一种可常温储存的气凝胶封装胶膜及其制备和应用的制作方法

本发明属于电池，具体涉及一种可常温储存的气凝胶封装胶膜及其制备和应用。

背景技术：

1、随着全球节能减排要求的不断升级，新能源汽车所占市场份额逐渐提高。目前，新能源汽车动力系统主要来源的锂离子电池，经过多年的发展，已经得到显著的提高，但在条件下，仍然存在爆燃风险，电池“热失控”引发电动汽车起火和爆炸的事故屡见不鲜。

2、气凝胶隔热片是一种分散介质为气体的多孔性固体材料，具有导热系数低、保温效果好、a级防火、质量轻等特点。近年来，动力电池用隔热材料气凝胶材料开始应用在动力电池防火保温领域。被认为是目前可应用于新能源汽车动力电池用隔热材料及动力电池薄的保温隔热材料。在电芯出现热失控的情况下可有效抑止热扩散，另一方面，有效降低低温环境电池性能衰减，同时为有限的电池包节省更多空间。气凝胶隔热垫作为电芯之间的动力电池用隔热材料，以降低新能源汽车燃烧风险，提高驾驶性。

3、气凝胶隔热垫是由气凝胶隔热片与两片封装胶膜复合后的产品，为了防止气凝胶隔热片在汽车运行过程中脱落或掉粉，保证气凝胶隔热片在电池包中的使用寿命且保证气凝胶装配过程安全性。要求封装胶膜不仅具备优异的阻燃性能，同时具有较高的粘结力和机械性能，以及具有一定的耐温性。

4、现有技术中，常采用环氧类胶粘剂作为封装胶膜的胶层。环氧树脂是指分子中含有两个或两个以上环氧基团的一类高分子化合物，可与胺、咪唑、酸酐、酚醛树脂等各类固化剂配合使用形成三维网状固化物。环氧类胶粘剂主要由环氧树脂和固化剂两大部分组成。为改善某些性能，满足不同用途还可以加入增韧剂等助剂。由于环氧胶粘剂的粘接强度高、通用性强，在汽车、机械、化工以及日常生活等领域得到广泛的应用。

5、环氧胶粘剂储存的关键要求主要有两点，一是密封储存，二是低温储存。为什么需要低温密封储存呢？这与环氧胶粘剂成分中的固化剂有直接的关系。固化剂在胶粘剂产品应用过程起到非常重要的作用，如果固化剂受到污染或其它影响，均会导致产品使用异常。环氧胶粘剂固化剂为胺类固化剂，密封存储目的是防止与空气中的湿气或水气接触发生反应；低温存储目的是维持固化剂的稳定性，因为高温下，固化剂容易挥发出胺类气体，降低固化剂的活性，所以环氧粘接胶存储条件要特别注意。相对于热固性丙烯酸树脂，环氧胶黏剂的储存问题对厂商的生产能耗、操作方便性以及生产成本造成一定程度的冲击与影响。

6、因此，需要提供一种能够常温储存的的封装胶膜，以降低能耗和成本。

技术实现思路

1、本发明旨在解决上述问题，提供了一种可常温储存的气凝胶封装胶膜，在具有较高的粘结性、阻燃性的同时，能够节省储存能耗，降低生产成本。

2、按照本发明的技术方案，所述可常温储存的气凝胶封装胶膜，包括依次叠层设置的基材层、胶层和离型材层；

3、按质量份数计，所述胶层按包含以下原料：

4、

5、本技术胶层中采用丙烯酸酯类聚合物，以丙烯酸酯类单体(丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯和甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯等)为基本成分，经固化剂交联成网络结构，由于反应放热快，常温即可反应完全，其固化剂反应速度快，明显优于环氧类胶粘剂；固化形成网络结构，使产品的机械性能、耐化学品性能大大提高。

6、进一步的，所述基材层的材质为pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)或pi(聚酰亚胺)，其颜色可以为黑色、白色、透明、黄色等，基材层的厚度为12～100um。

7、进一步的，所述胶层的厚度为10～50um，其粘着力为8-20n/25mm，剪切强度0.8-1.6mpa，阻燃等级满足vtm-0要求。

8、进一步的，所述离型材层的厚度为19～75μm，离型力为5～15g/25mm，残接为＞85％。

9、进一步的，按质量份数计，所述丙烯酸酯类聚合物包括以下原料：60～95份软单体，0～2份硬单体，5～30份功能单体，0.2～0.6份引发剂；丙烯酸酯类聚合物的固含量为30％左右(如28～32％)，溶剂为有机溶剂，所述有机溶剂选自甲苯、乙酸乙酯和丁酮中的一种或多种。

10、进一步的，所述软单体选自丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸正丙酯和丙烯酸异丁酯中的任意一种或至少两种的组合；

11、所述硬单体选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、苯乙烯、丙烯酰胺、n-羟甲基丙烯酰胺和丙烯酸中的任意一种或至少两种的组合；

12、所述功能单体选自丙烯酸羟乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟丙酯和丙烯腈中的任意一种或至少两种的组合；

13、所述引发剂为偶氮二异丁腈和/或过氧化二苯甲酰。

14、进一步的，所述丙烯酸酯类聚合物其制备方法如下，在保护气氛下，将60～95质量份软单体、0～2质量份硬单体和5～30质量份功能单体混合；加热至60～75℃，加入引发剂溶液40％的量引发开始后计时2～3h；第二次加入引发剂溶液30％的量，升温至75～80℃，反应3h；第三次加入引发剂溶液30％的量，升温至80～85℃，回流反应3h；降温至50℃出料。其中，引发剂总质量份数为0.2～0.6份。

15、具体的，可以在装有冷凝器，搅拌桨、温度计的反应器中进行搅拌混合，搅拌速率为80-100r/min，时间为20-40min。保护气氛可以采用氮气、氦气或氩气中的一种或多种；优选为氮气，其气流量为0.15-0.25ml/min，优选为0.2ml/min。

16、进一步的，所述增粘树脂可以是松香树脂、松香树脂衍生物、萜烯树脂、萜烯酚醛树脂、苯乙烯萜烯树脂和石油树脂(c5、c9和c5/c9共聚石油树脂)以及石油饱和树脂等。

17、进一步的，所述固化剂选自二异氰酸酯、多异氰酸酯、改性多异氰酸酯、环氧化合物、改性环氧化合物、吡啶及其衍生物、咪唑及其衍生物、酰肼类、胺类和金属盐螯合物类中的任意一种或至少两种的组合。

18、优选的，所述固化剂选自改性多异氰酸酯、环氧化合物、金属螯合物中的任意一种或至少两种的混合物；进一步优选为异氰酸酯类固化剂，可以选择浙江安佐化学、型号h005的固化剂。

19、进一步的，所述阻燃剂选自磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、硅系阻燃剂、金属氢氧化物阻燃剂、金属氧化物阻燃剂、阻燃型丙烯酸树脂和金属硼化物阻燃剂中的任意一种或至少两种的组合。优选型号f053阻燃剂，购自广州岭星新材料公司。

20、进一步的，所述抗氧化剂选自茶多酚抗氧化剂、维生素e抗氧化剂、类黄酮抗氧化剂、丁基化羟基苯甲醚抗氧化剂、丁基化羟基甲苯抗氧化剂和叔丁基氢醌抗氧化剂中的任意一种或至少两种的组合。

21、进一步的，所述无机填料选自碳酸钙、高岭土、瓷土、滑石粉、云母粉、二氧化钛、石墨粉、碳纳米管、石墨烯中的任意一种或者至少两种的混合物。在发明的一实施例中，无机填料采用的是碳酸钙。

22、本发明的第二方面提供了上述可常温储存的气凝胶封装胶膜的制备方法，包括以下步骤

23、s1：按重量份计，将100份丙烯酸酯类聚合物、10～25份增粘树脂、0.1～2份固化剂、5～45份阻燃剂、1～5份抗氧化剂和1～10份无机填料混合，得到成品胶水；

24、s2：将所述成品胶水涂布在基材层的表面，烘干后贴合离型材层，得到所述可常温储存的气凝胶封装胶膜。

25、进一步的，所述步骤s2中，烘箱温度80-100℃，时间5-8min

26、本发明的第三方面提供了一种气凝胶隔热片，采用上述可常温储存的气凝胶封装胶膜进行封装。将该封装胶膜用于气凝胶隔热片，可以保证其在电池包中的使用寿命且保证气凝胶隔热片装配过程安全性，可以用于汽车动力电池等领域。

27、本发明的技术方案相比现有技术具有以下优点：本发明采用丙烯酸酯类聚合物制备胶层，不仅具备环氧类胶粘剂较高的粘结性、阻燃性，同时交联固化反应速度快，受环境温度影响小等特点，可以实现常温存储；从而弥补了环氧类胶粘剂低温储存的短板，节省了储存能耗，达到了降低生产成本的目的。