一种用于锂电池铝塑膜的聚酯型复合胶的制作方法

文档序号:18459739发布日期:2019-08-17 01:55阅读:744来源:国知局

本发明涉及到胶黏剂领域,特别是一种用于锂电池铝塑膜的聚酯型复合胶。



背景技术:

铝塑膜生产技术是聚合物锂离子电池这一顶尖的高新技术行业中要解决的三大技术难题之一,该产品具有较高的技术含量,在设计、制造及其应用上都和普通的复合包装材料在性能上有质的差别。到目前为止,国际上仍没有一家公司的产品能够完全满足聚合物锂离子电池对该产品的综合技术要求。聚合物锂离子电池要求铝塑膜的阻隔性(如水分、氧气)比普通铝塑复合膜的阻隔性高10000倍。锂电池不能脱离包装而存在,铝塑膜的使用寿命与产品的库存及使用寿命同期。因此锂电池对铝塑膜的使用寿命有较高的要求。锂电池的使用过程(不断地充放电过程),是一个动态的电化学反应过程。铝塑膜要能有效抵制内部电解液对它的溶胀、溶解、渗透、吸收及电化学反应。锂电池内的电解液是由多种有机溶剂和遇水分能迅速产生强腐蚀性氢氟酸的锂盐存在。多种有机溶剂通常会溶胀、溶解、吸收铝塑膜,破坏复合层间粘结效果,改变电解液中各组份的浓度,进而影响电池的电性能。铝塑膜内膜必须耐电池电芯周边毛刺的穿刺,在高温以及压力的条件下,必须具有绝缘性。

为满足如此高的性能需求,现在的解决方法是采用由外而内为尼龙膜、铝箔、流延聚丙烯膜三层复合的铝塑膜。而这三层材料的结合则需要特定的复合胶来实现。目前用于外层尼龙膜和铝箔粘结的复合胶在性能方面上存在许多不足,最突出的问题有3个,第一就是复合胶韧性的不足,在深冲加工后,铝箔与尼龙之间出现气泡,造成缺陷;第二,在高温下铝箔与尼龙脱层;第三不耐疲劳,多次弯折后铝箔与尼龙脱层。



技术实现要素:

为解决现有技术中存在的问题,本发明提供一种用于锂电池铝塑膜的聚酯型复合胶。

本发明的用于锂电池铝塑膜的聚酯型复合胶按质量比计,将高玻璃化聚酯20-30份、低玻璃化聚酯50-60份和固化剂1-5份溶于溶剂200-250份中,制得用于锂电池铝塑膜的聚酯型复合胶。

其中,所述高玻璃化聚酯按质量比计,由以下原料制成:

所述高玻璃化聚酯的玻璃化温度为60℃-80℃。

此外,所述高玻璃化聚酯的制备方法如下:

将所有原料一次性加入到聚酯反应釜中,在300kpa,180℃-220℃的条件下进行酯化反应,待酯化出水达到理论的90%后,缓慢抽到高真空,在250-280℃下进行缩聚反应2小时,缩聚结束后,出料,冷却,制得高玻璃化聚酯。

此外,所述高玻璃化聚酯的分子量15000-20000,酸值低于1,羟值6-10。

其中,所述低玻璃化聚酯按质量比计,由以下原料制成:

所述低玻璃化聚酯的玻璃化温度为-30℃-0℃。

此外,所述低玻璃化聚酯的制备方法如下:

将除封端剂以外的所有原料一次性加入到聚酯反应釜中,在300kpa,180℃-250℃的条件下进行酯化反应,待酯化出水达到理论的90%后,缓慢抽到高真空,升高反应温度至250-280℃,真空缩聚3小时后,降低反应温度至200℃以下加入封端剂,反应0.5-1小时后,停止反应,出料,冷却,制得低玻璃化聚酯。

此外,所述低玻璃化聚酯的分子量20000-30000,酸值范围5-8,羟值6-10;

所述脂肪族二元酸为丁二酸、戊二酸、己二酸和癸二酸中的一种或多种;

所述封端剂为偏苯三酸酐。

此外,所述芳香二元酸为间苯二甲酸、邻苯二甲酸和对苯二甲酸中的一种或多种;

所述二元醇为新戊二醇、己二醇、乙二醇、丁二醇、1,2-丙二醇、2-甲基丙二醇、2,3-丁二醇和2-甲基-2,4-戊二醇中的一种或多种;

所述催化剂为三氧化二梯、醋酸锑、乙二醇锑、c-94和钛酸四丁酯中的一种;

所述稳定剂为磷酸三甲酯、亚磷酸三苯酯、抗氧剂1010、抗氧剂songnox6260中的一种。

此外,所述固化剂为2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、萘二异氰酸酯和l-75中的一种。

此外,所述溶剂为乙酸乙酯、丁酮、甲苯、丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯和二甲苯中的一种或多种。

本发明所述聚酯型复合胶拥有优异的韧性,耐高低温性能,可以满足锂电池铝塑膜中粘结尼龙膜和铝箔的使用要求。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细描述,本部分的描述仅是示范性和解释性,不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。

实施例1

(1)制备高玻璃化聚酯:称量对苯二甲酸200g、乙二醇90g、乙二醇锑0.16g和磷酸三甲酯0.05g一次性加入1l聚酯反应釜中,在300kpa,180℃下进行酯化反应,待酯化出水达到理论的90%后,缓慢抽到高真空,在280℃下真空缩聚2小时,停止反应,出料,冷却,得到高玻璃化聚酯。

(2)制备低玻璃化聚酯:称量己二酸150g、对苯二甲酸50g、新戊二醇150g、乙二醇锑0.3g和磷酸三乙酯0.1g加入1l聚酯反应釜中,在300kpa,250℃下进行酯化反应,待酯化出水达到理论的90%后,缓慢抽到高真空,保持在250℃下,真空缩聚3小时后,降低反应釜温度至200℃以下,加入5g偏苯三酸酐,反应0.5小时,停止反应,出料,冷却,得到低玻璃化聚酯。

(3)制备聚酯型复合胶:称取步骤(1)中制得的高玻璃化聚酯20g、步骤(2)中制得的低玻璃化聚酯50g和六亚甲基二异氰酸酯1g溶于200g乙酸乙酯中,制得用于锂电池铝塑膜的聚酯型复合胶,然后进行测试。

实施例2

(1)制备高玻璃化聚酯:称量对苯二甲酸50g、间苯二甲酸150g、2-甲基-2,4-戊二醇78.5g、新戊二醇50g、2-甲基丙二醇21.5g、钛酸四丁酯0.16g和亚磷酸三苯酯0.05g一次性加入1l聚酯反应釜中,在300kpa,200℃下进行酯化反应,待酯化出水达到理论的90%后,缓慢抽到高真空,在250℃下真空缩聚2小时,停止反应,出料,冷却,得到高玻璃化聚酯。

(2)制备低玻璃化聚酯:称量己二酸100g、癸二酸100g、邻苯二甲酸50g、间苯二甲酸50g、丁二醇50g、1,2-丙二醇50g、己二醇50g、c-940.3g和抗氧剂10100.1g加入1l聚酯反应釜中,在300kpa,220℃下进行酯化反应,待酯化出水达到理论的90%后,缓慢抽到高真空,保持在280℃下,真空缩聚3小时后,降低反应釜温度至200℃以下,加入10g偏苯三酸酐,反应1小时后,停止反应,出料,冷却,得到低玻璃化聚酯。

(3)制备聚酯型复合胶:称取步骤(1)中制得的高玻璃化聚酯30g、步骤(2)中制得的低玻璃化聚酯60g和l-755g溶于210g丁酮中,制得用于锂电池铝塑膜的聚酯型复合胶,然后进行测试。

实施例3

(1)制备高玻璃化聚酯:称量邻苯二甲酸100g、间苯二甲酸100g、1,2-丙二醇80g、2,3-丁二醇70g、醋酸锑0.16g和抗氧剂songnox62600.05g一次性加入1l聚酯反应釜中,在300kpa,240℃下进行酯化反应,待酯化出水达到理论的90%后,缓慢抽到高真空,在275℃下真空缩聚2小时,停止反应,出料,冷却,得到高玻璃化聚酯。

(2)制备低玻璃化聚酯:称量丁二酸100g、戊二酸100g、对苯二甲酸35g、间苯二甲酸50g、2-甲基丙二醇35g、己二醇100g、三氧化二锑0.3g和亚磷酸三乙酯0.1g加入1l聚酯反应釜中,在300kpa,250℃下进行酯化反应,待酯化出水达到理论的90%后,缓慢抽到高真空,保持在250℃下,真空缩聚3小时后,降低反应釜温度至200℃以下,加入7g偏苯三酸酐,反应0.5小时,停止反应,出料,冷却,得到低玻璃化聚酯。

(3)制备聚酯型复合胶:称取步骤(1)中制得的高玻璃化聚酯26g,步骤(2)中制得的低玻璃化聚酯55g和2,6甲苯二异氰酸酯3g溶于250g丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯和己二酸二甲酯的混合溶液(质量比1:1:1)中,制得用于锂电池铝塑膜的聚酯型复合胶,然后进行测试。

实施例4

(1)制备高玻璃化聚酯:称量对苯二甲酸80g、间苯二甲酸100g、己二醇80g、丁二醇12.15g、c-940.16g和抗氧剂10100.05g一次性加入1l聚酯反应釜中,在300kpa,240℃下进行酯化反应,待酯化出水达到理论的90%后,缓慢抽到高真空,在275℃下真空缩聚2小时,停止反应,出料,冷却,得到高玻璃化聚酯。

(2)制备低玻璃化聚酯:称量己二酸100g、癸二酸100g、对苯二甲酸50g、乙二醇40g、己二醇90g、三氧化二锑0.3g和亚磷酸三乙酯0.1g加入1l聚酯反应釜中,在300kpa,250℃下进行酯化反应,待酯化出水达到理论的90%后,缓慢抽到高真空,保持在250℃下,真空缩聚3小时后,降低反应釜温度至200℃以下,加入7克偏苯三酸酐,反应0.5小时,停止反应,出料,冷却,得到低玻璃化聚酯。

(3)制备聚酯型复合胶:称取步骤(1)中制得的高玻璃化聚酯22g、步骤(2)中制得的低玻璃化聚酯59g和2,4甲苯二异氰酸酯4g溶于230g二甲苯溶液中,制得用于锂电池铝塑膜的聚酯型复合胶,然后进行测试。

性能测试:

将聚酯复合胶涂布在铝箔上,80℃下1分钟使溶剂挥发,随后通过热辊是铝箔与尼龙膜实现热复合,热辊温度为70℃,将复合好的铝塑膜置于65℃烘箱下熟化6天,最后进行测试,结果如下表:

表1各实施例中高玻璃化聚酯的性能

表2各实施例中低玻璃化聚酯的性能

表3由各实施例所制备的铝塑膜的性能

由上可见,本发明所制备的聚酯型复合胶具有优异的韧性和耐疲劳性能和绝佳的耐电解液性,尤其是非常适合于锂电池铝塑膜的尼龙层和铝箔的复合。

以上所述仅是本申请的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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