CN117777823A - 一种锂电池外壳绝缘uv涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明属于锂离子电池技术领域，公开了一种锂电池外壳绝缘UV涂料，按重量份数计算，包括：磷酸改性环氧丙烯酸酯30‑60份、聚酯丙烯酸酯20‑40份、活性稀释剂30‑50份、光引发剂5‑10份、助剂0.5‑3份和填料20‑30份。上述涂料的优点为：固化时间短，只需要10‑20秒紫外光照射固化即可，产线效率高，耗能少；该配方固体份大于99%，可以直接喷涂，无VOC产生，漆雾可以重新收集使用；产品性能优秀，绝缘保护性能优异，并且耐电解液性能突出。
Description
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂电池外壳绝缘UV涂料。
背景技术
现有的锂电池绝缘保护产品主要有两种，1、包覆高分子蓝膜，起到绝缘保护作用，该方法在包覆过程中容易产生气泡，导致耐压测试不过关，产品良率低，并且剪切强度很低；2、粉末涂料保护，该方法需要在生产过程中高温烘烤，能耗高，产品在高湿度环境下，绝缘保护性能不好，耐压测试容易不通过，产品良率低。
因此，有必要研发一种锂电池外壳绝缘UV涂料来解决上述问题。
发明内容
本发明目的是提供一种锂电池外壳绝缘UV涂料。
本发明的技术方案是：
一种锂电池外壳绝缘UV涂料，按重量份数计算，包括：磷酸改性环氧丙烯酸酯30-60份、聚酯丙烯酸酯20-40份、活性稀释剂30-50份、光引发剂5-10份、助剂0.5-3份和填料20-30份。
进一步的，所述活性稀释剂为2-苯氧基丙烯酸酯；所述光引发剂为1-羟基-环己基苯甲酮和2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦，所述助剂为流平剂；所述填料为超细硫酸钡。
进一步的，所述磷酸改性环氧丙烯酸酯和所述聚酯丙烯酸酯的重量比为2：1，所述1-羟基-环己基苯甲酮和2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦的重量比为2：1。
进一步的，所述磷酸改性环氧丙烯酸酯的制备方法包括：
(1)将双酚A环氧树脂升温，滴加丙烯酸、催化剂和阻聚剂混合物，反应，至酸值降至5mgKOH/g停止反应，继续滴加磷酸，反应，至酸值降到5mgKOH/g停止反应，获得初始溶液；(2)将所述初始溶液冷却，加入活性稀释剂和阻聚剂后混合，获得磷酸改性环氧丙烯酸酯。
进一步的，在步骤(1)中，所述双酚A环氧树脂、丙烯酸和磷酸的摩尔比为1.05：0.8：0.2。
进一步的，在步骤(1)中，以所述双酚A环氧树脂、丙烯酸和磷酸的总质量为100％计算，所述阻聚剂的添加量为0.01-0.1％，所述催化剂的添加量为1％。
进一步的，在步骤(1)中，所述升温为升温至80-90℃，所述反应为在110-120℃反应，两次反应时间为3-5小时和2-3小时。
进一步的，在步骤(2)中，以所述初始溶液、活性稀释剂和阻聚剂的总质量为100％计算，所述活性稀释剂的质量百分比为20-30％，所述阻聚剂的质量百分比为0.1％。
进一步的，在步骤(2)中，所述冷却为冷却至80℃。
进一步的，所述催化剂为三苯基磷，所述阻聚剂为对苯二酚，所述活性稀释剂为三丙三醇二丙烯酸酯和/或三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
本发明提供了一种锂电池外壳绝缘UV涂料，具有以下优点：
1、固化时间短，只需要10-20秒紫外光照射固化即可，产线效率高，耗能少；
2、该配方固体份大于99％，可以直接喷涂，无VOC产生，漆雾可以重新收集使用；
3、产品性能优秀，绝缘保护性能优异，并且耐电解液性能突出。
具体实施方式
本发明设计一种锂电池绝缘UV涂料，包括如下组分(重量份)：磷酸改性环氧丙烯酸酯30-60份、聚酯丙烯酸酯20-40份、活性稀释剂30-50份、光引发剂5-10份、助剂0.5-3份(流平剂BYK333)、填料20-30份。
上述配方中，活性稀释剂为2-苯氧基丙烯酸酯、光引发剂包括光引发剂184和光引发剂TPO，光引发剂184为1-羟基-环己基苯甲酮，光引发剂TPO为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦，填料为超细硫酸钡。
另外，磷酸改性环氧丙烯酸酯按照如下方式制备：：磷酸改性环氧丙烯酸酯按照如下方式制备：将双酚A环氧树脂升温至80-90℃，滴加丙烯酸、催化剂、阻聚剂混合物，在110-120℃反应3-5小时，至酸值降到5mgKOH/g停止反应，继续滴加磷酸，在110-120℃反应2-3小时，至酸值降到5mgKOH/g停止反应冷却至80℃，加入20-30％活性稀释剂和0.1％阻聚剂，其中，催化剂为三苯基磷；阻聚剂为对苯二酚；活性稀释剂为三丙三醇二丙烯酸酯和/或三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，双酚A环氧树脂：丙烯酸：磷酸＝1.05：0.8：0.2(摩尔比)。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例进一步说明本发明的技术方案。但是本发明不限于所列出的实施例，还应包括在本发明所要求的权利范围内其他任何公知的改变。
此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例
实施例1-15按如下展示一种锂电池外壳绝缘UV涂料，包括以下重量的各组分：
表1
上述15个实施例中，活性稀释剂为2-苯氧基丙烯酸酯、光引发剂184为1-羟基-环己基苯甲酮，光引发剂TPO为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦，填料为超细硫酸钡。磷酸改性环氧丙烯酸酯按照如下方式制备：磷酸改性环氧丙烯酸酯按照如下方式制备：将双酚A环氧树脂升温至80-90℃，滴加丙烯酸、催化剂、阻聚剂混合物，在110-120℃反应3-5小时，至酸值降到5mgKOH/g停止反应，继续滴加磷酸，在110-120℃反应2-3小时，至酸值降到5mgKOH/g停止反应冷却至80℃，加入20-30％活性稀释剂和0.1％阻聚剂，其中，催化剂为三苯基磷；阻聚剂为对苯二酚；活性稀释剂为三丙三醇二丙烯酸酯和/或三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，双酚A环氧树脂：丙烯酸：磷酸＝1.05：0.8：0.2(摩尔比)。
对比例
表2
从表1和表2中可以看出，实施例1-5，树脂比例不同，磷酸改性环氧丙烯酸酯比例越高，绝缘保护性能和耐电解液性能越好，但会导致涂层整体硬度过高，附着力不好，做剪切测试时涂层容易破坏，导致剪切强度树脂偏低，所以最佳树脂比例为环氧丙烯酸酯：聚酯丙烯酸酯＝40:20；对比例1使用沙多玛CN104取代磷酸改性环氧丙烯酸酯，绝缘保护性能良好，但会导致涂层整体体积收缩偏大，附着力不好，做剪切测试时涂层容易破坏，导致剪切强度偏低，沙多玛CN104为常规环氧丙烯酸酯。实施例6-10与实施例2的区别主要是光引发剂的种类和数量不同，单独使用光引发剂184的效果不如复配使用184和TPO混合物，且整体光引发剂数量不能偏低，否则会导致涂层各项性能变差，最佳引发剂比例为光引发剂184：光引发剂TPO＝4：2。实施例11-15与实施例10的区别主要是流平剂与填料数量不同，流平剂BYK333数量增加，会导致剪切强度下降，最佳用量为0.5％，填料硫酸钡数量不能低于20％，否则会影响剪切强度性能。
表3
一种锂电池外壳绝缘UV涂料需要满足以下条件：1、绝缘保护性能，DC 2700V，60s，漏电流≤0.1mA；2、剪切强度，GBT 7124/ISO 4587，≥10Mpa；3、耐电解液，GBT 9274/1988第七节，85℃放置2小时，无起泡，起皱；允许轻微变色失光，附着力0-1级，符合绝缘耐压要求。从表3中可以看出，实施例10、15最符合上述要求。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种锂电池外壳绝缘UV涂料，其特征在于，按重量份数计算，包括：磷酸改性环氧丙烯酸酯30-60份、聚酯丙烯酸酯20-40份、活性稀释剂30-50份、光引发剂5-10份、助剂0.5-3份和填料20-30份。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池外壳绝缘UV涂料，其特征在于：所述活性稀释剂为2-苯氧基丙烯酸酯；所述光引发剂为1-羟基-环己基苯甲酮和2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦，所述助剂为流平剂；所述填料为超细硫酸钡。
3.根据权利要求2所述的一种锂电池外壳绝缘UV涂料，其特征在于：所述磷酸改性环氧丙烯酸酯和所述聚酯丙烯酸酯的重量比为2：1，所述1-羟基-环己基苯甲酮和2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦的重量比为2：1。
4.根据权利要求1所述的一种锂电池外壳绝缘UV涂料，其特征在于，所述磷酸改性环氧丙烯酸酯的制备方法包括：
(1)将双酚A环氧树脂升温，滴加丙烯酸、催化剂和阻聚剂混合物，反应，至酸值降至5mgKOH/g停止反应，继续滴加磷酸，反应，至酸值降到5mgKOH/g停止反应，获得初始溶液；
(2)将所述初始溶液冷却，加入活性稀释剂和阻聚剂后混合，获得磷酸改性环氧丙烯酸酯。
5.根据权利要求4所述的一种锂电池外壳绝缘UV涂料，其特征在于：在步骤(1)中，所述双酚A环氧树脂、丙烯酸和磷酸的摩尔比为1.05：0.8：0.2。
6.根据权利要求5所述的一种锂电池外壳绝缘UV涂料，其特征在于：在步骤(1)中，以所述双酚A环氧树脂、丙烯酸和磷酸的总质量为100％计算，所述阻聚剂的添加量为0.01-0.1％，所述催化剂的添加量为1％。
7.根据权利要求4所述的一种锂电池外壳绝缘UV涂料，其特征在于：在步骤(1)中，所述升温为升温至80-90℃，所述反应为在110-120℃反应，两次反应时间为3-5小时和2-3小时。
8.根据权利要求4所述的一种锂电池外壳绝缘UV涂料，其特征在于：在步骤(2)中，以所述初始溶液、活性稀释剂和阻聚剂的总质量为100％计算，所述活性稀释剂的质量百分比为20-30％，所述阻聚剂的质量百分比为0.1％。
9.根据权利要求4所述的一种锂电池外壳绝缘UV涂料，其特征在于：在步骤(2)中，所述冷却为冷却至80℃。
10.根据权利要求4所述的一种锂电池外壳绝缘UV涂料，其特征在于：所述催化剂为三苯基磷，所述阻聚剂为对苯二酚，所述活性稀释剂为三丙三醇二丙烯酸酯和/或三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
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