应用于锂电池的纳米绝缘水性涂料及其制备方法与流程

本发明属于水性涂料，具体涉及应用于锂电池的纳米绝缘水性涂料及其制备方法。

背景技术：

1、环氧树脂与酚醛树脂和不饱和聚酯被统称为三大热固性树脂。相比较而言，环氧树脂以其结构不同可以分成不同种类，相互之间性能各异，而应用于不同的领域，并且搭配不同的固化剂，可以获得多种多样的组合，从而获得性能各异的固化物体系。其中，双酚a型环氧树脂独特的分子结构赋予了其固化产物具有优良的性能，分子链中的双酚a骨架、亚甲基链、线型聚醚以及有规律相距较远的羟基，为环氧树脂提供了较高的强度、耐热性、柔韧性、耐腐蚀性、反应活性和粘结性能。双酚f环氧树脂，又称双酚f二缩水甘油醚，简称bpf树脂，是由苯酚与甲醛在酸性催化下反应生成双酚f，再与环氧氯丙烷在氢氧化钠存在下进行缩聚反应制得。双酚f型环氧树脂的特点是黏度小，不到双酚a型环氧树脂黏度的1/3，对纤维的浸渍性好，其固化物的性能与双酚a型环氧树脂几乎相同，但耐热性稍低而耐腐蚀性稍优。

2、水性环氧涂料是以水为溶剂或分散介质的涂料，水性环氧涂料与传统的有机溶剂型涂料相比，具有较低的 voc(挥发性有机物)含量，可以有效降低有害气体的排放，对环境友好；同时，水性环氧涂料不含苯、酚、重金属等有毒物质，完全符合国家的环保要求；但是水性环氧涂料存在稳定性一般、对底材有侵蚀、粘度大不利于施工等问题亟待解决。

技术实现思路

1、本发明提供应用于锂电池的纳米绝缘水性涂料及其制备方法，解决水性环氧树脂稳定性一般、粘度大、施工不方便等技术问题，并进一步提高环氧树脂的电绝缘性能。

2、本发明的内容包括：

3、应用于锂电池的纳米绝缘水性涂料，按质量份数计含如下组分：水性环氧树脂40-60份、聚丙烯酸酯5-10份、固化剂2-8份、水15-20份、纳米氧化铝5-10份、颜料5-10份、分散剂1-5份、消泡剂0.5-1份、流平剂0.5-1份；所述水性环氧树脂包括粘度为100-300mpa·s的双酚f型环氧树脂10-20份，粘度为8000-10000mpa·s的双酚a型环氧树脂30-40份。

4、进一步的，所述应用于锂电池的纳米绝缘水性涂料，按质量份数计含如下组分：水性环氧树脂50份、聚丙烯酸酯6份、固化剂6份、水20份、纳米氧化铝8份、颜料6份、分散剂2份、消泡剂1份、流平剂1份；所述水性环氧树脂包括粘度为100-300mpa·s的双酚f型环氧树脂15份，粘度为8000-10000mpa·s的双酚a型环氧树脂35份。

5、进一步的，所述纳米氧化铝为800目、1200目、1600目氧化铝中的一种或多种，纳米氧化铝晶型是α-al2o3。

6、进一步的，所述流平剂为为氟碳流平剂。

7、进一步的，所述固化剂为三氟化硼乙酸络合物。

8、进一步的，所述分散剂为聚丙烯酰胺分散剂。

9、应用于锂电池的纳米绝缘水性涂料的制备方法，包括如下步骤：

10、s1：按照配方比例称取原料，先加入双酚a型环氧树脂、聚丙烯酸酯、水、纳米氧化铝，低速搅拌一段时间；

11、s2：研磨机研磨一段时间；

12、s3：研磨完成后，加入双酚f型环氧树脂、固化剂、流平剂、消泡剂和分散剂，搅拌，即得应用于锂电池的纳米绝缘水性涂料。

13、进一步的，所述s1中低速搅拌一段时间条件为搅拌速度400r/min搅拌20min。

14、进一步的，所述s2中研磨一段时间为研磨3h。

15、进一步的，所述s3搅拌条件为高速搅拌800r/min，搅拌时间5min，然后低速搅拌400r/min，搅拌时间20min。

16、本发明的有益效果是：

17、（1）选择黏度不同的两种环氧树脂，双酚a型环氧树脂和双酚f型环氧树脂按照一定比例进行混合，可以提高对底材的包裹性，有利于形成稳定、光滑平整的涂层，进而提高涂料的绝缘性能，本申请的涂料适合应用于锂电池的绝缘耐压材料方面；

18、（2）氧化铝可以提升涂层的绝缘性能，但氧化铝的莫氏硬度较高，会存在金属颗粒残留，进而影响涂层的附着力、绝缘性能，选择多种不同粒径的纳米氧化铝进行混合填充，获得涂层附着力、绝缘性能较好；

19、（3）提高涂料体系中纳米粒子的含量可以降低树脂的玻璃化转变的温度，可以降低固化剂的用量。

技术特征：

1.应用于锂电池的纳米绝缘水性涂料，其特征是，按质量份数计含如下组分：水性环氧树脂40-60份、聚丙烯酸酯5-10份、固化剂2-8份、水15-20份、纳米氧化铝5-10份、颜料5-10份、分散剂1-5份、消泡剂0.5-1份、流平剂0.5-1份；所述水性环氧树脂包括粘度为100-300mpa·s的双酚f型环氧树脂10-20份，粘度为8000-10000mpa·s的双酚a型环氧树脂30-40份。

2.如权利要求1所述的应用于锂电池的纳米绝缘水性涂料，其特征是，按质量份数计含如下组分：水性环氧树脂50份、聚丙烯酸酯6份、固化剂6份、水20份、纳米氧化铝8份、颜料6份、分散剂2份、消泡剂1份、流平剂1份；所述水性环氧树脂包括粘度为100-300mpa·s的双酚f型环氧树脂15份，粘度为8000-10000mpa·s的双酚a型环氧树脂35份。

3.如权利要求1所述的应用于锂电池的纳米绝缘水性涂料，其特征是，所述纳米氧化铝为800目、1200目、1600目氧化铝中的一种或多种，纳米氧化铝晶型是α-al2o3。

4.如权利要求1-3任一项所述的应用于锂电池的纳米绝缘水性涂料，其特征是，所述流平剂为为氟碳流平剂。

5.如权利要求1-3任一项所述的应用于锂电池的纳米绝缘水性涂料，其特征是，所述固化剂为三氟化硼乙酸络合物。

6.如权利要求1-3任一项所述的应用于锂电池的纳米绝缘水性涂料，其特征是，所述分散剂为聚丙烯酰胺分散剂。

7.如权利要求1-6任一项所述的应用于锂电池的纳米绝缘水性涂料的制备方法，其特征是，包括如下步骤：

8.如权利要求7所述的应用于锂电池的纳米绝缘水性涂料的制备方法，其特征是，所述s1中低速搅拌一段时间条件为搅拌速度400r/min搅拌20min。

9.如权利要求7所述的应用于锂电池的纳米绝缘水性涂料的制备方法，其特征是，所述s2中研磨一段时间为研磨3h。

10.如权利要求7所述的应用于锂电池的纳米绝缘水性涂料的制备方法，其特征是，所述s3搅拌条件为高速搅拌800r/min，搅拌时间5min，然后低速搅拌400r/min，搅拌时间20min。

技术总结
本申请涉及应用于锂电池的纳米绝缘水性涂料及其制备方法，按质量份数计含如下组分：水性环氧树脂40‑60份、聚丙烯酸酯5‑10份、固化剂2‑8份、水15‑20份、纳米氧化铝5‑10份、颜料5‑10份、分散剂1‑5份、消泡剂0.5‑1份、流平剂0.5‑1份；所述水性环氧树脂包括粘度为100‑300mPa·s的双酚F型环氧树脂10‑20份，粘度为8000‑10000mPa·s的双酚A型环氧树脂30‑40份；通过上述配方和一定的制备方法获得的涂料涂层附着力好、耐酸碱性好，尤其绝缘性良好。

技术研发人员：刘骏,蔡璐,曾妮,余航,梁成桂,王飞
受保护的技术使用者：湖南太子化工涂料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8