一种抗冲击双组份聚氨酯胶及其制备方法和应用与流程

本发明涉及c09j175/06，具体涉及一种抗冲击双组份聚氨酯胶及其制备方法和应用。

背景技术：

1、铝塑膜在锂电池材料领域是软包锂电池中非常重要的组成材料。铝塑膜由外到内分别是尼龙层、胶层、铝膜、胶层、内衬层，在这样的结构中，胶层的粘结能力、耐热能力都对铝塑膜的整体性能的提升至关重要。近年来，铝塑膜的耐深冲能力也得到了关注和研发。中国专利cn109679567b公开了一种用于锂电池铝塑膜的耐深冲双组份粘合剂，制备原料包括主剂和固化剂，其中主剂包括聚酯树脂5-20份、氮改性酚醛环氧树脂3-9份、改性环氧树脂3-9份、聚醚多元醇1-5份、多元醇1-5份、助剂0.1-0.5份和溶剂52-80份。该专利得到的粘合剂耐深冲能力好，但是该专利得到的粘合剂的粘结能力有待提高，特别是当粘合剂在锂电池铝塑膜的实际使用过程中，更需要更强的粘结能力。

2、基于此，本技术提出了一种抗冲击双组份聚氨酯胶及其制备方法和应用，制备得到的双组份聚氨酯胶的粘结能力更好、也具有良好的耐深冲和耐热性能。

技术实现思路

1、本发明第一个方面提出了一种抗冲击双组份聚氨酯胶，制备原料包括：

2、a组分：聚合物多元醇、植物油多元醇、环氧聚合物、功能助剂；

3、b组分：多异氰酸酯。

4、在一种优选的实施方式中，所述制备原料按重量份计，包括：

5、a组分：聚合物多元醇40-70份、植物油多元醇20-50份、环氧聚合物0.1-10份、功能助剂0.1-5份；

6、b组分：50-70份多异氰酸酯。

7、在一种优选的实施方式中，所述a组分和b组分的混合重量比为(1-10)：1，更优选的，所述a组分和b组分的混合重量比为(1-5)：1。

8、在一种优选的实施方式中，所述a组分和b组分的混合重量比为3:1。

9、在一种优选的实施方式中，所述a组分中聚合物多元醇选自聚氧丙烯醚多元醇、聚氧乙烯醚多元醇、聚酯多元醇、聚合物多元醇衍生物中的至少一种。

10、在一种优选的实施方式中，所述a组分中聚合物多元醇为聚氧丙烯醚多元醇和聚酯多元醇的复配物质。

11、在一种优选的实施方式中，所述聚氧丙烯醚多元醇和聚酯多元醇的重量比为(2-5)：1。更优选的，所述聚氧丙烯醚多元醇和聚酯多元醇的重量比为2.5:1。

12、在一种优选的实施方式中，所述聚氧丙烯醚多元醇的羟值为20-80mgkoh/g，更优选的，所述聚氧丙烯醚多元醇的羟值为30-45mgkoh/g。在本技术中，聚氧丙烯醚多元醇为聚丙二醇，购买于江苏省海安石油化工厂，规格为ppg3000。

13、在一种优选的实施方式中，所述聚酯多元醇选自脂肪族聚酯多元醇或芳香族/脂肪族共聚聚酯多元醇。更优选的，所述聚酯多元醇为脂肪族聚酯多元醇。

14、在一种优选的实施方式中，所述脂肪族聚酯多元醇选自饱和脂肪族聚酯多元醇和不饱和脂肪族聚酯多元醇的复配物质。更优选的，所述饱和脂肪族聚酯多元醇和不饱和脂肪族聚酯多元醇的重量比为(1-3)：1，更优选的，重量比为3:1。

15、在一种优选的实施方式中，所述饱和脂肪族聚酯多元醇为聚己二酸多元醇酯，更优选的，所述饱和脂肪族聚酯多元醇为聚己二酸丁二醇酯。

16、在本技术中，聚己二酸丁二醇酯的羟值为53-59mgkoh/g，60℃下粘度为1300cps，购买于汉达飞生物科技有限公司。

17、在一种优选的实施方式中，所述不饱和脂肪族聚酯多元醇为反丁烯二酸与一缩二乙二醇的聚合物。

18、在一种优选的实施方式中，所述反丁烯二酸与一缩二乙二醇的聚合物的制备方法如下：将反丁烯二酸和一缩二乙二醇加入反应器中，在氮气氛围下，升温至150℃进行3h的酯化反应，再将温度升高至210℃，进行聚合反应，得到反丁烯二酸与一缩二乙二醇的聚合物。

19、在本技术中，得到的反丁烯二酸与一缩二乙二醇的聚合物的平均分子量为2800-2900；得到的反丁烯二酸与一缩二乙二醇的聚合物的羟值为38-42mgkoh/g。

20、申请人在实验过程中发现，在本技术制备的聚氨酯胶中采用直链带醚键的聚合物多元醇，可以通过直链醚键的可旋转能力和直链延展性，改善聚氨酯胶的韧性，提高聚氨酯胶的抗冲击能力。

21、在一种优选的实施方式中，所述植物油多元醇为蓖麻油。更优选的，所述蓖麻油为氢化蓖麻油。

22、在一种优选的实施方式中，所述a组分中环氧聚合物选自丙烯酸改性环氧聚合物、有机硅改性环氧聚合物、酚醛改性环氧聚合物、酸酐改性环氧聚合物中的至少一种。

23、在一种优选的实施方式中，所述a组分中环氧聚合物为丙烯酸改性环氧聚合物。

24、在一种优选的实施方式中，所述丙烯酸改性环氧聚合物在30℃下粘度为10000-16000cps，官能度为3。在本技术中，所述丙烯酸改性环氧聚合物为环氧大豆油三丙烯酸，购买于博兴新材料，型号为b-106。

25、聚氨酯胶是锂电池铝塑膜中常用的胶黏剂，用来粘结尼龙层和铝箔层，或者是用来粘结铝箔层和内衬层，然而，现有的一些聚氨酯胶在粘结尼龙层和铝箔层后，受到外界力冲击容易出现胶层破裂、胶层与铝箔层分离等深冲不足的现象。申请人在实验过程中发现，在本技术中加入丙烯酸改性环氧聚合物，提高丙烯酸改性环氧聚合物与聚合物多元醇和植物油多元醇的相容性，于此同时，引入的环氧基团不仅可以进一步改善聚氨酯胶在铝塑膜中与铝箔的粘结性能，还可以在于多异氰酸酯发生的过程中进一步发生聚合反应，通过提高反应位点密度提高聚氨酯胶自身的内聚力，提高聚氨酯胶自身韧性的同时还可以降低聚氨酯胶与铝箔和尼龙分层剥离的情况，改善铝塑膜的耐深冲能力。

26、在一种优选的实施方式中，所述a组分中功能助剂选自抗水解剂、偶联剂、分散剂、触变剂、消泡剂、交联剂、催化剂中的至少一种。

27、在一种优选的实施方式中，所述a组分中功能助剂为抗水解剂、交联剂、催化剂。更优选的，所述抗水解剂、交联剂、催化剂的重量比为(0.1-0.5)：5：(0.01-0.05)。

28、在一种优选的实施方式中，所述抗水解剂为碳化二亚胺。

29、在一种优选的实施方式中中，所述交联剂选自1,4-丁二醇、一缩二乙二醇、三羟甲基丙烷、1,4-环己二醇、对苯二酚中的一种或一种以上的组合物。更优选的，所述交联剂为三羟甲基丙烷。

30、在本技术中，催化剂的种类不做具体限定，优选的为辛酸亚锡。

31、在一种优选的实施方式中，所述a组分按重量份计，包括聚合物多元醇66份、植物油多元醇23.5份、环氧聚合物8.5份、功能助剂2份。

32、在一种优选的实施方式中，所述b组分的多异氰酸酯选自二异氰酸酯、聚异氰酸酯中的一种或多种。

33、在一种优选的实施方式中，所述多异氰酸酯为二异氰酸酯，包括对苯二异氰酸酯、间苯二甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中的至少一种。

34、在一种优选的实施方式中，所述二异氰酸酯为间苯二甲基二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯的复配物质。更优选的，所述间苯二甲基二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯的重量比为1：(0.3-0.5)。

35、更优选的，所述间苯二甲基二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯的重量比为1:0.4。可以通过含苯基二异氰酸酯的加入，提高聚氨酯胶的耐热能力。

36、本发明第二个方面提出了一种抗冲击双组份聚氨酯胶的制备方法，包括以下步骤：

37、(1)将聚合物多元醇、植物油多元醇、环氧聚合物搅拌混合均匀后，再加入功能助剂，混合成a组分；

38、(2)将a组分和b组分按比例混合，得到双组份聚氨酯胶。

39、本发明第三个方面提出了一种抗冲击双组份聚氨酯胶的应用，应用于锂电池铝塑膜的粘接。

40、与现有技术相比，本发明具有的有益效果：

41、1.本发明制备得到的聚氨酯胶，通过采用直链带醚键的聚合物多元醇，可以通过直链醚键的可旋转能力和直链延展性，改善聚氨酯胶的韧性，提高聚氨酯胶的抗冲击能力。

42、2.本发明制备得到的聚氨酯胶，加入环氧大豆油三丙烯酸，还加入了反丁烯二酸与一缩二乙二醇的聚合物等聚合物多元醇，通过加成反应，提高丙烯酸改性环氧聚合物与聚合物多元醇和植物油多元醇的相容性，还提高了聚氨酯胶与金属和尼龙表面的粘结能力。

43、3.本发明制备得到的聚氨酯胶，通过a组分中多活性基团的聚合物多元醇、氢化蓖麻油、环氧大豆油三丙烯酸与b组分多异氰酸酯反应，提高反应位点密度，提高聚氨酯胶自身的内聚力，降低聚氨酯胶与铝箔和尼龙分层剥离的情况，改善铝塑膜的耐深冲能力。

44、4.本发明制备得到的聚氨酯胶，加入了含苯基的多异氰酸酯，改善了聚氨酯胶的耐热性能，还改善了聚氨酯胶的防湿效果。

45、5.本发明制备得到的聚氨酯胶，自身性能良好，适合用于锂电池铝塑膜的粘结。