[發(fā)明專利]一種鋰電池鋁塑膜外層膠黏劑樹(shù)脂及其制備和應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010933533.0
• 申請(qǐng)日: 2020-09-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112143437A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 付洪娥;王新;王玉燦;李致軒;魏田;魯琴;劉博
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽(yáng)化工研究院有限公司
• 主分類號(hào): C09J175/06
• 分類號(hào): C09J175/06;C08G18/42;C08G63/91;C08G63/183;C08G63/181;C08G63/86;C08G63/78;H01M2/02;H01M10/0525;B82Y30/00;B32B7/12;B32B15/085;B32B15/088;B32
• 代理公司: 沈陽(yáng)科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 李穎

本發(fā)明屬于有機(jī)合成領(lǐng)域，涉及一種高分子聚合的技術(shù)，具體涉及一種鋰電池鋁塑膜外層膠黏劑樹(shù)脂及其制備和應(yīng)用。鋰電池鋁塑膜膠黏劑樹(shù)脂為溶劑型雙組分粘合劑樹(shù)脂，其由作為組分A的多羥基的環(huán)氧擴(kuò)鏈的聚酯和作為組份B的多異氰酸酯組成；所述組份A和組分B質(zhì)量比為1:2?20:1。本發(fā)明制備的膠黏劑用于金屬鋁箔和PA膜、PP膜的粘接，制得的鋁塑膜具有較好的柔韌性能，抗拉伸性能，耐水解性、耐熱、粘結(jié)性和抗沖擊性能。本發(fā)明制備的膠黏劑產(chǎn)品，可完全滿足鋰電池鋁塑膜膠黏劑的應(yīng)用性能要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有機(jī)合成領(lǐng)域，涉及一種高分子聚合的技術(shù)，具體涉及一種鋰電池鋁塑膜外層膠黏劑樹(shù)脂及其制備和應(yīng)用。

背景技術(shù)

鋰離子電池自問(wèn)世以來(lái)，因其卓越的性能得到了迅猛的發(fā)展。鋰電池芯的包裝在其使用過(guò)程中涉及較為苛刻的物理機(jī)械性和化學(xué)相容性、耐性、阻隔性、電化學(xué)反應(yīng)性等方面的要求，這些苛刻的指標(biāo)均與層間膠黏劑的性能直接相關(guān)。目前市售的軟包鋰電池鋁塑膜產(chǎn)品通常至少有三層，內(nèi)層基材為無(wú)毒的聚烯烴(PP、PE等)層，鋁箔作為中層，外層常為尼龍薄膜，每層之間通過(guò)不同種類的粘接性助劑復(fù)合。

目前高端鋰電池的鋁塑膜在世界上只有少數(shù)幾家供應(yīng)商，幾乎完全被日本所壟斷。為了滿足國(guó)內(nèi)鋰電池企業(yè)替代進(jìn)口的需求，國(guó)內(nèi)曾有企業(yè)從事過(guò)鋰電池用鋁塑復(fù)合膜技術(shù)的研發(fā)工作，但因?yàn)樾阅懿环€(wěn)定，產(chǎn)品無(wú)法得到市場(chǎng)認(rèn)可。國(guó)產(chǎn)鋁塑膜各層材料間粘合所使用的膠黏劑性能無(wú)法滿足應(yīng)用要求，是國(guó)產(chǎn)的鋁塑膜沒(méi)有大量推廣的關(guān)鍵因素之一。

由于內(nèi)外層基材是不同種類材質(zhì)的材料(聚烯烴、尼龍等)，這些材料與中間層鋁箔需要采用不同種類的膠黏劑粘接，才能將基材和鋁箔完好地結(jié)合起來(lái)，并且使鋁塑膜剝離、沖深、耐熱等諸多應(yīng)用性能達(dá)到性能要求。

現(xiàn)有國(guó)內(nèi)合成技術(shù)中，還沒(méi)有專門(mén)制備鋰電池鋁塑膜外層膠黏劑的相關(guān)專利公開(kāi)。目前制備鋰電池鋁塑膜膠黏劑的專利文獻(xiàn)中，CN201810088501.8報(bào)道了一種鋰電池包裝袋用膠黏劑的合成方法，采用聚氨酯型聚酯，環(huán)氧型樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂物理拼混，作為鋰電池包裝材料內(nèi)、外層膠黏劑。采用該膠黏劑制備的鋁塑膜內(nèi)層(Al-CPP)剝離強(qiáng)度可達(dá)到10以上，但作為外層膠(Al-PA)剝離強(qiáng)度只有6-8N/15mm，沖深達(dá)到5mm。

進(jìn)而對(duì)鋁塑膜膠黏劑的性能提升是目前鋰離子電池研究中需要解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種鋰電池鋁塑膜外層膠黏劑樹(shù)脂及其制備和應(yīng)用。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用技術(shù)方案為：

一種鋰電池鋁塑膜外層膠黏劑樹(shù)脂，鋰電池鋁塑膜膠黏劑樹(shù)脂為溶劑型雙組分粘合劑樹(shù)脂，其由作為組分A的多羥基的環(huán)氧擴(kuò)鏈的聚酯和作為組份B的多異氰酸酯組成；所述組份A和組分B質(zhì)量比為1:2-20:1。

所述多羥基的環(huán)氧擴(kuò)鏈的聚酯為將芳香族二元酸、長(zhǎng)鏈脂肪族二元酸、脂肪族多元醇混料后在真空、200-240℃下進(jìn)行酯化反應(yīng)脫水，得到的羧基封端聚酯；將羧基封端聚酯經(jīng)環(huán)氧擴(kuò)鏈劑進(jìn)行擴(kuò)鏈增粘，羧基與環(huán)氧基團(tuán)比例為1:0.8-3.0，即得分子量達(dá)到Mn為20000-50000、羥值15-300，酸值0.1-3.0的多羥基的環(huán)氧擴(kuò)鏈的聚酯。

所述羧基封端聚酯為將脂肪族多元醇、長(zhǎng)鏈脂肪族二元酸、芳香族二元酸混合，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌，在1個(gè)小時(shí)內(nèi)升溫至200-240℃進(jìn)行酯化反應(yīng)，保溫反應(yīng)2-3h，控制壓力0.1-0.3MPa，而后緩慢將壓力控制在10至200Pa，240-270℃繼續(xù)反應(yīng)得到羧基封端聚酯Mn為2000-10000；其中，芳香族二元酸、脂肪族多元醇、長(zhǎng)鏈脂肪族二元酸的摩爾比為1-6：1-6：1。