确保绝缘性。
在专利文献1中记载了一种电池用包装材料,该电池用包装材料至少依次叠层有基材层、至少单面具有化学法表面处理层的金属箔层、酸改性聚烯烃层、由高熔点聚丙烯层和乙烯-丙烯无规共聚物层构成的热封层,其中,上述高熔点聚丙烯层配置在比上述乙烯-丙烯无规共聚物层更靠上述金属箔层侧,且熔点为150℃以上。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2007-273398号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
锂离子电池用包装膜存在因浸渍在电解液中而导致粘接性聚烯烃膜与金属箔之间的粘接力下降的问题,需要该粘接力不下降(以下称为“耐电解液性”),但利用专利文献1所记载的电池用包装膜时耐电解液性不充分。
另外,在锂离子电池中具有被称为电极密封材料的使电极彼此粘接的粘接性聚烯烃膜,该粘接性聚烯烃膜也需求耐电解液性。
本发明的目的在于提供一种能够形成耐电解液性优异的电池用包装膜和锂离子电池用电极密封材料的粘接性树脂组合物、以及在用于电池用包装膜和锂离子电池用电极密封材料时发挥优异的耐电解液性的单层或多层膜。
用于解决技术问题的技术方案
本发明例如涉及以下的[1]~[11]。
[1]一种粘接性树脂组合物,其含有:
满足下述(a1)和(a2)的丙烯系聚合物(A)50~89.9质量份;
将聚烯烃(b)用不饱和羧酸和/或其衍生物改性得到的改性聚烯烃(B)0.1~20质量份;和
满足下述(c1)~(c3)的乙烯系聚合物(C)10~30质量份(其中,将(A)、(B)和(C)的合计作为100质量份)。
(a1)含有在差示扫描量热测定中观测到的熔点(Tm)为120℃以上的丙烯系聚合物(a-1)、和熔点(Tm)低于120℃或观测不到熔点的丙烯系聚合物(a-2)。
(a2)上述丙烯系聚合物(a-1)在上述丙烯系聚合物(A)中所占的比例为50~70.0质量%。
(c1)含有乙烯与选自碳原子数3~20的α-烯烃中的至少1种α-烯烃的共聚物(c-1)、以及任选的乙烯均聚物(c-2)。
(c2)根据ASTM D1238以190℃、2.16kg负荷测得的熔体流动速率为0.1~10g/10分钟。
(c3)上述共聚物(c-1)在上述乙烯系聚合物(C)中所占的比例为40~100质量%。
[2]如上述[1]所述的粘接性组合物,其中,上述乙烯系聚合物(C)的含量为12.5~30质量份。
[3]如上述[1]或[2]所述的粘接性树脂组合物,其中,上述共聚物(c-1)的根据ASTM D1238以230℃、2.16kg负荷测得的熔体流动速率(MFR)低于6.0g/10分钟。
[4]如上述[1]~[3]中任一项所述的粘接性树脂组合物,其中,上述聚烯烃(B)含有换算成源自马来酸酐的结构为0.01~5质量%的源自上述不饱和羧酸和/或其衍生物的结构,上述聚烯烃(b)含有90~100mol%的源自丙烯的结构单元。
[5]如上述[1]~[4]中任一项所述的粘接性树脂组合物,其中,根据ASTM D1238以230℃、2.16kg负荷测得的熔体流动速率低于7.0g/10分钟。
[6]一种单层或多层膜,其包含至少1层含有上述[1]~[5]中任一项所述的粘接性树脂组合物的层。
[7]一种多层膜,其包含至少1层含有上述[1]~[5]中任一项所述的粘接性树脂组合物的层、和至少1层作为上述含有粘接性树脂组合物的层以外的层的其他层,并且上述含有粘接性树脂组合物的层与上述其他层接触。
[8]一种多层膜,其包含至少1层含有上述[1]~[5]中任一项所述的粘接性树脂组合物的层、和至少1层选自含金属层、聚烯烃层和极性树脂层中的层,并且上述含有粘接性树脂组合物的层与上述选自含金属层、聚烯烃层和极性树脂层中的层接触。
[9]如上述[6]~[8]中任一项所述的单层或多层膜,其为电池包装用膜。
[10]如上述[6]~[8]中任一项所述的单层或多层膜,其为锂离子电池用电极密封材料。
[11]一种单层或多层膜的制造方法,其包括将上述[1]~[5]中任一项所述的粘接性树脂组合物熔融挤出成型的工序。
发明的效果
根据本发明所涉及的粘接性树脂组合物,能够形成耐电解液性优异的电池用包装膜和锂离子电池用电极密封材料。
本发明所涉及的单层或多层膜在电池用包装膜和锂离子电池用电极密封材料中使用时能够发挥优异的耐电解液性。
具体实施方式
以下,更详细地对本发明进行说明。
[粘接性树脂组合物]
本发明所涉及的粘接性树脂组合物含有丙烯系聚合物(A)、改性聚烯烃(B)和乙烯系聚合物(C)。
<丙烯系聚合物(A)>
上述丙烯系聚合物(A)是满足后述条件(a1)和(a2)的丙烯系聚合物。
条件(a1)是上述丙烯系聚合物(A)含有在差示扫描量热测定中观测到的熔点(Tm)为120℃以上的丙烯系聚合物(a-1)、和熔点(Tm)低于120℃或观测不到熔点的丙烯系聚合物(a-2)。
(丙烯系聚合物(a-1))
作为上述丙烯系聚合物(a-1),可以列举丙烯均聚物、或丙烯与至少1种的丙烯以外的碳原子数2~20的α-烯烃的共聚物。其中,作为丙烯以外的碳原子数2~20的α-烯烃,可以列举乙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二碳烯、1-十四碳烯、1-十六碳烯、1-十八碳烯、1-二十碳烯等,优选乙烯或碳原子数4~10的α-烯烃。
丙烯与这些α-烯烃的共聚物可以为无规共聚物,也可以为嵌段共聚物。源自这些α-烯烃的结构单元在α-烯烃与丙烯的共聚物中可以含有35摩尔%以下、优选30摩尔%以下、更优选10摩尔%以下、进一步优选5摩尔%以下的比例。另外,该结构单元在α-烯烃与丙烯的共聚物中可以含有1摩尔%以上、更优选2摩尔%以上。
上述丙烯系聚合物(a-1)的下述条件下的差示扫描量热测定中观测到的熔点(Tm)为120℃以上。
上述熔点(Tm)优选为120~170℃,更优选为130~165℃。
(测定条件)
使用差示扫描量热计(DSC)(例如PerkinElmer公司制DSC8500装置)测定熔点(Tm)。将试样约5mg密封在铝盘中制成试样。温度曲线是从室温以10℃/分钟升温至230℃后,在230℃保持10分钟,接着以10℃/分钟降温到30℃,在30℃保持1分钟,再以10℃/分钟升温到230℃。将第2次升温时的峰值温度(在存在多个峰值温度时为最高温侧的峰值温度)作为熔点(Tm)。
上述丙烯系聚合物(a-1)可以是全同立构结构、间同立构结构的任一种。
即,作为上述丙烯系聚合物(a-1)的形态,可以列举全同立构丙烯系聚合物(a-11)和间同立构丙烯系聚合物(a-12)。
作为全同立构丙烯系聚合物(a-11),可以列举:耐热性优异的均聚丙烯,例如通常丙烯以外的共聚成分为3mol%以下的公知的均聚丙烯;耐热性与柔软性的平衡优异的嵌段聚丙烯,例如通常具有3~30质量%的正癸烷溶出橡胶成分的公知的嵌段聚丙烯;和柔软性与透明性的平衡优异的无规聚丙烯,例如通常通过差示扫描量热计DSC测得的熔融峰为120℃以上、优选在130℃~150℃的范围内的公知的无规聚丙烯,为了得到目标物性,可以从它们之中适当选择,或者也可以并用熔点或刚性不同的2种以上的上述聚丙烯成分。
这样的全同立构丙烯系聚合物(a-11)例如可以通过在由含有镁、钛、卤素和电子供体作为必须成分的固体催化剂成分、和有机铝化合物及电子供体构成的齐格勒催化剂体系、或者使用茂金属化合物作为催化剂的一种成分的茂金属催化剂体系中,使丙烯聚合或者使丙烯与其他α-烯烃共聚来制造。
间同立构丙烯系聚合物(a-12)包含源自丙烯的结构单元90mol%以上、以及源自选自乙烯和碳原子数4~20的α-烯烃中的一种以上的结构单元10mol%以下,优选包含源自丙烯的结构单元91mol%以上、以及源自选自乙烯和碳原子数4~20的α-烯烃中的一种以上的结构单元9mol%以下(其中,将两者结构单元的合计作为100mol%)。
作为碳原子数4~20的α-烯烃的例子,可以列举1-丁烯、3-甲基-1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二碳烯、1-十四碳烯、1-十六碳烯、1-十八碳烯、1-二十碳烯。
间同立构丙烯系聚合物(a-12)例如可以采用国际公开号WO2011/078054号中所记载的那样的方法制造。
(丙烯系聚合物(a-2))
上述丙烯系聚合物(a-2)是在上述条件下的差示扫描量热测定中观测到的熔点(Tm)低于120℃、或者在差示扫描量热测定中观测不到熔点的丙烯系聚合物。
上述丙烯系聚合物(a-2)具有源自丙烯的结构单元、和源自选自丙烯以外的碳原子数2~20的α-烯烃中的至少1种烯烃的结构单元,源自选自丙烯以外的碳原子数2~20中的至少1种α-烯烃的结构单元的含量通常为30mol%以下,优选为5~30mol%,更优选为7~26mol%,进一步优选为10~20mol%。源自丙烯的结构单元的含量优选为74~93mol%,更优选为80~90mol%。
上述丙烯系聚合物(a-2)的通过13C-NMR测得的全同立构三元组分率(mm分率)通常为80%以上,优选为85%以上。通过全同立构三元组分率(mm)在上述范围,在保持机械物性的方面优选。
作为丙烯以外的碳原子数2~20的α-烯烃,可以列举乙烯、3-甲基-1-丁烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二碳烯、1-十四碳烯、1-十六碳烯、1-十八碳烯、1-二十碳烯等。作为选自丙烯以外的碳原子数2~20的α-烯烃中的至少1种烯烃,特别优选乙烯、1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯。
(其他条件)
丙烯系共聚物(a-2)的在135℃十氢化萘中测得的特性粘度[η]希望为0.1~10dL/g,优选为0.5~10dL/g。该丙烯系共聚物(a-2)的通过X射线衍射测得的结晶度优选为20%以下,更优选为0~15%。
该丙烯系共聚物(a-2)具有单一的玻璃化转变温度,通过差示扫描量热测定(DSC)得到的玻璃化转变温度(Tg)通常在-50℃~10℃、优选-40℃~0℃、更优选-35℃~0℃的范围。
另外,丙烯系共聚物(a-2)的通过GPC测得的分子量分布(Mw/Mn、聚苯乙烯换算、Mw:重均分子量、Mn:数均分子量)优选为3.5以下,更优选为3.0以下,进一步优选为2.5以下。另外,下限值例如为1.5以上。
条件(a2)是上述丙烯系聚合物(a-1)在上述丙烯系聚合物(A)中所占的比例为50~70.0质量%。如果聚合物(a-1)的比例在上述范围,则能够得到耐白化性优异的组合物。
上述丙烯系聚合物(A)的根据ASTM D1238以230℃、负荷2.16kg测得的熔体流动速率(MFR)希望在0.01~1000g/10分钟、优选0.05~100g/10分钟的范围。
<改性聚烯烃(B)>
上述改性聚烯烃(B)是将聚烯烃(b)用不饱和羧酸和/或其衍生物改性得到的。
作为上述聚烯烃(b),优选列举聚丙烯(b1)。
聚丙烯(b1)例如为丙烯的均聚物和/或丙烯-α-烯烃共聚物。作为α-烯烃,没有限定,优选列举乙烯和碳原子数4~20的α-烯烃,这些α-烯烃可以为单独1种,也可以为2种以上。作为优选的α-烯烃,为乙烯、碳原子数4~10的α-烯烃,其中,特别适合为乙烯和碳原子数4~8的α-烯烃。其中,丙烯-α-烯烃共聚物中的源自丙烯的结构单元的含量至少为50摩尔%以上且低于100%。
聚丙烯(b1)的特性粘度[η]优选为0.1~10dl/g。如果特性粘度[η]在该范围,则能够得到成型性和机械强度优异的组合物。
聚丙烯(b1)的制造方法没有特别限定,可以列举使用齐格勒-纳塔催化剂、茂金属系催化剂等公知催化剂的公知方法。
作为聚丙烯(b1),优选结晶性的聚合物,在为共聚物的情况下,可以为无规共聚物,也可以为嵌段共聚物。聚丙烯(b1)可以为市售品。
聚丙烯(b1)例如为均聚丙烯或丙烯-α-烯烃无规共聚物。另外,也可以含有几个不同的全同立构聚丙烯。
作为不饱和羧酸和/或其衍生物,可以列举在1个分子中具有1个以上羧基的不饱和化合物、具有羧基的化合物与烷基醇的酯、在1个分子中具有1个以上R-CO-O-CO-R′(R和R′分别独立地为烃基)所示的结构的不饱和化合物等。作为不饱和化合物所具有的不饱和基团的例子,可以列举乙烯基、亚乙烯基、不饱和环状烃基。不饱和羧酸和/或其衍生物可以单独使用1种,也可以并用2种以上。这些之中,优选不饱和二羧酸及其酸酐,特别优选马来酸、降冰片烯二酸以及它们的酸酐。
上述改性聚烯烃(B)中的源自不饱和羧酸和/或其衍生物的结构的量换算成源自马来酸酐的结构的量(即,假设不饱和羧酸和/或其衍生物为马来酸酐时)优选为0.01~5质量%,更优选为0.05~3.5质量%。如果源自不饱和羧酸和/或其衍生物的结构的量在上述范围内,则能够得到成型性与粘接性平衡好且优异的树脂组合物。
在上述改性聚烯烃(B)中,上述聚烯烃(b)优选含有50~100mol%的源自丙烯的结构单元。如果源自丙烯的结构单元的含有比率在上述范围内,则能够得到耐热性优异的树脂组合物。
关于将上述聚烯烃(b)用不饱和羧酸和/或其衍生物改性的方法,没有特别限定,能够采用溶液法、熔融混炼法等现有公知的接枝聚合法。例如有如下方法:使上述聚烯烃(b)熔融,向其中添加不饱和羧酸和/或其衍生物使其发生接枝反应的方法;或者将上述聚烯烃(b)溶于溶剂制成溶液,向其中添加不饱和羧酸和/或其衍生物使其发生接枝反应的方法等。
<乙烯系聚合物(C)>
上述乙烯系聚合物(C)是满足以下条件(c1)~(c3)的乙烯系聚合物。
条件(c1)是上述乙烯系聚合物(C)含有乙烯与选自碳原子数3~20的α-烯烃中的至少1种α-烯烃的共聚物(c-1)、以及任选的乙烯均聚物(c-2)。
作为上述α-烯烃的例子,可以列举丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二碳烯、1-十四碳烯、1-十六碳烯、1-十八碳烯、1-二十碳烯,这些之中,优选丙烯、1-丁烯、1-己烯、1-戊烯。
上述α-烯烃可以为1种,也可以为2种以上。
上述共聚物(c-1)优选含有源自乙烯的结构单元30~99mol%、优选50~99mol%,含有源自选自碳原子数3~20的α-烯烃中的α-烯烃的结构单元1~70mol%、优选1~50mol%(其中,将两者的合计作为100mol%)。
另外,上述共聚物(c-1)的根据ASTM D1238以230℃、2.16kg负荷测得的熔体流动速率(MFR)优选低于6.0g/10分钟,更优选为0.5~5.5g/10分钟,进一步优选为0.5~2.0g/10分钟。
另外,上述共聚物(c-1)的根据ASTM D1238以190℃、2.16kg负荷测得的熔体流动速率(MFR)优选低于4.5g/10分钟,更优选为0.3~4.1g/10分钟,进一步优选为0.3~1.5g/10分钟。
条件(c2)是上述乙烯系聚合物(C)的根据ASTM D1238以190℃、2.16kg负荷测得的熔体流动速率(MFR)为0.1~10g/10分钟。
上述MFR优选为0.3~8g/10分钟,更优选为0.5~6g/10分钟。如果MFR在上述范围,则本发明的组合物的柔软性与机械强度平衡好且优异,具有高的粘接力。
另一方面,如果MFR超过10g/10分钟,则组合物在热封时的厚度减薄性变大,由组合物形成的粘接层变薄,从而导致其粘接强度降低,如果MFR低于0.1g/10分钟,则向被粘附体的浸润性降低,从而导致粘接强度降低。
从柔软性的观点出发,上述乙烯系聚合物(C)的密度优选在0.855~0.970g/cm3、更优选0.860~0.940g/cm3、进一步优选0.865~0.930g/cm3的范围。
条件(c3)是上述共聚物(c-1)在上述乙烯系聚合物(C)中所占的比例为40~100质量%。从耐电解液性的观点出发,上述比例优选为45~100质量%,更优选为50~100质量%。
作为上述共聚物(c-1)和均聚物(c-2)的制造方法,没有特别限定,可以利用高压法、或使用齐格勒-纳塔催化剂、茂金属系催化剂等公知催化剂的公知方法制造。上述共聚物(c-1)和均聚物(c-2)也可以为市售品。
乙烯系聚合物(C)只要满足上述条件,则也可以是接枝有少量的马来酸酐等的聚合物。另外,只要满足上述条件,也可以在接枝了少量的马来酸酐等之后,将接枝单体进一步用二胺、碳二亚胺等修饰。
<任意成分>
本发明的粘接性树脂组合物在不损害本发明效果的范围内可以含有添加剂。作为添加剂的例子,可以列举抗氧化剂、紫外线吸收剂、中和剂、成核剂、光稳定剂、抗静电剂、防粘连剂、润滑剂、臭气吸附剂、抗菌剂、吸湿剂、颜料、无机质或有机质的填充剂、丙烯系聚合物(A)、改性聚烯烃(B)和乙烯系聚合物(C)以外的聚合物。
(粘接性树脂组合物)
关于本发明的粘接性树脂组合物中的丙烯系聚合物(A)、改性聚烯烃(B)和乙烯系聚合物(C)的含量,将这3种成分的合计含量作为100质量份,分别为50~89.9质量份、0.1~20质量份和10~30质量份,优选分别为50~87.5质量份、0.5~20质量份和12~30质量份,更优选分别为50~84质量份、1~20质量份和15~30质量份。
本发明的树脂组合物如果上述成分的含量在上述范围内,则粘接性、特别是电解液浸渍后的粘接性高,而且包含由本发明的组合物得到的层的膜也不易发生因在电解液中浸渍而引起的粘接性降低。
如果丙烯系聚合物(A)的含量低于50质量份,则无法得到希望的初期粘接力。
乙烯系聚合物(C)的含量为12.5~30质量份或13~30质量份也是优选的方式。如果乙烯系聚合物(C)的含量在上述范围,则不易发生因在电解液中浸渍而引起的粘接性树脂组合物的粘接性降低,制膜时的稳定性优异。
本发明的粘接性树脂组合物的MFR(根据ASTM D1238,以190℃、2.16kg负荷)优选低于7.0g/10分钟,更优选为3.0g/10分钟以上且低于7.0g/10分钟。如果MFR在上述范围,则本发明的粘接性树脂组合物的成型性(耐厚度减薄性)与粘接性的平衡好且优异。
本发明的粘接性树脂组合物中的源自上述不饱和羧酸和/或其衍生物的结构的量换算成源自马来酸酐的结构的量(即,假设不饱和羧酸和/或其衍生物为马来酸酐时)优选为0.03~0.30质量%,更优选为0.06~0.20质量%。
本发明的粘接性树脂组合物除了作为原料使用上述丙烯系聚合物(A)、上述改性聚烯烃(B)和上述乙烯系聚合物(C)以外,能够通过现有公知的方法制造。例如可以通过将上述各成分熔融混炼来制造。
<海岛结构>
本发明的粘接性树脂组合物形成微细分散结构(所谓的海岛结构),该结构在连续相中含有上述丙烯系聚合物(A),在分散相中含有分散于上述连续相中的上述乙烯系共聚物(C)。通过形成这样的结构,包含粘接性树脂组合物的层的耐电解液性提高。其原因尚不确定,但可以推测是因为电解液被分散相捕集,因而能够抑制电解液浸透至包含粘接性树脂组合物的层与金属的界面(以下也记作“粘接界面”)的缘故。
上述分散相的通过下述方法测得的平均粒径优选为0.001~10μm。上述分散相的平均粒径的上限值更优选为8μm,进一步优选为6μm,特别优选为5μm,下限值优选为0.09μm。
(平均粒径的测定方法)
利用切片机(microtome)等磨削试验片,利用透射型电子显微镜(例如株式会社日立高新技术制H-7650)将所得到的任意的截面约45μm×75μm以上的范围放大到3000倍,进行解析。解析使用图像解析软件(例如ImageJ)二值化处理来进行。
根据TEM照片分别确定连续相和分散相的占有区域。
在分散相的形状为圆形的情况下,将直径作为粒径,在分散相的形状为椭圆的情况下,将长轴的长度作为粒径。另外,在圆形、椭圆以外的形状的情况下,求出分散相的面积,并求出与该面积相等的面积的正圆的直径,将其作为粒径。
如果分散相的平均粒径为0.001μm以上,则可以得到充分的气蚀效果,耐电解液性良好。
如果分散相的平均粒径为10μm以下,则在分散相存在于粘接界面时,不会妨碍连续相的粘接性,本发明的组合物能够发挥良好的粘接性。
在测定本发明的粘接性树脂组合物的分散相的平均粒径时的试验片的截面的随机选取的10μm×10μm的区域中,全部分散相数的80%以上的分散相的粒径为0.001~5μm的分散相数的比例优选为80%以上,更优选为85%以上,进一步优选为90%以上,特别优选为95%以上,最优选为100%。如果上述比例为80%以上,则组合物的粘接性优异。
[单层或多层膜]
本发明的单层或多层膜的特征在于,包含至少1层含有上述的本发明的粘接性树脂组合物的层。
作为本发明的单层或多层膜的具体方式的例子,可以列举:
包含至少1层含有本发明的粘接性树脂组合物的层、和至少1层作为上述含有粘接性树脂组合物的层以外的层的其他层,并且上述含有粘接性树脂组合物的层与上述其他层接触的多层膜;以及
包含至少1层含有本发明的粘接性树脂组合物的层、和至少1层选自含金属层、聚烯烃层和极性树脂层中的层,并且上述含有粘接性树脂组合物的层与上述选自含金属层、聚烯烃层和极性树脂层的至少1层中的层接触的多层膜。
作为上述其他层,可以列举含金属层、聚烯烃层和极性树脂层。
作为上述含金属层的例子,可以列举铝层(例如铝箔)、铜层、不锈钢层。
作为上述聚烯烃层的例子,可以列举聚丙烯层、聚4-甲基戊烯层、聚乙烯层。
作为极性树脂层的例子,可以列举聚酰胺层、EVOH层、PET层、PBT层。
含有本发明的粘接性树脂组合物的层可以通过将本发明的粘接性树脂组合物成型、例如熔融挤出成型来制造。因此,本发明的单层或多层膜可以通过浇铸法、吹塑法、挤出层压法等制造。
本发明的单层或多层膜优选作为锂电池用包装膜等的电池用包装膜、或者作为锂离子电池用电极密封材料使用。
实施例
以下,基于实施例等,对本发明进行更具体的说明,但本发明不受这些实施例任何限定。
[物性的测定方法]
<熔体流动速率(MFR)>
丙烯系聚合物和组合物的MFR按照ASTM D1238在温度230℃、负荷2.16kg的条件下测定。
乙烯系聚合物的MFR按照ASTM D1238在温度190℃、负荷2.16kg或温度230℃、负荷2.16kg的条件下测定。在乙烯系聚合物包含2种以上的共聚物(c-1)和乙烯均聚物(c-2)的情况下,“乙烯系聚合物的MFR”是指由各乙烯系聚合物的MFR根据对数加法法则算出的值。
<密度>
密度按照JIS K7112(密度梯度管法)测定。
<结构单元的含有比例>
聚合物中的源自乙烯或丙烯的结构单元的含有比例的定量通过13C-NMR利用以下的装置和条件进行。
使用日本电子株式会社制JECX400P型核磁共振装置,采用如下条件:作为溶剂使用氘代邻二氯苯/氘代苯(80/20容量%)混合溶剂,试样浓度为60mg/0.6mL,测定温度为120℃,观测核为13C(100MHz),序列为单脉冲质子去耦,脉冲宽度为4.62μ秒(45°脉冲),重复时间为5.5秒,累积次数为8000次,将29.73ppm作为化学位移的基准值。
<接枝改性量>
源自马来酸酐的结构的量(接枝改性量)利用红外线吸收分析装置测定源自上述结构的1790cm-1的峰的强度,使用预先制成的标准曲线进行定量。
[原料]
实施例和比较例中使用的聚烯烃表示如下。这些聚烯烃均按照常规方法进行聚合且任选地用马来酸酐进行接枝改性来制备。
丙烯系聚合物(A)
·PP-1:无规聚丙烯(丙烯含量96mol%、乙烯含量4mol%、MFR=7.0g/10分钟、密度=0.91g/cm3、熔点=138℃、全同立构结构)
·PP-2:无规聚丙烯(丙烯含量96mol%、乙烯含量4mol%、MFR=29.0g/10分钟、密度=0.90g/cm3、熔点=138℃、全同立构结构)
·PER-1:丙烯乙烯共聚物(丙烯含量87mol%、乙烯含量13mol%、MFR=8.0g/10分钟、密度=0.88g/cm3、熔点=79℃)
聚烯烃(B)
·改性PP-1:改性均聚丙烯(源自马来酸酐的结构的量(接枝改性量)3.0质量%)
乙烯系聚合物(C)
·EPR-1:乙烯·丙烯共聚物(乙烯含量80mol%、丙烯含量20mol%、温度190℃、负荷2.16kg下的MFR=0.6g/10分钟、温度230℃、负荷2.16kg下的MFR=0.8g/10分钟、密度=0.87g/cm3)
·PE-1:低密度聚乙烯(温度190℃、负荷2.16kg下的MFR=7.0g/10分钟、温度230℃、负荷2.16kg下的MFR=17.8g/10分钟、密度=0.91g/cm3)
[实施例1]
<组合物1的制造>
使用单螺杆挤出机将48质量份的PP-1、25质量份的PER-1、5质量份的改性PP-1、15质量份的EPR-1和7质量份的PE-1以230℃熔融混炼,得到组合物1。
<复合体的制造>
利用带T模的挤出成型机,由实施例1中得到的组合物1形成厚度100μm的膜。将所得到的膜与厚度200μm的铝箔重叠,使用热封机以160℃、0.1MPa的条件热封5秒钟。将所得到的复合体切成15mm宽度,作为测定用样品。
<复合体的电解液浸渍>
将1个测定用样品浸渍在含有1mol/L的LiPF6的、碳酸乙酯:碳酸二乙酯=3:7的溶剂中添加有水1000ppm的电解液中,在85℃静置1周。
<复合体的粘接力测定>
对于另外的测定用样品(刚制造好的复合体)和电解液浸渍后的测定用样品(电解液浸渍后的复合体),使用拉伸试验机,利用T剥离法在室温23℃下测定铝箔与由组合物1形成的膜之间的粘接力(单位:N/15mm)。将十字头速度设为300mm/分钟。根据电解液浸渍后的复合体的粘接力(以下也记作“电解液浸渍后粘接力”)相对于刚制造好的复合体的粘接力(以下也记作“初期粘接力”)的比例,给出评分并记载于表1。评价基准如下。
(初期粘接力)
CC:低于8N/15mm
BB:8N/15mm以上且低于10N/15mm
AA:10N/15mm以上
(耐电解液性)
CC:电解液浸渍后粘接力/初期粘接力小于10%
BB:电解液浸渍后粘接力/初期粘接力为10%以上且小于15%
AA:电解液浸渍后粘接力/初期粘接力为15%以上
此外,“-”表示没有评价耐电解液性。
<组合物的厚度减薄性(Wall Thinning)评价>
利用带T模的挤出成型机,由实施例1中得到的组合物1形成厚度100μm的膜。将所得到的2片膜重叠,使用热封机以170℃、0.2MPa的条件热封3秒钟。用显微镜观察热封部分的截面,测定变得最薄的部分的厚度作为热封后的厚度。由(热封后的厚度)/(初期的2片膜的厚度)计算热封后的残存率,根据残存率,给出评分并记载于表1。评价基准如下。
(耐厚度减薄性)
CC:热封后厚度/初期厚度小于30%
BB:热封后厚度/初期厚度为30%以上且小于60%
AA:热封后厚度/初期厚度为60%以上
<组合物的耐白化性评价>
使用直径50mm、有效长度L/D=28的螺杆将PP-2和组合物1以290℃共挤出。将挤出的PP-2和组合物1在供料块内以PP-2成为外层、组合物1成为内层的方式叠层,制作外层和内层均为20μm的厚度约40μm的膜状叠层体。模具温度为290℃。使该叠层体以熔融状态与铝箔(厚度20μm)表面接触后,一边用带夹送辊的冷却辊冷却,一边以50m/分钟的速度拉取。将所得到的多层膜用啮合深度5mm的模具进行深拉成型。通过目测按照下述基准评价在所得到的成型体的壁面发生白化的程度。
AA:无白化
BB:轻微白化
CC:明显白化
[实施例2、3、比较例1~6]
按照表1所示的配合方案制备组合物,除此以外,利用与实施例1同样的方法制备组合物,使用所得到的组合物制造复合体等,进行评价。将结果表示于表1。
[表1]
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Claims (11)
1.一种粘接性树脂组合物,其特征在于,含有:
满足下述(a1)和(a2)的丙烯系聚合物(A)50~89.9质量份;
将聚烯烃(b)用不饱和羧酸和/或其衍生物改性得到的改性聚烯烃(B)0.1~20质量份;和
满足下述(c1)~(c3)的乙烯系聚合物(C)10~30质量份,
其中,将(A)、(B)和(C)的合计作为100质量份,
(a1)含有在差示扫描量热测定中观测到的熔点(Tm)为120℃以上的丙烯系聚合物(a-1)、和熔点(Tm)低于120℃或观测不到熔点的丙烯系聚合物(a-2);
(a2)所述丙烯系聚合物(a-1)在所述丙烯系聚合物(A)中所占的比例为50~70.0质量%;
(c1)含有乙烯与选自碳原子数3~20的α-烯烃中的至少1种α-烯烃的共聚物(c-1)、以及任选的乙烯均聚物(c-2);
(c2)根据ASTM D1238以190℃、2.16kg负荷测得的熔体流动速率为0.1~10g/10分钟;
(c3)所述共聚物(c-1)在所述乙烯系聚合物(C)中所占的比例为40~100质量%。
2.如权利要求1所述的粘接性组合物,其特征在于:
所述乙烯系聚合物(C)的含量为12.5~30质量份。
3.如权利要求1或2所述的粘接性树脂组合物,其特征在于:
所述共聚物(c-1)的根据ASTM D1238以230℃、2.16kg负荷测得的熔体流动速率(MFR)低于6.0g/10分钟。
4.如权利要求1或2所述的粘接性树脂组合物,其特征在于:
所述聚烯烃(B)含有换算成源自马来酸酐的结构为0.01~5质量%的源自所述不饱和羧酸和/或其衍生物的结构,
所述聚烯烃(b)含有90~100mol%的源自丙烯的结构单元。
5.如权利要求1或2所述的粘接性树脂组合物,其特征在于:
根据ASTM D1238以230℃、2.16kg负荷测得的熔体流动速率低于7.0g/10分钟。
6.一种单层或多层膜,其特征在于:
包含至少1层含有权利要求1或2所述的粘接性树脂组合物的层。
7.一种多层膜,其特征在于:
包含至少1层含有权利要求1或2所述的粘接性树脂组合物的层、和至少1层作为含有所述粘接性树脂组合物的层以外的层的其他层,并且含有所述粘接性树脂组合物的层与所述其他层接触。
8.一种多层膜,其特征在于:
包含至少1层含有权利要求1或2所述的粘接性树脂组合物的层、和至少1层选自含金属层、聚烯烃层和极性树脂层中的层,并且含有所述粘接性树脂组合物的层与所述选自含金属层、聚烯烃层和极性树脂层中的层接触。
9.如权利要求6所述的单层或多层膜,其特征在于:
其为电池包装用膜。
10.如权利要求6所述的单层或多层膜,其特征在于:
其为锂离子电池用电极密封材料。
11.一种单层或多层膜的制造方法,其特征在于:
包括将权利要求1或2所述的粘接性树脂组合物熔融挤出成型的工序。
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