[發(fā)明專利]一種環(huán)氧改性聚氨酯主劑樹脂及其單組分本征抗水解、耐蒸煮的鋁塑膜外層膠黏劑

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210905627.6
• 申請日: 2022-07-29
• 公開（公告）號(hào): CN115160529B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮俊波;黃超;李鵬宇;王卓;張電波;翟黎鵬;邵志超
• 申請（專利權(quán)）人: 中原工學(xué)院
• 主分類號(hào): C08G18/66
• 分類號(hào): C08G18/66;C08G18/42;C08G18/48;C08G18/58;C08G18/32;C08G18/28;C08G18/10;C08G18/69;C08G18/83;C08G18/44;C09J175/06;C09J175/08;C09J175/14;C09J1
• 代理公司: 鄭州優(yōu)盾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41125
• 代理人: 孫詩雨

本發(fā)明屬于鋰電池軟包裝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)氧改性聚氨酯主劑樹脂及其單組分本征抗水解、耐蒸煮的鋁塑膜外層膠黏劑。以鋁塑膜外層膠黏劑的總質(zhì)量百分比為計(jì)，包括以下組分：10％?30％環(huán)氧改性聚氨酯主劑樹脂，0.1％?5％潛固化劑，2％?5％助劑，0.5％?3％石墨烯材料，65％?85％溶劑。通過高分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及組裝，在環(huán)氧改性聚氨酯主劑樹脂中引入多種高性能官能基團(tuán)，從根本上改進(jìn)主劑樹脂的粘結(jié)力、耐濕熱和耐水解等性能。引入石墨烯材料，可有效促進(jìn)鋁塑膜的沖深性能、抗撕裂強(qiáng)度和耐化學(xué)腐蝕性的提升。本發(fā)明的膠黏劑為單組分濕熱固化型環(huán)氧樹脂改性聚氨酯膠黏劑，施工工藝簡單，可大幅提高鋁塑膜生產(chǎn)效率和效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋰電池軟包裝的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種環(huán)氧改性聚氨酯主劑樹脂及其單組分本征抗水解、耐蒸煮的鋁塑膜外層膠黏劑。

背景技術(shù)

自鋰離子電池問世以來，因其容量大、充放電效率高、循環(huán)壽命長等優(yōu)勢，得到長足的發(fā)展，被廣泛應(yīng)用于便攜式電子產(chǎn)品，近年來逐漸向新能汽車和其它大型儲(chǔ)能設(shè)備應(yīng)用延伸。目前鋰離子電池一直朝著輕量化、高安全性、更高能量密度等優(yōu)異性能方向發(fā)展，可以有效地解決新能汽車?yán)锍探箲]等問題。傳統(tǒng)鋰電池的硬質(zhì)鋼殼和鋁殼包裝正逐步被設(shè)計(jì)靈活、輕量化、機(jī)械性能更優(yōu)異鋁塑膜所取代。

鋁塑膜是鋰離子軟包電池核心材料，它是由雙向拉伸的尼龍膜(PA)、鋁箔、流延聚丙烯膜(PP)或聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)層層復(fù)合構(gòu)成的復(fù)合材料。層與層之間材料不同，因此需要不同類型膠黏劑進(jìn)行壓合粘結(jié)，如環(huán)氧樹脂膠黏劑、丙烯酸樹脂膠黏劑和聚氨酯樹脂膠黏劑。外層膠主要是粘結(jié)尼龍膜與鋁箔，而尼龍薄膜結(jié)晶度較高，普通膠黏劑對其粘結(jié)性不強(qiáng)，容易脫膠；使用進(jìn)口膠水，生產(chǎn)成本較高，且面臨著隨時(shí)被封鎖斷供的風(fēng)險(xiǎn)。

鋁塑膜外層與周圍的環(huán)境相接觸，尼龍分子鏈上含有酰胺基(-CONH-)，容易吸收空氣中水分，吸濕后尼龍膜阻隔性會(huì)大大降低；同時(shí)鋰電池在運(yùn)行過程中產(chǎn)生大量熱，使電池溫度升高。常時(shí)間處于濕溫環(huán)境中，普通膠黏劑水解、老化較為嚴(yán)重，出現(xiàn)脫膠、分層現(xiàn)象，嚴(yán)重影響電池穩(wěn)定性和安全性。

目前，現(xiàn)有國內(nèi)合成技術(shù)中，還未發(fā)現(xiàn)有專門制備鋁塑膜用的抗水解、耐蒸煮單組分外層膠黏劑的相關(guān)專利公開。專利公開號(hào)CN109851763A公開了一種將脂肪族二元醇、脂肪族二元酸和芳香族二元酸進(jìn)行酯化反應(yīng)，再加入脂肪族多元醇進(jìn)行縮聚反應(yīng)，制備鋰電池鋁塑膜外層膠黏劑的方法。通過此專利公開方法制備出的多羥基聚合物含有大量易水解酯基(-COOR)。因此該聚合物在抗水解、耐濕熱性能方面很難達(dá)到應(yīng)用要求，同時(shí)其也無法單獨(dú)使用，需要配合市售多異氰酸酯固化劑一起才能應(yīng)用于尼龍膜(PA)與鋁箔之間粘結(jié)。專利公開號(hào)CN112143437A公開了一種鋰電池鋁塑膜膠黏劑的制備方法，其膠黏劑由多羥基的聚酯(A)和多異氰酸酯(B)兩組分構(gòu)成，涂布前需要根據(jù)中A、B組份比例進(jìn)行攪拌混合才能使用，同時(shí)鋁塑膜制備后期還要進(jìn)行高溫長時(shí)間熟化處理，生產(chǎn)效率低、能耗高，且影響鋁塑膜品質(zhì)向更高方向提升，目前市場正在朝中低熟化(40-60℃)技術(shù)發(fā)展而獲得更高品質(zhì)的鋁塑膜。

發(fā)明內(nèi)容

針對當(dāng)前鋰電池鋁塑膜外層膠黏劑需要兩種組分混合使用、易水解及粘結(jié)強(qiáng)度低的技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種環(huán)氧改性聚氨酯主劑樹脂及其單組分本征抗水解、耐蒸煮的鋁塑膜外層膠黏劑，所制備膠黏劑從根本上改進(jìn)鋁塑膜外層膠黏劑的粘結(jié)力底、易水解的問題，并能提高鋁塑膜的沖深性能、抗撕裂強(qiáng)度等性能，簡化鋁塑膜制備工藝，提高生產(chǎn)效率。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種環(huán)氧改性聚氨酯主劑樹脂的制備方法，包括以下步驟：

(1)將聚二元醇與二異氰酸酯在催化劑作用下進(jìn)行加成反應(yīng)制得異氰酸酯預(yù)聚體；

(2)將步驟(1)制備的異氰酸酯預(yù)聚體與環(huán)氧改性劑進(jìn)行反應(yīng)，制得異氰酸酯封端含有噁唑烷酮基的聚氨酯-環(huán)氧樹脂嵌段共聚物；

(3)將步驟(2)制備的聚氨酯-環(huán)氧樹脂嵌段共聚物與交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，制得微交聯(lián)高分子聚合物；