TW201736552A - 組成物、積層體、包裝材、電池外殼用包裝材及電池 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於組成物、積層體、包裝材、電池外殼用包裝材及電池,該組成物係含有:改質烯烴聚合體(A),其由碳數2~20之α-烯烴的聚合體(a),經利用含有對環氧基或□唑啉基具反應性之官能基的單體(b)施行改質過之改質烯烴聚合體,且滿足下述要件(i)與(ii);交聯劑(B),其含有環氧化合物或□唑啉化合物中之至少其中一者;以及觸媒(C),其pKa達11以上。要件(i):上述聚合體(a)係含有由碳數4~20之α-烯烴所衍生的構成單元;要件(ii):上述改質烯烴聚合體(A)根據JIS K7122測定的熔解熱係0~50J/g。
Description
本發明係關於組成物、積層體、包裝材、電池外殼用包裝材及電池。
習知已知將由屬於基材的鋁箔層、接著劑層、及屬於被黏物的聚丙烯等熱可塑性樹脂製薄膜層(內層),依序積層的積層體,使用為鋰離子二次電池的包裝材(電池外殼用包裝材)。
上述接著劑層在專利文獻1~4中有記載:由含有改質烯烴樹脂與環氧化合物或唑啉化合物的接著劑所獲得之層。
專利文獻1:日本專利特開2001-57181號公報
專利文獻2:日本專利特開2012-216364號公報
專利文獻3:日本專利第5664836號公報
專利文獻4:日本專利第5700166號公報
然而,上述專利文獻1~4所記載由接著劑所獲得的接著劑層,在與基材或被黏物(例如鋁箔、聚丙烯薄膜等)間的接著強
度尚嫌不足,當低溫形成接著劑層時,特別係在低溫(例:80℃以下)養生條件下使接著劑硬化時,所獲得接著劑層的接著強度並不足。
本發明係鑑於上述問題而完成,目的在於提供:在與基材或被黏物間之接著強度優異的接著劑層,特別係可形成即便在低溫養生條件下接著強度仍優異之接著劑層的組成物、及含有該接著劑層的積層體等。
在此種狀況下,本發明者等為解決上述問題經深入鑽研,結果發現根據下述構成的組成物等便可達成上述目的,遂完成本發明。
本發明的構成例係如下。
[1]一種組成物,係含有:改質烯烴聚合體(A),其由碳數2~20之α-烯烴的聚合體(a),經利用含有對環氧基或唑啉基具反應性之官能基的單體(b)施行改質過之改質烯烴聚合體,且滿足下述要件(i)與(ii);交聯劑(B),其含有環氧化合物或唑啉化合物中之至少其中一者;以及觸媒(C),其pKa達11以上;要件(i):上述聚合體(a)係含有由碳數4~20之α-烯烴所衍生的構成單元;要件(ii):上述改質烯烴聚合體(A)根據JIS K7122測定的熔解熱係0~50J/g。
[2]如[1]所記載的組成物,其中,含有40℃動黏度30~500,000cSt的烴系合成油(D)。
[3]如[1]或[2]所記載的組成物,其中,上述聚合體(a)係含有由丙烯衍生的構成單元。
[4]如[3]所記載的組成物,其中,上述由丙烯所衍生構成單元的含有比例,相對於上述由碳數2~20之α-烯烴所衍生構成單元100莫耳%,係40~95莫耳%。
[5]如[3]或[4]所記載的組成物,其中,上述聚合體(a)中,除上述由丙烯所衍生構成單元外的其餘構成單元,全部係上述由碳數4~20之α-烯烴所衍生之構成單元。
[6]如[1]~[5]中任一項所記載的組成物,其中,上述碳數4~20之α-烯烴係含有1-丁烯。
[7]如[1]~[6]中任一項所記載的組成物,其中,上述由單體(b)所衍生構成單元的含有比例,相對於上述改質烯烴聚合體(A)100質量%,係0.1~15質量%。
[8]如[1]~[7]中任一項所記載的組成物,其中,上述官能基係羧基或酸酐基。
[9]如[1]~[8]中任一項所記載的組成物,其中,上述交聯劑(B)係從雙酚A型液狀環氧樹脂、脂環式環氧化合物及三羥甲基丙烷聚環氧丙醚之中選擇至少1種。
[10]一種積層體,係含有:基材、及由[1]~[9]中任一項所記載之組成物的硬化物所構成之接著劑層。
[11]一種包裝材,係依序含有:內層、接著劑層及基材的積層體;
該接著劑層係由[1]~[9]中任一項所記載之組成物的硬化物所構成的層。
[12]一種電池外殼用包裝材,係含有:依序設有內層、內側接著劑層、基材、外側接著劑層及外層的積層體;該內側接著劑層係由[1]~[9]中任一項所記載組成物的硬化物所構成的層。
[13]一種電池,係具備有:[12]所記載的電池外殼用包裝材、以及由上述電池外殼用包裝材所包裝的電解液;上述電池外殼用包裝材的內層至少其中一部分係接觸到上述電解液。
[14]一種組成物,係含有:改質烯烴聚合體(A),其由碳數2~20之α-烯烴的聚合體(a),經利用含有對環氧基具反應性之官能基的單體(b1)施行改質過之改質烯烴聚合體,且滿足下述要件(i)與(ii);以及交聯劑(B1),係從雙酚A型液狀環氧樹脂、脂環式環氧化合物及三羥甲基丙烷聚環氧丙醚之中選擇至少1種;要件(i):上述聚合體(a)係含有由碳數4~20之α-烯烴所衍生之構成單元;要件(ii):上述聚合體(A)根據JIS K7122測定的熔解熱係0~50J/g。
[15]如[14]所記載的組成物,其中,含有40℃動黏度30~500,000cSt的烴系合成油(D)。
[16]一種積層體,係含有:基材、及由[14]或[15]所記載組成物的硬化物所構成之接著劑層。
根據本發明一實施形態,可獲得接著強度與耐藥性(耐電解液性)均優異的接著劑層,特別係可將鋁箔層與聚丙烯等熱可塑性樹脂製薄膜層依高強度接著。
再者,根據本發明一實施形態,即便在低溫養生條件下仍可輕易形成優異接著強度的接著劑層,例如利用乾式積層法便可輕易形成耐久性優異、充分抑制接著強度降低的積層體、包裝材及電池外殼用包裝材等。
1‧‧‧電池外殼用包裝材
2‧‧‧基材
3‧‧‧內層
4‧‧‧外層
5‧‧‧內側接著劑層
6‧‧‧外側接著劑層
10‧‧‧電池
11‧‧‧電解液
17‧‧‧正極
18‧‧‧負極
19‧‧‧隔板
圖1係本發明電池一實施形態的概略剖視圖。
本發明一實施形態的組成物(以下亦稱「本組成物」),係:含有:碳數2~20之α-烯烴的聚合體(a),經利用含有對環氧基或唑啉基具反應性官能基的單體(b)進行改質過之改質烯烴聚合體、且滿足下述要件(i)與(ii)的改質烯烴聚合體(A);含有環氧化合物或唑啉化合物中之至少其中一者的交聯劑(B);以及pKa達11以上的觸媒(C);之組成物(以下亦稱「本組成物1」);或含有:碳數2~20之α-烯烴的聚合體(a),經利用含有對環氧基具反應性官能基的單體(b1)進行改質過之改質烯烴聚合體、且滿足下述要件(i)與(ii)的改質烯烴聚合體(A);以及從雙酚A型液狀環氧樹脂、脂環式環氧化合物及三羥甲基丙烷聚環氧丙醚之中選擇至少
1種的交聯劑(B1);之組成物(以下亦稱「本組成物2」)。
要件(i):上述碳數2~20的α-烯烴之聚合體(a)係含有由碳數4~20之α-烯烴所衍生之構成單元
要件(ii):上述聚合體(A)根據JIS K7122測定的熔解熱係0~50J/g
上述聚合體(A)係滿足上述要件(i)與(ii),且碳數2~20之α-烯烴的聚合體(a),經利用含有對環氧基或唑啉基具反應性官能基的單體(b)、或含有對環氧基具反應性官能基的單體(b1)施行改質之改質體。
藉由使用此種聚合體(A),首先可獲得接著強度與耐藥性(耐電解液性)均優異的接著劑層。
聚合體(A)係可單獨使用1種、亦可使用2種以上。
上述聚合體(a)係在含有由碳數4~20之α-烯烴所衍生之構成單元的前提下,其餘並無特別的限制,可為由碳數4~20之α-烯烴所構成之聚合體,亦可為使用碳數4~20之α-烯烴與碳數2~3之α-烯烴所獲得的共聚合體,視需要亦可含有由除α-烯烴以外之不飽和單體(以下亦稱「其他不飽和單體」)所衍生之構成單元的聚合體。
當上述聚合體(a)未具有由碳數4~20之α-烯烴所衍生之構成單元時,含有該聚合體與溶劑的組成物長期安定性會降低,且較難兼顧接著強度與耐藥性。
當作上述聚合體(a)之原料使用的α-烯烴係可為單獨1種、亦可2種以上。即,可為碳數4~20之α-烯烴的單聚物、亦可為共聚合體、亦可為由1種以上碳數4~20之α-烯烴、與1種以上碳數2~3之α-烯烴的共聚合體(a1)。
上述共聚合體係可舉例如無規共聚合體、嵌段共聚合體,較佳係無規共聚合體。
上述碳數4~20之α-烯烴係可舉例如: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、1-廿碳烯等直鏈狀或分支狀α-烯烴。
上述碳數4~20的α-烯烴,就從能獲得對溶劑的溶解性與強度均優異之聚合體等觀點,較佳係碳數4~10的直鏈狀烯烴、更佳係碳數4~6的直鏈狀烯烴,就從能獲得上述效果特優之聚合體等觀點,特佳係含有1-丁烯、最佳係1-丁烯。
上述碳數2~3的α-烯烴係可舉例如乙烯與丙烯,就從能獲得對溶劑的溶解性與強度均優異之聚合體等觀點,較佳係含有丙烯、更佳係丙烯。
上述其他不飽和單體係可舉例如:丁二烯、異戊二烯等共軛多烯類;1,4-己二烯、1,7-辛二烯、二環環戊二烯、5-亞乙基-2-降烯、5-乙烯基-2-降烯、5-亞甲基-2-降烯、2,5-降二烯等非共軛多烯類。
上述聚合體(a)就從能獲得對溶劑的溶解性與強度均優異之聚合體等觀點,較佳係上述共聚合體(a1)、更佳係丙烯與碳數4~20之α-烯烴的共聚合體、特佳係除由丙烯所衍生之構成單元
外的其餘構成單元全部均為上述由碳數4~20之α-烯烴所衍生構成單元的共聚合體、特佳係上述碳數4~20之α-烯烴係含有1-丁烯、最佳係1-丁烯與丙烯的共聚合體。
上述聚合體(a)中,由碳數4~20之α-烯烴所衍生構成單元的含有比例,相對由碳數2~20之α-烯烴所衍生構成單元100莫耳%(較佳係相對於構成聚合體(a)的總構成單元100莫耳%),例如5莫耳%以上、較佳係10莫耳%以上、更佳係20莫耳%以上,且例如100莫耳%以下、較佳係60莫耳%以下、更佳係50莫耳%以下、特佳係40莫耳%以下、最佳係35莫耳%以下。
由碳數4~20之α-烯烴所衍生之構成單元的含有比例,若滿足上述上限的規定,便可獲得強度更優異的聚合體,又若滿足上述下限的規定,便可獲得在溶劑中的溶解性更優異之聚合體。
上述聚合體(a)中,由碳數2~3之α-烯烴(較佳係丙烯)所衍生構成單元的含有比例,相對於由碳數2~20之α-烯烴所衍生構成單元100莫耳%(較佳係相對於構成聚合體(a)的總構成單元100莫耳%),較佳係40莫耳%以上、更佳係50莫耳%以上、特佳係60莫耳%以上、最佳係65莫耳%以上,又較佳係95莫耳%以下、更佳係90莫耳%以下、特佳係80莫耳%以下。
由碳數2~3之α-烯烴所衍生之構成單元的含有比例,若滿足上述上限的規定,便可降低共聚合體的熔點(Tm)與熔解熱(△H),又若滿足上述下限的規定,便可獲得強度更優異的聚合體。
上述聚合體(a)係藉由在α-烯烴之聚合體製造時通常使用的公知固態狀Ti觸媒或二茂金屬觸媒等存在下,使碳數2~20的α-烯烴進行聚合便可獲得。二茂金屬觸媒係可舉例如含有rac-
二甲基亞甲矽基雙{1-(2-甲基-4-苯基茚基)}二氯化鋯等二茂金屬化合物、與甲鋁氧烷等有機鋁氧化合物、及三異丁鋁等有機鋁化合物的觸媒。更具體而言,上述聚合體(a)係例如利用國際公開第2004/87775號所記載方法等便可獲得。
上述聚合體(a)利用凝膠滲透色層分析儀(GPC)測定,依標準聚苯乙烯換算的重量平均分子量(Mw),較佳係1×104以上、且較佳係1×107以下,分子量分佈(Mw/Mn)較佳係1以上、且較佳係3以下。
若Mw、Mw/Mn滿足上述下限的規定,便可獲得強度充分高的接著劑層,且該接著劑層、與基材、被黏物間之接著強度良好,若滿足上述上限的規定,便可獲得對溶劑溶解性良好的聚合體,且能獲得不易引發固化與析出的組成物。
本發明中,Mw及Mw/Mn具體係依照下述實施例所記載方法便可測定。
上述聚合體(a)的熔點(Tm)較佳係未滿120℃、更佳係未滿100℃。
若Tm在上述範圍內,即便在低溫養生條件下由本組成物形成接著劑層,仍可獲得接著強度優異的接著劑層。
本發明中,Tm係根據JIS K 7122利用微分掃描熱量測定(DSC測定)求得,具體係在依10℃/min從30℃升溫至180℃後,在該溫度下保持3分鐘,接著依10℃/min降溫至0℃,在該溫度下保持3分鐘,接著再度依10℃/min升溫至150℃的過程中,從第2次升溫時的熱分析圖,根據JIS K 7122求取。
上述聚合體(a)的熔解熱(△H)較佳係0J/g以上、更佳
係3J/g以上、特佳係5J/g以上,且較佳係50J/g以下、更佳係40J/g以下。
△H係若滿足上述上限的規定,即便在低溫養生條件下由本組成物形成接著劑層,仍可獲得接著強度優異的接著劑層,又若滿足上述下限的規定,可獲得強度優異的接著劑層。
本發明中,△H係根據JIS K7122利用微分掃描熱量測定(DSC測定)求取,具體係從依10℃/分升溫過程所獲得熱分析圖的尖峰面積計算出。更具體係在消除測定前熱經歷之目的下,於測定前依10℃/分升溫至180℃,在該溫度下保持3分鐘,接著依10℃/分降溫至0℃,在該溫度下保持3分鐘後,測定△H。
上述單體(b)係在含有對環氧基或唑啉基具反應性官能基之前提下,其餘並無特別的限制,又上述單體(b1)係在對環氧基具反應性官能基之前提下,其餘並無特別的限制,可使用習知公知之化合物。
上述對環氧基或唑啉基具反應性的官能基係可例如具活性氫的基,具體係可舉例如:羥基、胺基、羧基、酸酐基、酯基、硫醇基等。上述對環氧基具反應性的官能基係可例如具活性氫的基,具體係可舉例如:羥基、胺基、羧基、酸酐基、酯基、硫醇基等。
上述單體(b)與(b1)分別可具有單1種反應性官能基、亦可具有2種以上反應性官能基。
作為上述單體(b)與(b1),就從形成接著劑層之際,有
效率地進行反應,提高聚合體(A)對基材(例:鋁箔)、被黏物(例:聚丙烯等熱可塑性樹脂製薄膜)之親和性,及更加提升接著劑層、與基材、被黏物間之接著強度,以及可提升所獲得接著劑層之耐藥性、耐電解液性等觀點,較佳係具酸酐基或羧基的單體(b)與(b1)。
上述單體(b)與(b1)係可例如:含羥基之不飽和化合物、含胺基之不飽和化合物、不飽和羧酸、不飽和羧酸酐、乙烯酯化合物、含硫醇基之不飽和化合物、及該等的衍生物。
上述含羥基之不飽和化合物係可舉例如:(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸-3-羥丙酯、(甲基)丙烯酸-2-羥-3-苯氧基丙酯、(甲基)丙烯酸-3-氯-2-羥丙酯、甘油單(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇單(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷單(甲基)丙烯酸酯、四羥甲基乙烷單(甲基)丙烯酸酯、丁二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、丙烯酸-2-(6-羥己醯氧基)乙酯、2-(甲基)丙烯醯氧基乙基酸性磷酸酯等含羥基之(甲基)丙烯酸酯;10-月桂烯-1-醇、1-辛烯-3-醇、2-甲醇降烯、羥苯乙烯、N-羥甲基丙烯醯胺、甘油單烯丙醚、烯丙醇、烯丙氧基乙醇、2-丁烯-1,4-二醇、甘油單元醇。
上述含胺基之不飽和化合物係可例如具有依-NHR1表示胺基或取代胺基中之至少1種的乙烯基系單體。
上述R1係可舉例如:氫原子、碳數1~12(較佳為碳數1~8)之烷基、或碳數8~12(較佳為碳數6~9)之環烷基。另外,上述R1亦可例如為該烷基及環烷基中之其中一部分被取代基取代的基。
上述含胺基之不飽和化合物係可例如:(甲基)丙烯酸胺甲酯、(甲基)丙烯酸胺乙酯、(甲基)丙烯酸胺丙酯、(甲基)丙烯酸
丙基胺乙酯、(甲基)丙烯酸二甲酯胺乙酯、(甲基)丙烯酸苯基胺甲酯、(甲基)丙烯酸環己基胺乙酯、N-乙烯基二乙胺、N-乙醯基乙烯胺、(甲基)丙烯醯胺、N-甲基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二甲基胺丙基(甲基)丙烯醯胺、p-胺基己基琥珀酸醯亞胺、2-胺乙基琥珀酸醯亞胺。
上述不飽和羧酸係可舉例如:丙烯酸、甲基丙烯酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、四氫酞酸、衣康酸、檸康酸、巴豆酸、異巴豆酸、降烯二羧酸、雙環[2,2,1]庚-2-烯-5,6-二羧酸。
上述不飽和羧酸酐係可舉例如:順丁烯二酸酐、衣康酸酐、檸康酸酐、四氫酞酸酐、雙環[2,2,1]庚-2-烯-5,6-二羧酸酐。
上述乙烯酯化合物係可舉例如:醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、正丁酸乙烯酯、異丁酸乙烯酯、三甲基乙酸乙烯酯、己酸乙烯酯、新癸酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、水楊酸乙烯酯、環己烷羧酸乙烯酯。
上述含硫醇基之不飽和化合物係可舉例如:烯丙硫醇、2-乙烯基苄基硫醇、3-乙烯基苄基硫醇、4-乙烯基苄基硫醇、乙烯基硫酚等硫酚衍生物。
上述衍生物係可舉例如:二氯順丁烯二酸、順丁烯二醯亞胺、順丁烯二酸二甲酯、順丁烯二酸單甲酯、順丁烯二酸二乙酯、反丁烯二酸二乙酯、衣康酸二甲酯、檸康酸二乙酯、四氫酞酸二甲酯、雙環[2,2,1]庚-2-烯-5,6-二羧酸二甲酯。
作為上述單體(b)與(b1),就從當形成接著劑層時能有效率地產生反應,提高對聚合體(A)之基材或被黏物的親和性,俾能更加提升接著劑層與基材或被黏物間之接著強度,且可提升所獲
得接著劑層的耐藥性、耐電解液性等觀點,較佳係不飽和羧酸與不飽和羧酸酐、更佳係不飽和羧酸酐、特佳係順丁烯二酸酐。
合成聚合體(A)的方法並無特別的限制,可使碳數2~20之α-烯烴與上述單體(b)或(b1)進行聚合反應,但最好使上述單體(b)或(b1)與聚合體(a)進行反應,具體係可舉例如下述(1)~(4)方法:
(1)將聚合體(a)溶解於溶劑中,添加單體(b)或(b1)、與自由基聚合起始劑,藉由加熱、攪拌,而使聚合體(a)與單體(b)或(b1)進行反應的方法。
(2)在將聚合體(a)加熱熔融而獲得的熔融物中,添加單體(b)或(b1)與自由基聚合起始劑,藉由攪拌而使聚合體(a)與單體(b)或(b1)進行反應的方法。
(3)將由聚合體(a)、與單體(b)或(b1)及自由基聚合起始劑進行混合而獲得的混合物,一邊供應給擠出機,一邊加熱混練,而使聚合體(a)與單體(b)或(b1)進行反應的方法。
(4)將聚合體(a)浸漬於將單體(b)或(b1)與自由基聚合起始劑溶解於有機溶劑中的溶液之後,藉由加熱至聚合體(a)不會溶解溫度為止,而使聚合體(a)與單體(b)或(b1)進行反應的方法。
上述反應所使用的聚合體(a)、單體(b)及單體(b1),分別可單獨使用1種、亦可使用2種以上。
再者,上述反應之際,在使用單體(b)或(b1)之同時,亦可使用不具上述官能基的單體,但就從可獲得會與交聯劑(B)有效率地產生反應之聚合體(A)、以及提升所獲得接著劑層的耐藥性、耐電解
液性等觀點,最好係使用不具上述官能基的單體。
單體(b)或(b1)的摻合比例最好依由單體(b)或(b1)所衍生之構成單元的含有比例在下述範圍內的方式摻合,相對於聚合體(a)、單體(b)及單體(b1)的總量100質量%,較佳係0.1質量%以上、更佳係0.5質量%以上,又較佳係15質量%以下、更佳係12質量%以下。
若由單體(b)或(b1)所衍生之構成單元的含有比例在上述範圍內,則當形成接著劑層之際能有效率地產生反應,俾提高聚合體(A)對基材或被黏物的親和性,可更加提升接著劑層與基材或被黏物間之接著強度,且能提升所獲得接著劑層的耐藥性、耐電解液性。
上述反應的反應溫度係例如50℃以上、較佳係80℃以上,且例如300℃以下,反應時間係例如1分鐘~10小時程度。
上述反應的反應方式係可例如批次式、連續式,為能均勻地實施改質反應,較佳係批次式。
上述自由基聚合起始劑係可例如有機過氧化物、有機過氧酸酯。
有機過氧化物係可舉例如:過氧化二異丙苯、過氧化苯甲醯、過氧化二氯苯甲醯、過氧化二第三丁基、2,5-二甲基-2,5-二(過氧化苯甲酸酯)己炔-3、1,4-雙(過氧化第三丁基異丙基)苯、過氧化月桂醯、2,5-二甲基-2,5-二(過氧化第三丁基)己炔-3、2,5-二甲基-2,5-二(過氧化第三丁基)己烷。
有機過氧酸酯係可舉例如:過氧化醋酸第三丁酯、過氧化苯基醋酸第三丁酯、過氧化異丁酸第三丁酯、過氧化第二辛酸第三丁酯、三甲基乙酸過氧化第三丁酯、異丙苯基過氧化三甲基乙酯、過
氧化二乙基醋酸第三丁酯、過氧化苯甲酸第三丁酯。
再者,自由基聚合起始劑亦可舉例如:偶氮雙異丁腈、二甲基偶氮異丁腈等偶氮化合物等等其他的起始劑。
自由基聚合起始劑中,較佳係有機過氧化物,更佳係例如:過氧化二異丙苯、過氧化二第三丁基、2,5-二甲基-2,5-二(過氧化第三丁基)己炔-3、2,5-二甲基-2,5-二(過氧化第三丁基)己烷、1,4-雙(過氧化第三丁基異丙基)苯等。
自由基聚合起始劑的摻合比例相對於聚合體(a)100質量份,係例如0.001質量份以上、且10質量份以下。
合成上述聚合體(A)之際,可在1種或2種以上溶劑存在下實施。
該溶劑係可例如:苯、甲苯、二甲苯等芳香族烴;己烷、庚烷、辛烷、癸烷等脂肪族烴;環己烷、環己烯、甲基環己烷等脂環族烴;甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、戊醇、己醇、丙二醇、酚等醇;丙酮、甲基異丁酮、甲乙酮、戊酮、己酮、異佛爾酮、苯乙酮、環己酮等酮;甲基賽珞蘇、乙基賽珞蘇等賽珞蘇;醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、丙酸甲酯、甲酸丁酯等酯;三氯乙烯、二氯乙烯、氯苯等鹵化烴。該等之中,較佳係芳香族烴、脂肪族烴、脂肪族烴、與酮的混合溶劑,以及脂肪族烴與酯的混合溶劑。
當聚合體(A)係在溶劑存在下合成時,可將含有所獲得聚合體(A)的溶液(清漆)直接使用於本組成物的製備,亦可經從該清漆中取出聚合體(A)之後,才使用於本組成物的製備。
聚合體(A)利用GPC所測定依標準聚苯乙烯換算的Mw,較佳係1×104以上、更佳係2×104以上、特佳係3×104以上,又較佳係1×107以下、更佳係1×106以下、特佳係5×105以下。
聚合體(A)的Mw若滿足上述下限的規定,便可獲得強度充分高、且在與基材或被黏物間之接著強度優異的接著劑層,又若滿足上述上限的規定,則能獲得對溶劑的溶解性良好、且不易引發固化及析出的聚合體(A)。特別係若聚合體(A)的Mw在5×105以下,便可獲得在與基材或被黏物間之接著強度優異的接著劑層。
上述聚合體(A)的Mw/Mn較佳係1以上、更佳係1.5以上,且較佳係3以下、更佳係2.5以下。
Mw/Mn係若滿足上述下限的規定,則能獲得對溶劑的溶解性良好、且不易引發固化與析出的聚合體(A),又若滿足上述上限的規定,便可獲得強度充分高、且在與基材或被黏物間之接著強度優異的接著劑層。
聚合體(A)的Tm較佳係未滿120℃、更佳係未滿100℃、特佳係在90℃以下、更佳係在85℃以下,且較佳係40℃以上、更佳係50℃以上。
聚合體(A)的Tm若滿足上述上限的規定,則即便在低溫養生條件下由本組成物形成接著劑層,仍可防止接著強度降低,又若滿足上述下限的規定,便可獲得強度與耐久性均優異的接著劑層。
具有上述Tm的聚合體(A),係例如藉由將該聚合體(A)中由碳數2~3之α-烯烴所衍生構成單元的含有比例設在上述範圍內,且滿足要件(i)便可獲得。
聚合體(A)的△H係0J/g以上、較佳係3J/g以上、更
佳係5J/g以上,且在50J/g以下、較佳係40J/g以下、更佳係35J/g以下。
聚合體(A)的△H若滿足上述上限的規定,則即便在低溫養生條件下由本組成物形成接著劑層,仍可獲得接著強度優異的接著劑層,又若滿足上述下限的規定,便可獲得強度優異的接著劑層。
若上述聚合體(A)的△H超過50J/g,則所獲得聚合體(A)對溶劑缺乏溶解性,容易引發固化與析出情形。
具有上述△H的聚合體(A)係例如藉由將該聚合體(A)中由碳數2~3之α-烯烴所衍生構成單元的含有比例設在上述範圍內,且滿足要件(i)便可獲得。
聚合體(A)在50℃下的半結晶化時間,較佳係100秒以上、更佳係150秒以上、特佳係200秒以上。又,上述半結晶化時間亦涵蓋實質未發生結晶化、或對半結晶化時間值沒有太大要求(即半結晶化時間成為無限大)的情況。
聚合體(A)的半結晶化時間若滿足上述下限的規定,則在聚合體(A)侵入於基材或被黏物的表面凹凸時(或浸入後),便可與交聯劑(B)產生反應,藉由錨釘效應便可更加提升所獲得接著劑層的接著強度。
上述半結晶化時間係利用由微分掃描熱量計進行的等溫結晶化測定便可求得,具體係可依照下述實施例所記載方法求取。
聚合體(A)的40℃動黏度較佳係超過500,000cSt。此處,動黏度超過500,000cSt的情況亦涵蓋流動性低導致無法測定動黏度的情況。
本發明中,40℃動黏度係根據ASTM D 445測定。
聚合體(A)中由單體(b)或(b1)所衍生構成單元的含有比例(改質量),相對於改質烯烴聚合體(A)100質量%,較佳係0.1質量%以上、更佳係0.5質量%以上,且較佳係15質量%以下、更佳係10質量%以下、進而較佳係5質量%以下、特佳係4質量%以下、最佳係2質量%以下。
若改質量在上述範圍內,則當形成接著劑層之際聚合體(A)會有效率地產生反應,俾提高聚合體(A)對基材、被黏物的親和性,可更加提升接著劑層與基材或被黏物間之接著強度,且能提升所獲得接著劑層的耐藥性、耐電解液性。
本發明的改質量係利用1H-NMR便可測定,具體係可依以下的條件測定。
即,使用ECX400型核磁共振裝置(日本電子(股)製),溶劑使用重氫化鄰二氯苯,且設為:試料濃度20mg/0.6mL、測定溫度120℃、觀測核為1H(400MHz)、序列為單脈衝、脈衝寬5.12μ秒(45°脈衝)、重複時間7.0秒、積分次數達500次以上的條件。
基準化學位移係將源自四甲基矽烷之氫的尖峰設為0ppm,但例如將源自重氫化鄰二氯苯之殘存氫的尖峰設為7.10ppm,亦可獲得同樣的結果。
源自單體(b)或(b1)的1H等尖峰,係可依照常法指定(assign)。
另外,當單體(b)或(b1)係使用不飽和羧酸及酸酐等情況時,成為導入於聚合體(A)中之官能基量之指標的量亦可使用例如酸值。
此情況,聚合體(A)的酸值較佳係0.1mgKOH/g以上、更佳係0.5mgKOH/g以上,又較佳係100mgKOH/g以下、更佳係30mgKOH/g
以下、特佳係10mgKOH/g以下。
若酸值在上述範圍內,則當形成接著劑層之際聚合體(A)會有效率地產生反應,俾提高聚合體(A)對基材、被黏物的親和性,可更加提升接著劑層、與基材、被黏物間之接著強度,且能提升所獲得接著劑層的耐藥性、耐電解液性。
上述酸值的測定方法係可例如:以下方法、根據JIS K-2501-2003的以下方法。
正確秤取聚合體(A)約10g,投入200mL高型燒杯中。在其中添加滴定溶劑之由二甲苯與二甲基甲醯胺依1:1(體積比)混合而成的混合溶劑150mL。滴入數滴指示劑之1w/v%酚酞乙醇(phenol-phthalein)溶液(和光純藥工業(股)製),將液溫加熱至80℃,而使聚合體(A)溶解。待液溫穩定於80℃後,使用0.1mol/L的氫氧化鉀之2-丙醇溶液(和光純藥工業(股)製)施行滴定,從滴定量求取酸值。
具體係可從下式計算出酸值。另外,本發明中,上述酸值係重複上述滴定合計3次的平均值。
酸值(mgKOH/g)=(EP1-BL1)×FA1×C1/SIZE
該式中,「EP1」係表示滴定量(mL),「BL1」係表示空白值(mL),「FA1」係表示滴定液因子(1.00),「C1」係表示濃度換算值(相當於在5.611mg/mL:0.1mol/L的KOH之2-丙醇溶液1mL中,氫氧化鉀相當量),「SIZE」係表示聚合體(A)的採取量(g)。
上述聚合體(A)的摻合量,相對於本組成物的非揮發份(溶劑以外的成分)100質量%,較佳係50質量%以上、更佳係60質量%以上,又較佳係99質量%以下、更佳係95質量%以下。
若聚合體(A)的摻合量在上述範圍內,便可獲得接著強度與耐藥性(耐電解液性)均優異的接著劑層。
本組成物1係使用含有環氧化合物或唑啉化合物中之至少其中一者的交聯劑(B),而本組成物2係使用從雙酚A型液狀環氧樹脂、脂環式環氧化合物及三羥甲基丙烷聚環氧丙醚之中選擇至少1種的交聯劑(B1)。交聯劑(B)係不同於上述聚合體(A)的化合物。
本組成物1因為與交聯劑(B)一起使用聚合體(A)及觸媒(C),因而可獲得硬化時的體積變化小、於低溫便能硬化的組成物,特別係可獲得接著強度優異的接著劑層。另一方面,本組成物2因為交聯劑(B)係使用交聯劑(B1),因而可獲得即便未使用觸媒(C)仍能達上述效果的組成物。
上述環氧化合物係1分子中具有2個以上環氧基的可交聯化合物。此種環氧化合物係可舉例如:雙酚A型環氧樹脂(不同於氫化雙酚A型環氧樹脂)、雙酚F型環氧樹脂等雙酚型環氧樹脂;氫化雙酚型環氧樹脂;酚醛型環氧樹脂;聯苯型環氧樹脂;二苯乙烯型環氧樹脂;氫醌型環氧樹脂;萘骨架型環氧樹脂;四羥苯基乙烷型環氧樹脂;三羥苯甲烷型環氧樹脂;二環環戊二烯酚型環氧樹脂;3',4'-環氧環己基甲基-3,4-環氧環己烷羧酸酯、2,2-雙(羥甲基)-1-丁醇的1,2-環氧-4-(2-環氧乙烷基)環己烷加成物等脂環式環氧樹脂;六氫酞酸酐的二環氧丙酯等多元酸聚環氧丙酯;山梨糖醇聚環氧丙醚、山梨糖醇酐聚環氧丙醚、季戊四醇聚環氧丙醚、三羥甲基丙烷聚環氧丙醚、聚丙二醇二環氧丙醚、二甘油聚環氧丙醚、
甘油聚環氧丙醚、己二醇二環氧丙醚、氫化雙酚A二環氧丙醚及環己烷二甲醇二環氧丙醚等環氧丙醚;聚丁二烯或聚異戊二烯等二烯聚合物型環氧樹脂;四環氧丙基二胺基二苯甲烷、四環氧丙基雙胺甲基環己烷、二縮水甘油苯胺、四環氧丙基間苯二甲胺等環氧丙基胺型環氧樹脂;三或乙內醯脲等含雜環之環氧樹脂。
上述環氧化合物之中,就從能獲得接著強度更優異,特別係將鋁箔層與聚丙烯等熱可塑性樹脂製薄膜層,依更高強度接著之接著劑層等觀點,較佳係雙酚A型液狀環氧樹脂、脂環式環氧化合物、三羥甲基丙烷聚環氧丙醚。
上述雙酚A型液狀環氧樹脂係在常溫(25℃)下呈液狀樹脂之前提下,其餘並無特別的限制,亦可使用市售物。
該市售物係可舉例如:EPICLON840、840-S、850、850-S、EXA-850CRP、850-LC(DIC(股)製);jER828EL、827(三菱化學(股)製);EPOMIC R-140P(三井化學(股)製)。
上述脂環式環氧化合物係指分子內具有至少1個環氧環烷基或環氧環烯基的化合物,或分子內具有至少1個由至少1個環氧基依單鍵鍵結於脂環上之基的化合物。
上述脂環式環氧化合物係可舉例如:3,4-環氧環己烯基甲基-3',4'-環氧環己烯羧酸酯、3',4'-環氧環己基甲基-3,4-環氧環己烷羧酸酯、3,4-環氧環己基辛基-3,4-環氧環己烷羧酸酯、2-(3,4-環氧環己基-5,5-螺-3,4-環氧)環己烷-m-二烷、雙(3,4-環氧環己基甲基)己二酸酯、二氧化乙烯環己烯、雙(3,4-環氧-6-甲基環己基甲基)己二酸酯、3,4-環氧-6-甲基環己基-3,4-環氧-6-甲基環己烷羧酸酯、亞甲基雙(3,4-環氧環己烷)、二環環戊二烯二環氧化物、乙二
醇二(3,4-環氧環己基甲基)醚、乙烯雙(3,4-環氧環己烷羧酸酯)、1,2,8,9-二環氧檸檬烯、2,2-雙(羥甲基)-1-丁醇的1,2-環氧-4-(2-環氧乙烷基)環己烷加成物、日本專利特開2008-214555號公報所記載化合物。
上述脂環式環氧化合物亦可使用市售物,該市售物係可舉例如:CELLOXIDE 2021P、EHPE3150、EHPE3150CE、EPOLEAD GT401(以上均係Daicel(股)製)。
上述脂環式環氧化合物就從能獲得更優異接著強度之接著劑層等觀點,較佳係2,2-雙(羥甲基)-1-丁醇的1,2-環氧-4-(2-環氧乙烷基)環己烷加成物。
上述三羥甲基丙烷聚環氧丙醚係可舉例如:三羥甲基丙烷二環氧丙醚、三羥甲基丙烷三環氧丙醚、該等的混合物。
上述三羥甲基丙烷聚環氧丙醚亦可使用市售物,該市售物係可例如EX-321L(Nagase ChemteX(股)製)等。
上述唑啉化合物係1分子中中具有2個以上唑啉基的可交聯化合物。此種唑啉化合物係可例如:含唑啉基之單體的聚合體、含唑啉基之單體與其他單體的共聚合體等含唑啉基之聚合物。
上述含唑啉基之單體係可例如:2-乙烯基-2-唑啉、2-乙烯基-4-甲基-2-唑啉、2-乙烯基-5-甲基-2-唑啉、2-異丙烯基-2-唑啉、2-異丙烯基-4-甲基-2-唑啉、2-異丙烯基-5-乙基-2-唑啉、2-異丙烯基-2-唑啉、2-異丙烯基-4,4-二甲基-2-唑啉。該等係可單獨使用1種、亦可使用2種以上。
上述其他單體係可舉例如:(甲基)丙烯酸烷基酯(烷基
之碳數1~14左右);丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、巴豆酸、苯乙烯磺酸及其鹽(鈉鹽、鉀鹽、銨鹽、三級胺鹽等)等不飽和羧酸類;丙烯腈、甲基丙烯腈等不飽和腈類;(甲基)丙烯醯胺、N-烷基(甲基)丙烯醯胺、N,N-二烷基(甲基)丙烯醯胺、(烷基:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第三丁基、2-乙基己基、環己基等)等不飽和醯胺類;醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等乙烯酯類;甲基乙烯醚、乙基乙烯醚等乙烯醚類;乙烯、丙烯等α-烯烴類;氯乙烯、偏二氯乙烯、氟乙烯等含鹵之α,β-不飽和單體類;苯乙烯、α-甲基苯乙烯等α,β-不飽和芳香族單體。該等係可單獨使用1種、亦可使用2種以上。
上述唑啉化合物就從能獲得更優異接著強度之接著劑層等觀點,較佳係含有2-異丙烯基-2-唑啉的唑啉化合物。市售物係可例如日本觸媒(股)製「EPOCROS」系列。
上述環氧化合物的環氧當量及唑啉化合物之唑啉當量,就從可獲得接著強度、耐藥性及耐電解液性之更優異接著劑層等觀點,較佳係100g/eq以上、更佳係125g/eq以上,且較佳係1600g/eq以下、更佳係500g/eq以下。
上述當量係可根據JIS K7236測定。
上述交聯劑(B)及(B1)的摻合量,最好係相對交聯劑(B)與(B1)中的環氧基與唑啉基當量/聚合體(A)中的環氧基或唑啉基具反應性官能基的當量,較佳0.01以上、更佳0.1以上、且較佳50以下、更佳係30以下、特佳20以下、最佳10以下的方式摻合。
若交聯劑(B)與(B1)的摻合量在上述範圍內,便可獲得接著強度、耐藥性及耐電解液性更優異的接著劑層。
本組成物1係使用pKa達11以上的觸媒(C)。
藉由使用此種觸媒(C),即便交聯劑(B)未使用交聯劑(B1),在低溫下仍可效率佳促進交聯反應,可形成耐藥性、耐電解液性均優異的接著劑層,能獲得接著強度優異(特別係可將鋁箔層與聚丙烯等熱可塑性樹脂製薄膜層依高強度接著)的接著劑層。
觸媒(C)係可單獨使用1種、亦可使用2種以上。
上述觸媒(C)係在pKa達11以上的化合物之前提下,其餘並無特別的限制,較佳係能促進交聯劑(B)之交聯反應的化合物,此種化合物係可舉例如:1,8-二氮雜雙環[5.4.0]月桂烯-7(DBU)、1,6-二氮雜雙環[3.4.0]壬烯-5等強鹼性三級胺;具磷腈鹼的磷腈觸媒,較佳係DBU、磷腈觸媒。
另外,上述pKa係在25℃、水溶液中的酸解離常數。又,例如磷酸係具有3個pKa(即,pKa1、pKa2及pKa3),本發明的pKa係指pKa1(即,第一酸解離常數)。
上述觸媒(C)的摻合量,相對於本組成物的非揮發份(溶劑以外之成分)100質量%,較佳係1ppm以上、更佳係100ppm以上,且較佳係1質量%以下、更佳係0.3質量%以下。
若觸媒(C)的摻合量在上述範圍內,便可獲得硬化速度優異的組成物,且能獲得耐藥性、耐電解液性及接著強度均優異的接著劑層。
本組成物就從可獲得接著強度較高之接著劑層等觀點,除上述成分之外,亦可更進一步含有烴系合成油(D)。
烴系合成油(D)係可單獨使用1種、亦可使用2種以上。
上述烴系合成油(D)係可舉例如碳數2~20之烯烴的聚合體。其中,較佳係可例如:使碳數2~20之烯烴進行單聚合而獲得的寡聚物、以及使2種以上的該等烯烴進行共聚合而獲得的寡聚物。
該碳數2~20之烯烴係可例如:乙烯、丙烯、1-丁烯、1-辛烯、1-癸烯及1-十二碳烯。
上述烴系合成油(D)較佳係可使用含有由乙烯所衍生之構成單元與由碳數3~20之α-烯烴所衍生之構成單元的乙烯系共聚合體。於此情況下,由乙烯所衍生之構成單元量,相對於由乙烯所衍生之構成單元與由碳數3~20之α-烯烴所衍生之構成單元的合計100莫耳%,較佳係30莫耳%以上、更佳係40莫耳%以上,且較佳係70莫耳%以下、更佳係60莫耳%以下。
烴系合成油(D)的40℃動黏度係30cSt以上、較佳係300cSt以上、更佳係5,000cSt以上,且在500,000cSt以下、較佳係400,000cSt以下、更佳係300,000cSt以下。
若烴系合成油(D)的40℃動黏度在上述範圍內,便可獲得接著強度較高的接著劑層。
當在本組成物中有摻合烴系合成油(D)時,該烴系合成油(D)的摻合比例,相對於聚合體(A)與烴系合成油(D)的合計100質量%,較佳係1質量%以上,且較佳係80質量%以下。
若烴系合成油(D)的摻合量在上述範圍內,便可獲得強度與接
著強度均優異的接著劑層。
本組成物1係藉由將上述聚合體(A)、交聯劑(B)、觸媒(C)及視需要的烴系合成油(D)進行混合便可製備;而,本組成物2係藉由將上述聚合體(A)、交聯劑(B1)及視需要的烴系合成油(D)進行混合便可製備。
再者,本組成物中,在不致損及本發明效果之範圍內,尚亦可摻合例如:聚合體(a)(未改質體);硬化觸媒、均塗劑、消泡劑、抗氧化劑、熱安定劑、紫外線吸收劑等光安定劑;可塑劑、界面活性劑、氧化鈦(金紅石型)、氧化鋅、碳黑等顏料;觸變劑、增黏劑、松脂樹脂、萜烯樹脂等賦黏劑;表面調整劑、防沉澱劑、耐候劑、顏料分散劑、抗靜電劑、填充劑、有機或無機微粒子、防黴劑、矽烷偶合劑等上述(A)~(D)成分以外的添加劑。
再者,本組成物就從提升加工性的觀點,除上述成分之外,尚亦可為經摻合溶劑的清漆。
該溶劑係可例如與聚合體(A)合成時所使用的溶劑為同樣溶劑等,較佳係可舉例如:甲苯、甲基環己烷/甲基異丁酮混合溶劑、甲基環己烷/甲乙酮混合溶劑、甲基環己烷/醋酸乙酯混合溶劑、環己烷/甲乙酮混合溶劑、環己烷/醋酸乙酯混合溶劑、賽珞蘇/環己酮混合溶劑。另外,亦可將水使用為分散介質。
上述溶劑係清漆100質量%中的非揮發份含有比例,較佳依成為例如5質量%以上、較佳10質量%以上,且例如50質量%以下、較佳40質量%以下的方式摻合。
本組成物較佳係作為乾式積層用接著劑、熱熔膠接著劑、光學透明雙面膠帶用組成物來使用。
本發明一實施形態的積層體(以下亦稱「本積層體」),係在含有基材、與由上述本組成物的硬化物所構成接著劑層之前提下,其餘並無特別的限制,亦可含有該等以外的層。
本積層體中,接著劑層係可存在於基材的單面上,亦可雙面均有存在,且亦可在該等面的整面均有存在、亦可僅存在於其中一部分。
本積層體的製造方法並無特別的限制,可採用習知公知方法,較佳係含有在基材上由本組成物形成塗膜的塗膜形成步驟、及使該塗膜硬化的養生步驟之方法。
本積層體的製造方法,就從可於不致損及基材、被黏物所擁有特性下獲得積層體,以及增加基材或被黏物之選擇自由度等觀點,較佳為所有步驟均在低溫(約120℃以下、較佳100℃以下)下實施,又,若使用本組成物,即便在此種低溫下製造積層體,仍可獲得接著強度與耐藥性(耐電解液性)均優異的積層體。
上述塗膜形成步驟較佳係採取:在基材上塗佈本組成物,視需要使該組成物乾燥而形成塗膜的方法;以及在本組成物中浸漬基材,取出基材,視需要使該組成物乾燥而在基材上形成塗膜的方法。
上述塗佈方法並無特別的限制,可採用習知公知方法,例如:模具塗佈法、流動式塗佈法、噴塗法、棒塗法、凹版塗
佈法、凹版逆轉塗佈法、吻合反轉塗佈法、微凹版塗佈法、輥塗法、刮刀塗佈法、棒塗法、輥筒刮刀塗佈法、氣刀塗佈法、刮刀逗式塗佈法、反向輥式塗佈法、轉印滾筒塗佈法、接觸輥式塗佈法、淋幕塗佈法、印刷法等塗佈方法。
上述基材並無特別的限制,在欲形成上述接著劑層的基材前提下,其餘並無特別的限制,係可舉例如:由聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴、或ABS樹脂、聚碳酸酯(PC)、PET等聚酯樹脂、或聚苯硫醚(PPS)、尼龍等聚醯胺樹脂、或丙烯酸樹脂等樹脂所構成的樹脂製基材;透明蒸鍍PET等阻障薄膜;由ED鋼板(電沉積塗裝鋼板)、Mg合金、SUS(不銹鋼)、鋁、鋁合金或玻璃等無機材料所構成的無機基材;由上述樹脂與無機材料複合化的基材;以及裝飾薄膜。該等之中,較佳係金屬箔、聚烯烴製基材及裝飾薄膜,更佳係鋁箔及聚烯烴製基材。
另外,針對上述基材接觸到接著劑層之一面,為提升接著強度,亦可施行電暈處理等習知公知的表面處理。
上述裝飾薄膜係可例如公知具有式樣性的薄膜,具體係可舉例如:預先經印刷‧塗裝‧蒸鍍等裝飾上述樹脂製基材、金屬箔的薄膜,以及由具式樣性薄膜、與上述樹脂製基材或金屬箔的積層體等。
此處,具式樣性的薄膜係可舉例如:丙烯酸薄膜、PET薄膜、PC薄膜、COC(環狀烯烴共聚物)薄膜、氯乙烯薄膜、ABS薄膜等,對熱可塑性薄膜賦予式樣性的薄膜。
另外,亦可對上述接著劑層或上述塗膜,利用習知公知方法賦予式樣性。
賦予式樣性的方法(實施裝飾的方法),係可例如:真空成形法、壓空真空成形法等現有的真空成形方法、嵌入成形法、模內成形法、利用日本專利第3733564號公報所記載「真空成形裝置」施行的TOM工法等。根據該等方法,即便具有複雜三次元構造的積層體亦可賦予式樣性。
上述基材的厚度較佳係1μm以上、更佳係5μm以上,且較佳係500μm以下、更佳係100μm以下。
使在上述基材上所設置之組成物乾燥的方法,係可舉例如:將具組成物的基材放置於常溫(約20℃)、常壓下的方法;在減壓下使上述組成物乾燥的方法;加熱上述組成物的方法。該加熱可依一階段實施、亦可依二階段以上實施。
該加熱的條件係在溶劑等揮發成分會揮發的條件前提下,其餘並無特別的限制,例如依120℃以下、較佳係100℃以下,且例如40℃以上,又例如3秒鐘以上、較佳1分鐘以上的時間,且例如1小時以下的時間施行加熱之條件。
本積層體通常使用於將接著劑層接著於所需被黏物上。即,本積層體亦可為由基材、接著劑層及被黏物依序積層的接著體。
該被黏物係可例如與上述基材同樣之物。
上述接著體的製造方法亦可在基材與被黏物之間塗佈本組成物,視需要經上述乾燥步驟後,再施行養生步驟,但最好在上述乾燥步驟前、或上述塗膜形成步驟後,使組成物或塗膜與被黏物相接觸,接著才施行上述養生步驟,亦即所謂「乾式積層法」。
上述養生步驟係可例如加熱上述塗膜的方法。該加熱係可依一階段實施、亦可依二階段以上實施。
該加熱的條件係選擇適當條件,例如依低溫,例如80℃以下、較佳70℃以下、更佳60℃以下,又,例如40℃以上,以及例如1天以上、較佳3天以上的時間、且例如7天以下的時間施行養生之方法(低溫養生法);依高溫,例如100℃以上、較佳120℃以上,又,例如200℃以下,以及例如0.1秒鐘以上、較佳0.5秒鐘以上的時間、且例如60秒鐘以下的時間施行養生之方法(高溫養生法)。該等之中,就從能獲得不致損及基材或被黏物所擁有特性之積層體,以及增加基材或被黏物選擇自由度等觀點,較佳係低溫養生法。
使基材與被黏物接著時,亦可在對基材與被黏物之間施加壓力狀態下進行接著。
該壓力係例如0.1MPa以上、較佳0.2MPa以上,且較佳2MPa以下。
上述接著劑層的厚度係只要配合所需用途等再行適當選擇便可,並無特別的限制,例如0.2μm以上、較佳1μm以上,且例如100μm以下、較佳20μm以下。
上述積層體係可使用於例如:汽車內外裝用構件;AV機器等的各種前面板;按鍵、徽章等的表面化妝材;行動電話、照相機等資訊家電的框體;殼體、顯示窗、按鍵等各種零件;傢俱用外裝材;浴室面、壁面、天花板、地板等建築用內裝材;外牆(siding)等外牆、圍牆、屋頂、門扇、破風板(barge board)等建築用外裝材;窗框、門、扶手、門檻、門楣、傢俱類的表面化妝材等內裝材;各種顯示器、透鏡、鏡子、護目鏡、窗玻璃等光學構件;火車、飛機、
船舶等汽車以外的各種搭乘工具之內外裝用構件;瓶、化妝品容器、置物格等各種容器;包裝材料;以及其他各種物品。
本發明一實施形態的包裝材係含有依照內層、接著劑層及基材的順序積層之積層體。另外,該接著劑層係由上述本組成物的硬化物所構成之層。
該包裝材因為具有上述接著劑層,因而基材與內層間之接著強度優異,且耐藥性、耐電解液性均優異。所以,該包裝材即便經長期間使用,仍可有效防止基材與內層間之接著強度降低,可獲得長期可靠度優異的包裝材。
上述包裝材係在由內層、接著劑層及基材依序積層之前提下,其餘並無特別的限制,在該等層間或積層體表面亦可使用習知公知的層。
此種包裝材頗適用於例如:接著強度與耐藥性(電解液性)均優異的電池外殼用包裝材、接著強度與耐鹼性均優異的高鹼溶液用包裝材、以及接著強度與耐醇性均優異的含醇溶液用包裝材。
上述內層係相當於上述積層體項中所記載的被黏物,可例如與該被黏物同樣的層,並無特別的限定,當將上述包裝材使用為高鹼溶液用包裝材或含醇溶液用包裝材時,為能對該包裝材賦予耐藥性(電解液性)、熱封性等,較佳係使用未延伸聚丙烯薄膜、低密度線性聚乙烯等熱可塑性聚烯烴薄膜等等。
上述基材係可例如與上述積層體項中所記載的基材為同樣的基材,並無特別的限定。
上述包裝材的厚度係只要配合所需用途再行適當選擇便可,例如30μm以上、且例如200μm以下。
上述包裝材亦可依內層接觸到收容物(例如高鹼溶液、含醇溶液)方式,使用為內層中朝內側之袋狀。
另外,上述高鹼溶液係可例如pH達9以上、較佳10以上的溶液。具體係可例如鹼洗劑、毛髪處理劑等。
再者,上述含醇溶液係可例如含有甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇等的溶液。該含醇溶液中的醇濃度係例如3質量%以上、較佳5質量%以上,且例如95質量%以下、較佳80質量%以下。
本發明一實施形態的電池外殼用包裝材,係含有依照內層、內側接著劑層、基材、外側接著劑層及外層的順序積層之積層體。另外,該內側接著劑層係由上述本組成物之硬化物所構成的層。
因為該電池外殼用包裝材具有上述接著劑層,因而基材與內層間之接著強度優異,且耐電解液性亦優異。所以,即便電池外殼用包裝材經長期間使用,仍可有效防止基材與內層間之接著強度降低,可獲得長期可靠度優異的電池外殼用包裝材。
上述電池外殼用包裝材係在由內層、內側接著劑層、基材、外側接著劑層及外層依序積層之前提下,其餘並無特別的限制,亦可在該等層間或積層體表面使用習知公知的層。
上述內層係相當於上述積層體項中所記載的被黏物,可例如與該被黏物同樣的層,並無特別的限定,但為能對電池外殼用包裝材賦予耐藥性(電解液性)、熱封性等,最好使用未延伸
聚丙烯薄膜等熱可塑性聚烯烴薄膜等等。
上述基材係可例如與上述積層體項中所記載基材為同樣的基材,並無特別的限定,較佳係金屬箔,更佳係鋁箔、SUS箔。又,針對基材表面,就從耐蝕性等觀點亦可施行化學轉化處理。
上述外側接著劑層係只要能將外層與基材予以接著的層便可,可由上述本組成物的硬化物所構成之層,亦可為使用乾式積層用接著劑、無溶劑型接著劑等習知公知接著劑而獲得的層。
上述外層並無特別的限定,為能在電池製造時的熱封步驟中賦予耐熱性或加工時成形性、耐針孔性、流通時絕緣性等,最好使用聚酯薄膜、聚醯胺薄膜、聚丙烯薄膜等延伸或未延伸薄膜單層、或2層以上積層的多層薄膜。
上述電池外殼用包裝材的厚度係例如60μm以上,又,例如160μm以下。
本發明一實施形態的電池係具備有:上述電池外殼用包裝材、以及該電池外殼用包裝材所包裝的電解液;其中,上述電池外殼用包裝材的內層至少其中一部分係與上述電解液接觸。該電池並無特別的限制,例如鋰離子二次電池。
以下,針對上述電池,參照表示一實施形態之圖1進行說明。
如圖1所示,電池10係具備有:電池外殼用包裝材1、以及電池外殼用包裝材1所包裝的電解液11。又,電池10係具備有在電池外殼用包裝材1內所收容的正極17、負極18及隔板19。
該電池係依電池外殼用包裝材1的內層3內面接觸到電解液11
方式,將電池外殼用包裝材1構成袋狀,該電池外殼用包裝材1係從內側起依序由內層3、內側接著劑層5、基材2、外側接著劑層6及外層4積層的積層體。
上述電解液11並無特別的限定,可例如:碳酸伸乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、六氟化磷酸鋰等含鋰鹽等的電解液。
正極17與負極18係依接觸於電解液11的方式,且利用隔板19相互隔開而間隔地呈相對向配置。
以下,針對本發明利用實施例進行說明,惟本發明並不僅侷限於該等實施例。
依下述製造例所獲得聚合體中,分別由丙烯、乙烯及1-丁烯所衍生構成單元的含有比例,係利用13C-NMR求取。
使用微分掃描熱量計(TA Instruments公司製;DSC-Q1000),求取下述製造例所獲得之聚合體的熔點(Tm)及熔解熱(△H)。具體方法係如前述。
依下述製造例所獲得聚合體的40℃動黏度係根據ASTM D445測定。
重量平均分子量(Mw)及分子量分佈(分散度)(Mw/Mn)係使用凝膠滲透色層分析儀(島津製作所公司製;LC-10 series),依照以下條件測定。從所獲得之測定結果,使用由單分散標準聚苯乙烯所製成的檢量線,計算出依下述製造例所獲得聚合體的重量平均分子量(Mw)及分子量分佈(Mw/Mn)。
‧檢測器:(股)島津製作所製;C-R4A
‧管柱:TSKG 6000H-TSKG 4000H-TSKG 3000H-TSKG 2000H(均係東曹(股)製)
‧移動層:四氫呋喃
‧溫度:40℃
‧流量:0.8mL/min
依下述製造例所獲得聚合體中的順丁烯二酸酐含有比例(改質量),係利用1H-NMR進行測定求取。具體方法係如前述。
依下述製造例所獲得聚合體的酸值係根據JIS K-2501-2003測定。具體方法係如前述。
將依下述製造例所獲得聚合體5mg左右裝填於專用鋁鍋中,使用微分掃描熱量計(Perkinelmer公司製;Diamond DSC),依320℃/min從30℃升溫至150℃,在150℃下保持5分鐘後,依320℃/min降溫至50℃,針對在該溫度下保持時所獲得的DSC曲線進行分析。具體係從DSC熱量曲線與基線間之面積計算出總熱量,以到達50℃的時刻為基準(t=0),將到達所計算出總熱量50%時的時間設為半結晶化時間。
在經充分氮取代的2L熱壓鍋中,裝填己烷900mL及1-丁烯75g,添加三異丁鋁1毫莫耳,升溫至70℃後,供應丙烯使形成全壓7kg/cm2G狀態。接著,添加甲鋁氧烷0.30毫莫耳、及rac-二甲基亞甲矽基雙{1-(2-甲基-4-苯基茚基)}二氯化鋯依Zr原子換算計為0.001毫莫耳,連續供應丙烯,一邊將全壓保持於7kg/cm2G狀態,一邊進行30分鐘聚合。經聚合後,施行脫氣,並在大量甲醇中回收聚合物(共聚合體(1)),再於110℃下施行12小時減壓乾燥。
所獲得共聚合體(1)的熔點(Tm)係84℃、熔解熱(△H)係32J/g、重量平均分子量(Mw)係330,000、分子量分佈(Mw/Mn)係2、由丙烯所衍生構成單元的含有比例係78莫耳%、由1-丁烯所衍生構成單元的含有比例係22莫耳%。
將上述共聚合體(1)3kg添加於10L甲苯中,於氮環境下,升溫
至145℃,而使共聚合體(1)溶解於甲苯中。然後,在攪拌下,歷時4小時將順丁烯二酸酐382g、過氧化二第三丁基175g供應給系統,接著在145℃下攪拌2小時。經冷卻後,投入大量丙酮,使順丁烯二酸酐改質丙烯/1-丁烯共聚合體(A-1)沉澱,經過濾,利用丙酮洗淨後,施行真空乾燥。
所獲得共聚合體(A-1)的熔點(Tm)係84℃、熔解熱(△H)係32J/g、50℃下的半結晶化時間係276秒、重量平均分子量(Mw)係110,000、分子量分佈(Mw/Mn)係2、順丁烯二酸酐的改質量相對於共聚合體(A-1)100質量%係1質量%、酸值係6mgKOH/g。
在經充分氮取代的具攪拌葉片之連續聚合反應器中,添加脫水精製己烷1L,依500mL/h的量連續地供應經調整為96mmol/L的三氯三乙基化二鋁(Al(C2H5)1.5‧Cl1.5)之己烷溶液1小時後,再作為觸媒連續地供應經調整為16mmol/l的VO(OC2H5)Cl2之己烷溶液500mL/h、及己烷500mL/h。另一方面,從聚合反應器上部依聚合反應器內的聚合液常時性成為1L之方式,連續地抽出聚合液。接著,使用發泡管依27L/h的量供應乙烯氣體、依26L/h的量供應丙烯氣體、依100L/h的量供應氫氣。共聚合反應係藉由使在聚合器外部所安裝的夾套中循環冷媒,而依35℃實施。所獲得聚合溶液經歷用鹽酸去灰後,投入大量甲醇使沉澱析出,再將沉澱物依130℃施行24小時減壓乾燥。藉此獲得乙烯/丙烯共聚合體(D-1)。
所獲得共聚合體(D-1)中,由乙烯所衍生構成單元的含有比例係56莫耳%、由丙烯所衍生構成單元的含有比例係44莫
耳%。又,共聚合體(D-1)的重量平均分子量(Mw)係14,000、分子量分佈(Mw/Mn)係1.9、40℃動黏度係37,500cSt。
將由丙烯所衍生之構成單元的含有比例67莫耳%、重量平均分子量(Mw)330,000的丙烯/乙烯共聚合體3kg,添加於10L甲苯中,實施系統內的氮取代1小時。將系統溫度提升至145℃,使丙烯/乙烯共聚合體完全溶解於甲苯中之後,一邊持續攪拌系統,一邊將順丁烯二酸酐382g、過氧化二第三丁基175g從各自的供應口歷時4小時供應給系統,然後於145℃下持續攪拌2小時而進行後反應之後,將系統冷卻至室溫。採取經冷卻後反應液之其中一部分,藉由投入至大量丙酮中,使屑狀(碎屑狀)順丁烯二酸酐改質丙烯/乙烯共聚合體沉澱。採取所獲得沉澱物,利用丙酮重複洗淨後,在常溫下施行二晝夜真空乾燥,便獲得經精製的順丁烯二酸酐改質丙烯/乙烯共聚合體(A-2)。
所獲得共聚合體(A-2)的順丁烯二酸酐之改質量,相對於共聚合體(A-2)100質量%係1.5質量%。又,熔解熱(△H)係1.6J/g、重量平均分子量(Mw)係140,000、酸值係9mgKOH/g。
以下的實施例及比較例係使用下表1所示交聯劑(B),並使用下表2所示觸媒(C)。
使製造例2所製造順丁烯二酸酐改質丙烯/1-丁烯共聚合體(A-1)80g、與製造例3所製造乙烯/丙烯共聚合體(D-1)20g,溶解於400g甲苯中,而製備改質烯烴聚合體清漆(1)。
將所獲得改質烯烴聚合體清漆(1)49.4g、與預先使交聯劑(B-1)1g溶解於9g醋酸乙酯中的溶液1.3g予以混合,而製備層壓用接著劑組成物。
其次,層壓用接著劑組成物利用甲苯稀釋,使用棒塗機,依所獲得具塗膜之箔的基重成為3.3g/m2方式,在厚度40μm鋁箔(Al箔、表面未處理)的亮澤面上,於常溫下施行塗佈,藉由使溶劑揮散,便獲得具塗膜之箔。然後,將所獲得具塗膜之箔的塗膜面、與厚60μm之未延伸聚丙烯薄膜(CPP、單面電暈處理品)的電暈處理面予以貼合,藉由依60℃施行3日養生,而使上述塗膜硬化,便使Al箔與CPP間接著,藉此便獲得依序由Al箔、接著劑層及CPP積層的積層體(複合薄膜)。
除將交聯劑(B-1)變更為交聯劑(B-2)之外,其餘均與實施例1同樣地獲得複合薄膜。
除將交聯劑(B-1)變更為交聯劑(B-3)之外,其餘均與實施例1同樣地獲得複合薄膜。
除將交聯劑(B-1)變更為交聯劑(B-4)之外,其餘均與實施例1同樣地獲得複合薄膜。
將製造例2所製造的共聚合體(A-1)100g溶解於400g甲苯中,而製備改質烯烴聚合體清漆(2)。除使用所獲得改質烯烴聚合體清漆(2)49.4g之外,其餘均與實施例1同樣地獲得複合薄膜。
除將交聯劑(B-1)變更為交聯劑(B-5)之外,其餘均與實施例1同樣地獲得複合薄膜。
除將交聯劑(B-1)變更為交聯劑(B-6)之外,其餘均與實施例1同樣地獲得複合薄膜。
除將交聯劑(B-1)變更為交聯劑(B-7)之外,其餘均與實施例1同樣地獲得複合薄膜。
除將交聯劑(B-1)變更為交聯劑(B-8)之外,其餘均與實施例1同樣地獲得複合薄膜。
除不使用交聯劑(B-1)之外,其餘均與實施例1同樣地獲得複合薄膜。
將製造例4所製造的共聚合體(A-2)100g溶解於400g甲苯中,而製備改質烯烴聚合體清漆(3)。除使用所獲得改質烯烴聚合體清漆(3)49.4g之外,其餘均與實施例1同樣地獲得複合薄膜。
將實施例1所獲得改質烯烴聚合體清漆(1)49.4g、與預先使交聯劑(B-5)1g溶解於9g醋酸乙酯中的溶液1.3g、以及預先使觸媒(C-6)0.1g溶解於19.9g醋酸乙酯中的溶液1g予以混合,而製備層壓用接著劑組成物。除使用所獲得層壓用接著劑組成物之外,其餘均與實施例1同樣地獲得複合薄膜。
除將製備例1的改質烯烴聚合體清漆(1)使用量49.4g變更為49.7g,且將預先使交聯劑(B-5)1g溶解於9g醋酸乙酯中的溶液1.3g,變更為預先使交聯劑(B-3)1g溶解於9g醋酸乙酯中的溶液0.7g之外,其餘均與實施例6同樣地獲得複合薄膜。
除將交聯劑(B-5)變更為交聯劑(B-3)之外,其餘均與實施例6同樣地獲得複合薄膜。
除將製備例1的改質烯烴聚合體清漆(1)使用量49.4g變更為45.1g,並將預先使交聯劑(B-5)1g溶解於9g醋酸乙酯中的溶液1.3g,變更為預先使交聯劑(B-3)1g溶解於9g醋酸乙酯中的溶液9.8g之外,其餘均與實施例6同樣地獲得複合薄膜。
除將交聯劑(B-5)變更為交聯劑(B-4)之外,其餘均與實施例6同樣地獲得複合薄膜。
將製造例2所製造的共聚合體(A-1)100g,溶解於400g甲苯中,而製備改質烯烴聚合體清漆(2)。除使用所獲得改質烯烴聚合體清漆(2)49.4g之外,其餘均與實施例6同樣地獲得複合薄膜。
除將觸媒(C-6)變更為觸媒(C-1)之外,其餘均與實施例6同樣地獲得複合薄膜。
除將觸媒(C-6)變更為觸媒(C-2)之外,其餘均與實施例6同樣地獲得複合薄膜。
除將觸媒(C-6)變更為觸媒(C-3)之外,其餘均與實施例6同樣地獲得複合薄膜。
除將觸媒(C-6)變更為觸媒(C-4)之外,其餘均與實施例6同樣地獲得複合薄膜。
除將觸媒(C-6)變更為觸媒(C-5)之外,其餘均與實施例6同樣地獲得複合薄膜。
除將交聯劑(B-5)變更為交聯劑(B-6),並將觸媒(C-6)變更為觸媒(C-1)之外,其餘均與實施例6同樣地獲得複合薄膜。
除將製備例1的改質烯烴聚合體清漆(1)使用量49.4g變更為50g,且未使用環氧化合物(B-5)之外,其餘均與實施例6同樣地獲得複合薄膜。
使製造例4所製造的共聚合體(A-2)100g溶解於400g甲苯中,而製備改質烯烴聚合體清漆(3)。除使用所獲得改質烯烴聚合體清漆(3)49.4g之外,其餘均與實施例6同樣地獲得複合薄膜。
將實施例1~11及比較例1~14的複合薄膜切取為長60mm、寬15mm大小而製得試驗片,針對該試驗片使用萬能拉伸測定裝置,依夾頭速度50mm/分實施180°剝離試驗,而測定複合薄膜的初期接著強度。結果如表3與表4所示。另外,配合所測得初期接著強度,依照以下基準施行評價。
(評價基準)
◎:11N/15mm以上
○:8N/15mm以上、未滿11N/15mm
△:6N/15mm以上、未滿8N/15mm
×:未滿6N/15mm
另外,表3及4中的樹脂(A)、化合物(B)及油(D)的數值,係表示相對於各組成物中的非揮發份(樹脂(A)+化合物(B)+油(D))100質量%之下,各成分的含有比例。又,表4中的觸媒(C)數值係表示相對於各組成物中的非揮發份(樹脂(A)+化合物(B)+油(D))100質量%之下,觸媒(C)的含有比例。
上述實施例6~11所獲得之組成物,即便取代環氧化合物(B),改為使用唑啉化合物,係判斷仍可獲得與上述同樣的效果。
Claims (16)
- 一種組成物,係含有:改質烯烴聚合體(A),其由碳數2~20之α-烯烴的聚合體(a),經利用含有對環氧基或唑啉基具反應性之官能基的單體(b)施行改質過之改質烯烴聚合體,且滿足下述要件(i)與(ii);交聯劑(B),其含有環氧化合物或唑啉化合物中之至少其中一者;以及觸媒(C),其pKa達11以上;要件(i):上述聚合體(a)係含有由碳數4~20之α-烯烴所衍生的構成單元;要件(ii):上述改質烯烴聚合體(A)根據JIS K7122測定的熔解熱係0~50J/g。
- 如請求項1之組成物,其中,含有40℃動黏度30~500,000cSt的烴系合成油(D)。
- 如請求項1或2之組成物,其中,上述聚合體(a)係含有由丙烯衍生的構成單元。
- 如請求項3之組成物,其中,上述由丙烯所衍生之構成單元的含有比例,相對於上述由碳數2~20之α-烯烴所衍生之構成單元100莫耳%,係40~95莫耳%。
- 如請求項3之組成物,其中,上述聚合體(a)中,除上述由丙烯所衍生構成單元外的其餘構成單元,全部係上述由碳數4~20之α-烯烴所衍生之構成單元。
- 如請求項1或2之組成物,其中,上述碳數4~20之α-烯烴係含有1-丁烯。
- 如請求項1或2之組成物,其中,上述由單體(b)所衍生之構成單元的含有比例,相對於上述改質烯烴聚合體(A)100質量%,係0.1~15質量%。
- 如請求項1或2之組成物,其中,上述官能基係羧基或酸酐基。
- 如請求項1或2之組成物,其中,上述交聯劑(B)係從雙酚A型液狀環氧樹脂、脂環式環氧化合物及三羥甲基丙烷聚環氧丙醚之中選擇之至少1種。
- 一種積層體,係含有:基材、及由請求項1至9中任一項之組成物之硬化物所構成之接著劑層。
- 一種包裝材,係依序含有:內層、接著劑層及基材的積層體;該接著劑層係由請求項1至9中任一項之組成物的硬化物所構成的層。
- 一種電池外殼用包裝材,係含有:依序設有內層、內側接著劑層、基材、外側接著劑層及外層的積層體;該內側接著劑層係由請求項1至9中任一項之組成物的硬化物所構成的層。
- 一種電池,係具備有:請求項12之電池外殼用包裝材、以及由上述電池外殼用包裝材所包裝的電解液;上述電池外殼用包裝材的內層至少其中一部分係接觸到上述電解液。
- 一種組成物,係含有:改質烯烴聚合體(A),其由碳數2~20之α-烯烴的聚合體(a),經利用含有對環氧基具反應性之官能基的單體(b1)施行改質過之改質烯烴聚合體,且滿足下述要件(i)與(ii);以及 交聯劑(B1),係從雙酚A型液狀環氧樹脂、脂環式環氧化合物及三羥甲基丙烷聚環氧丙醚之中選擇之至少1種;要件(i):上述聚合體(a)係含有由碳數4~20之α-烯烴所衍生之構成單元;要件(ii):上述聚合體(A)根據JIS K7122測定的熔解熱係0~50J/g。
- 如請求項14之組成物,其中,含有40℃動黏度30~500,000cSt的烴系合成油(D)。
- 一種積層體,係含有:基材、及由請求項14或15之組成物的硬化物所構成之接著劑層。
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