胶黏树脂及其制备方法和复合胶黏剂及其应用与流程

本发明涉及高分子材料，尤其是涉及一种胶黏树脂及其制备方法和复合胶黏剂及其应用。

背景技术：

1、电池封装材料铝塑膜是由铝箔、尼龙层、cpp(流延聚丙烯)构成的三层复合结构，在电池材料成本中占比10％-20％。铝塑膜作为软包锂离子电池的重要组成部分，保证了电池的正常使用和安全性。

2、锂离子电池包装用铝塑膜采用的生产工艺可分为热法和干法工艺，热法工艺是铝箔和聚丙烯之间用mpp接着，经过缓慢升温贴合而成，干法工艺是铝箔和聚丙烯用胶粘剂粘结后热压贴合而成。

3、锂电池铝塑膜干法工艺为多层复合结构，外层为耐磨、耐穿刺尼龙薄膜，能有效保护电池外层不被破坏；中间层为经钝化处理的铝箔，内层为多层共挤cpp膜，不仅具有良好的封装特性，同时具有较好的电解液阻隔性，保证铝塑膜封装密封性。铝箔与cpp膜之间用内层胶黏剂接着，内层胶黏剂主要为聚烯烃类胶黏剂,由于内层基材是不同极性材质的材料粘接(铝箔与聚烯烃)，需要胶黏剂满足多种性能，才能将基材和铝箔完好地结合起来，并且使铝塑膜剥离、冲深、耐电解液等诸多应用性能达到性能要求。

4、现有的内层胶黏剂是通过溶液接枝法，把不饱和酸接枝到聚烯烃上作为主体树脂，用环氧树脂或者聚碳化亚胺作为固化剂使用。此工艺所得的酸改性聚烯烃树脂虽然耐电解液较好，但由于接枝率低，聚烯烃的结晶性大，导致树脂的溶解性较差，配置而成的胶黏剂粘度大，固含量低，且存储稳定性差，容易析出凝胶，严重影响胶黏剂的施工涂布性能，最终使得胶黏剂固化膜的性能不很理想，另一方面，此工艺为了提高接枝率，往往通过加大酸或酸酐的用量，反应完成后，会有较多游离的小分子酸存在于胶黏剂之中，固化后严重影响胶黏剂的抗冲击和耐电解液性能。

5、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于提供胶黏树脂，以缓解现有技术中酸改性聚烯烃树脂结晶性大导致溶解性差、储存稳定性不好以及游离小分子物质影响使用的技术问题。

2、本发明的目的之二在于提供一种胶黏树脂的制备方法。

3、本发明的目的之三在于提供一种复合胶黏剂，以提高现有技术中胶黏剂的涂布性能、抗冲击性能和耐电解液性能。

4、本发明的目的之四在于提供一种复合胶黏剂的应用。

5、为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

6、本发明第一方面提供了一种胶黏树脂，包括按照重量份数计的如下组分：聚烯烃100份、不饱和单体10份-15份、引发剂4份-7份和抗氧剂0.5份-1份；

7、所述聚烯烃为丙烯与α-烯烃共聚物；

8、其中，所述丙烯的质量占比为70％-100％，余量为α-烯烃；

9、所述不饱和单体包括丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酸羟基酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油醚、苯乙烯、马来酸酐、马来酸、衣康酸、柠康酸和醋酸乙烯酯中的至少一种。

10、进一步地，所述α-烯烃包括乙烯、1-丁烯、1-庚烯和1-辛烯中的至少一种，优选为乙烯。

11、优选地，所述不饱和单体为马来酸酐。

12、优选地，所述引发剂包括过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈、二-(叔丁基过氧异丙基)苯中的至少一种，优选为过氧化二异丙苯。

13、优选地，所述抗氧剂包括亚磷酸三(2，4-二叔丁基)酯、受阻酚(3，5-二丁基-4-羟基-苯基丙酸十八烷基酯)、对叔丁基苯酚、2,4-二甲基-6-叔丁基苯酚和四(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸)季戊四醇酯中的至少一种，优选为亚磷酸三(2，4-二叔丁基)酯和受阻酚(3，5-二丁基-4-羟基-苯基丙酸十八烷基酯)。

14、进一步地，分子量为10000-25000，接枝率为2％-4％。

15、本发明的第二方面提供了所述的胶黏树脂的制备方法，包括以下步骤：

16、a、将所述聚烯烃树脂、所述不饱和单体、所述引发剂和所述抗氧剂加入容器中，再加入第一溶剂进行润湿溶解和混合，得到混合物；

17、b、将混合物加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出造粒，得到改性聚烯烃树脂；

18、c、使用第一溶剂对所述改性聚烯烃树脂进行溶解，再加入第二溶剂使所述改性聚烯烃树脂析出沉淀，之后经离心分离和烘干得到胶黏树脂。

19、进一步地，所述双螺杆挤出机的长径比为40:1。

20、优选地，所述双螺杆挤出机螺筒各分区温度为120℃-170℃，各分区的停留时间为10s-15s。

21、优选地，所述双螺杆挤出机的主机转速为550rpm-650rpm，切粒速度为3500hz-4000hz。

22、进一步地，所述第一溶剂包括甲苯、二甲苯、环己酮、环己烷和甲基环己烷中的至少一种，优选为二甲苯。

23、优选地，所述第二溶剂包括丙酮、乙酸乙酯和丁酮中的至少一种，优选为丙酮。

24、优选地，步骤c中，所述烘干的温度为50℃-70℃，时间为5h-7h。

25、本发明的第三方面提供了一种复合胶黏剂，包括x组分和y组分；

26、其中，所述x组分为胶黏树脂溶液，所述胶黏树脂溶液包括所述胶黏树脂和第三溶剂；

27、所述y组分为固化剂。

28、进一步地，所述胶黏树脂溶液的固含量为15％-25％。

29、优选地，所述第三溶剂包括乙酸乙酯、丁酮、环己烷和甲基环己烷中的至少一种，优选为乙酸乙酯和甲基环己烷的混合物。

30、进一步地，所述固化剂包括环氧树脂、聚碳化亚胺、氨基树脂和异氰酸酯中的至少一种。

31、本发明的第四方面提供了所述的复合胶黏剂在二次电池铝塑膜中的应用。

32、与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：

33、本发明提供的胶黏树脂选用的不饱和单体树脂与聚烯烃的相容性较好，提高了胶黏树脂的溶解性和储存稳定性；接枝率为2％-4％，降低了胶黏树脂中游离小分子的量；同时分子量在10000-25000，具有良好的粘结性能，适合大规模推广使用。

34、本发明提供的胶黏树脂的制备方法，采用熔融接枝法控制引发剂及接枝单体的量，不但有效的控制了聚烯烃树脂的分子量，而且得到了高接枝率的酸改性聚烯烃。经过树脂的溶解析出纯化工艺，洗去游离的酸，提高了胶黏树脂的纯度和性能。

35、本发明提供的复合胶黏剂，使用性能更好的胶黏树脂作为x组分，具有高固含低粘度，存储稳定性佳，施工性能优异，与y组分配合固化后具有良好的粘接强度与耐电解液性能。

36、本发明提供的应用，为二次电池铝塑膜提供了性能更好的内层胶黏剂，完美的将基材和铝箔结合起来，提高了铝塑膜剥离、冲深和耐电解液的性能。

技术特征：

1.一种胶黏树脂，其特征在于，包括按照重量份数计的如下组分：聚烯烃100份、不饱和单体10份-15份、引发剂4份-7份和抗氧剂0.5份-1份；

2.根据权利要求1所述的胶黏树脂，其特征在于，所述α-烯烃包括乙烯、1-丁烯、1-庚烯和1-辛烯中的至少一种，优选为乙烯；

3.根据权利要求1所述的胶黏树脂，其特征在于，分子量为10000-25000，接枝率为2％-4％。

4.一种权利要求1-3任一项所述的胶黏树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的长径比为40:1；

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述第一溶剂包括甲苯、二甲苯、环己酮、环己烷和甲基环己烷中的至少一种，优选为二甲苯；

7.一种复合胶黏剂，其特征在于，包括x组分和y组分；

8.根据权利要求7所述的复合胶黏剂，其特征在于，所述胶黏树脂溶液的固含量为15％-25％；

9.根据权利要求7所述的复合胶黏剂，其特征在于，所述固化剂包括环氧树脂、聚碳化亚胺、氨基树脂和异氰酸酯中的至少一种。

10.一种权利要求7-9任一项所述的复合胶黏剂在二次电池铝塑膜中的应用。

技术总结
本发明提供了一种胶黏树脂及其制备方法和复合胶黏剂及其应用，具体涉及高分子材料技术领域。该胶黏树脂包括按照重量份数计的如下组分：聚烯烃100份、不饱和单体10份‑15份、引发剂4份‑7份和抗氧剂0.5份‑1份；聚烯烃为丙烯与α‑烯烃共聚物；其中，丙烯的质量占比为70％‑100％，余量为α‑烯烃。该胶黏树脂选用的不饱和单体树脂与聚烯烃的相容性较好，提高了胶黏树脂的溶解性和储存稳定性；接枝率为2％‑4％，降低了胶黏树脂中游离小分子的量；同时分子量在10000‑25000具有良好的粘结性能，适合大规模推广使用。

技术研发人员：梁锦坤,张念椿,孙易桀,吴忠康
受保护的技术使用者：达高工业技术研究院（广州）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16