一种应用于动力电池的压敏胶及其制造方法与流程

本发明涉及胶黏剂，具体涉及一种应用于动力电池的压敏胶及其制造方法。

背景技术：

1、近年来，大力发展新能源汽车，取代传统燃油车，是实现可持续发展的重要手段，因此逐渐成为汽车行业的主流，新能源汽车的动力电池组是由单个电池组装形成，电池与电池之间需要使用压敏胶进行粘结固定，由于压敏胶施工相对简单，粘性强，因此常备用作动力电池的制作中。由于动力电池在充放电过程中存在发热现象，因此压敏胶需长期在相对较高的温度下工作，而且，动力电池的安全性事故中，有绝大比例是由于电池自燃导致的，因此，应用于动力电池的压敏胶应具有良好的耐高温性能和阻燃性能，避免在高温条件下压敏胶降解失粘，造成安全隐患，以及动力电池自燃迅速，对用于的生命安全存在巨大威胁。

2、目前市面上常用的压敏胶类型为丙烯酸酯类压敏胶，但丙烯酸酯类压敏胶的耐高温和阻燃性能均表现较差，实际应用还存在较大缺陷，申请号为cn202210792497.x的发明专利公开了一种含磷单体和环状单体接枝改性丙烯酸酯压敏胶及由其制备的高性能阻燃压敏胶黏剂，通过接枝共聚工艺，同时引入含磷单体和环状单体，制备具有良好基础阻燃效果的改性丙烯酸酯压敏胶，因此，可以通过优化丙烯酸酯的结构，增强丙烯酸酯压敏胶的阻燃等综合性能。

3、基于此，本发明提供了一种丙烯酸酯类压敏胶，具有良好的耐高温和阻燃性能，可直接应用于动力电池中。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种应用于动力电池的压敏胶及其制造方法，解决了丙烯酸酯压敏胶耐高温性能和阻燃性能较差的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种应用于动力电池的压敏胶，按重量份数计，包括以下原料：丙烯酸酯压敏胶液70-85份、改性无机颗粒6-8.5份、固化剂氮丙啶10-20份；

4、所述丙烯酸酯压敏胶液的制备方法包括以下步骤：

5、步骤一：向反应釜中倒入烯化聚醚醚酮和n,n-二甲基甲酰胺，搅拌至形成均匀溶液后，再加入丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸，通氮气保护，于75-80℃的温度环境中搅拌20-40min，形成单体反应液；

6、步骤二：将偶氮二异丁腈加入至单体反应液中，加毕，将反应釜温度升高至85-90℃，搅拌反应3-6h，待物料自然冷却后，出料，获得丙烯酸酯压敏胶液；

7、所述改性无机颗粒为表面接枝有阻燃剂包覆层的纳米氮化硼。

8、进一步地，步骤一中，所述烯化聚醚醚酮的制备方法如下所述：

9、将聚醚醚酮与n,n-二甲基乙酰胺搅拌混合均匀，通入氮气除氧，加入氯乙基异氰酸酯和四氯化锡，加毕，于60-65℃中保温搅拌12-18h后，继续加入甲基丙烯酸羟乙酯和有机锡催化剂混匀，将温度升高至70-75℃，保温搅拌4-6h后，倒入乙醇中沉淀，分离出固体物料，即可获得烯化聚醚醚酮。

10、进一步地，所述聚醚醚酮的分子量为4000。

11、进一步地，所述有机锡催化剂为辛酸亚锡或者二月桂酸二丁基锡中的任意一种。

12、通过采用上述技术方案，在四氯化锡的作用下，聚醚醚酮可以与氯乙基异氰酸酯发生付克烷基化反应，从而在聚醚醚酮结构中引入异氰酸酯基团，在有机锡催化剂的作用下，异氰酸酯基团可以与甲基丙烯酸羟乙酯结构中的羟基发生胺酯化反应，从而在聚醚醚酮结构中引入不饱和烯基官能团，制得烯化聚醚醚酮。

13、进一步地，所述改性无机颗粒的制备方法包括以下步骤：

14、步骤①：将羟基化氮化硼与1,4-二氧六环混合，形成均匀分散液，向分散液中加入3-异丙基-二甲基苄基异氰酸酯，加毕，通氮气保护，于80-90℃保温6-12h后，离心分离固体物料，获得氮化硼中间体；

15、步骤②：将氮化硼中间体与n,n-二甲基甲酰胺混合分散，加入含磷单体，在氮气保护下，将体系温度升高至90-100℃，保温搅拌12-16h后，出料，离心出固体产物，经洗涤和真空干燥处理，获得改性无机颗粒。

16、进一步地，步骤①中，所述羟基化氮化硼的制备方法具体为：将氮化硼与质量分数为30％的双氧水超声混合20-40min后，于80-85℃中搅拌1-2h后，升温至90-95℃，搅拌4-6h，再降温至80-85℃，保温8-12h，出料，过滤出固体，经洗涤和真空干燥，即可。

17、进一步地，所述氮化硼的平均粒径为50nm。

18、进一步地，步骤①中，所述羟基化氮化硼和3-异丙基-二甲基苄基异氰酸酯的质量比为1:0.4-0.5。

19、进一步地，步骤②中，所述含磷单体为亚磷酸二甲酯、亚磷酸二乙酯或者亚磷酸二苄酯中的任意一种。

20、通过采用上述技术方案，氮化硼经双氧水氧化处理后，表面富含羟基，可以与3-异丙基-二甲基苄基异氰酸酯结构中的异氰酸酯基团发生胺酯化反应，从而将不饱和烯基官能团修饰在氮化硼表面，制得氮化硼中间体，在高温条件下，不饱和烯基可以与含磷单体结构中的p-h键发生加成反应，从而在氮化硼表面修饰氮-磷协效阻燃剂包覆层，制得改性无机颗粒。

21、一种应用于动力电池的压敏胶的制造方法具体为：

22、第一步：准确称量70-85份丙烯酸酯压敏胶液、6-8.5份改性无机颗粒和固化剂氮丙啶10-20份，备用；

23、第二步：将丙烯酸酯压敏胶液和改性无机颗粒倒入行星搅拌机中，设置转速为500-1000r/min，搅拌30-60min后，加入固化剂氮丙啶，继续搅拌2-4h后，出料，即可获得压敏胶。

24、本发明的有益效果：

25、1)本发明通过制备烯化聚醚醚酮作为共聚物，与其他丙烯酸单体进行原位聚合，形成以聚醚醚酮为核心的交联状丙烯酸酯结构，以其为压敏胶的主要原料，可使压敏胶固化后交联密度得到有效提高，不仅有利于提高压敏胶的粘结强度，还能够通过抑制分子链的运动，增强压敏胶的耐高温性能。此外，聚醚醚酮结构中含有大量刚性苯环结构，可以表现出优异的耐高温性能，从而通过优化分子链的结构，进一步提高了压敏胶的耐高温性能。

26、2)本发明通过在纳米氮化硼表面接枝阻燃剂包覆层，制备改性无机颗粒，作为填料与丙烯酸酯压敏胶液进行混合，由于包覆层为有机物，相当于在氮化硼表面形成有机相结合层，可有效抑制氮化硼在丙烯酸酯压敏胶液中的团聚现象，促使其均匀分散，进而在压敏胶中形成导热通路，实现热量传导，有利于热量逸散，从而保障压敏胶在高温下的使用寿命。另外，阻燃剂包覆层中的氮-磷协效阻燃剂可有效增强压敏胶的阻燃性能，避免燃烧剧烈进行，从而使动力电池具有更高的安全性。

27、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

技术特征：

1.一种应用于动力电池的压敏胶，其特征在于，按重量份数计，包括以下原料：丙烯酸酯压敏胶液70-85份、改性无机颗粒6-10份、固化剂氮丙啶10-20份；

2.根据权利要求1所述的一种应用于动力电池的压敏胶，其特征在于，步骤一中，所述烯化聚醚醚酮的制备方法如下所述：

3.根据权利要求2所述的一种应用于动力电池的压敏胶，其特征在于，所述聚醚醚酮的分子量为4000。

4.根据权利要求2所述的一种应用于动力电池的压敏胶，其特征在于，所述有机锡催化剂为辛酸亚锡或者二月桂酸二丁基锡中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的一种应用于动力电池的压敏胶，其特征在于，所述改性无机颗粒的制备方法包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种应用于动力电池的压敏胶，其特征在于，步骤①中，所述羟基化氮化硼的制备方法具体为：将氮化硼与质量分数为30％的双氧水超声混合20-40min后，于80-85℃中搅拌1-2h后，升温至90-95℃，搅拌4-6h，再降温至80-85℃，保温8-12h，出料，过滤出固体，经洗涤和真空干燥，即可。

7.根据权利要求6所述的一种应用于动力电池的压敏胶，其特征在于，所述氮化硼的平均粒径为50nm。

8.根据权利要求5所述的一种应用于动力电池的压敏胶，其特征在于，步骤①中，所述羟基化氮化硼和3-异丙基-二甲基苄基异氰酸酯的质量比为1:0.4-0.5。

9.根据权利要求5所述的一种应用于动力电池的压敏胶，其特征在于，步骤②中，所述含磷单体为亚磷酸二甲酯、亚磷酸二乙酯或者亚磷酸二苄酯中的任意一种。

10.如权利要求1-9任意一项所述的一种应用于动力电池的压敏胶的制造方法，其特征在于，所述制造方法具体为：

技术总结
本发明涉及胶黏剂技术领域，公开了一种应用于动力电池的压敏胶及其制造方法，以丙烯酸酯压敏胶液、改性无机颗粒和固化剂氮丙啶为原料，经过混料工艺，即可制得压敏胶，通过制备烯化聚醚醚酮作为共聚物，与其他丙烯酸单体进行原位聚合，形成以聚醚醚酮为核心的交联状丙烯酸酯结构，以其为压敏胶的主要原料，可提高压敏胶的粘结强度和耐高温性能。此外，通过在纳米氮化硼表面接枝阻燃剂包覆层，制备改性无机颗粒，与丙烯酸酯压敏胶液进行混合，可增强压敏胶的阻燃性能，从而使动力电池具有更高的安全性。

技术研发人员：戴锦昌,耿超伟,戴祖强,谢东
受保护的技术使用者：东莞市欣美电子材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11