一种高粘接强度的耐电解液热熔胶及其制备方法与流程

本发明属于热熔胶粘胶，具体涉及一种高粘接强度的耐电解液热熔胶及其制备方法。

背景技术：

1、锂离子电池具有电压高、比能量高、循环使用次数多、存储时间长等优点，不仅在便携式电子设备上得到广泛应用，而且也广泛应用于电动汽车、电动自行车以及电动工具等大中型电动设备方面。近几年随着电动车的兴起，带动圆柱型锂离子电池在新能源电动车领域的广泛使用。而新能源电动车对锂离子电池使用寿命和安全性提出了更高的要求。其中，电池密封性的好坏，对电池的使用寿命和安全性的保障是至关重要的。目前，圆柱型锂离子电池通常采用机械封口方式，即靠机械外力将金属电池壳与电池盖紧密压封在一起，那么夹在金属电池壳与金属盖帽之间的塑料密封圈就成为保障电池密封性的关键零部件。但是，目前的密封圈无法在机械封口和电池滥用发热时增加电池密封性，不能有效防止因电解液泄露而造成的对线路板及电子元器件的腐蚀，容易导致电池内部发生短路。因此，目前迫切需要开发出一种结构简单且可以保证圆柱型锂离子电池壳与电池盖封口的密封性以及在电池滥用发热时增加电池密封性的技术，以有效防止因电解液泄露而造成的对线路板及电子元器件的腐蚀，避免电池内部发生短路，从而显著提升圆柱型锂离子电池的使用性能和安全性。

2、热熔胶因其具有100％固含量、无溶剂、环保无毒、快速固化的特点，在锂离子电池以及电子器件元件的封装中广泛应用。但是目前的聚烯烃热熔胶浸泡在电解液中存在对基材的粘接力下降以及气密性差的问题，因此，如何制备出一种具有高粘接强度的耐电解液热熔胶是关键。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于针对现有技术的聚烯烃热熔胶浸泡在电解液中存在对基材的粘接力下降以及气密性差的问题，而提出一种具有高粘接强度、表干时间短、气密性良好且耐电解液的热熔胶。

2、具体地，本发明所提供的高粘接强度的耐电解液热熔胶含有质量比为100:(5～400):(30～1200):(5～400):(0.1～200)的聚烯烃树脂、聚异丁烯橡胶、增粘树脂、蜡和硫化剂。

3、在一种优选的实施方式中，所述聚烯烃树脂的含量为5～60重量份，所述聚异丁烯橡胶的含量为5～20重量份，所述增粘树脂的含量为20～60重量份，所述蜡的含量为5～20重量份，所述硫化剂的含量为0.1～10重量份。

4、在一种优选的实施方式中，所述聚烯烃树脂为α-烯烃和环烯烃的均聚物及共聚物中的至少一种。

5、在一种优选的实施方式中，所述α-烯烃选自乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯和4-甲基-1-戊烯中的至少一种。

6、在一种优选的实施方式中，所述环烯烃为环丁烯、环戊烯和环己烯中的至少一种。

7、在一种优选的实施方式中，所述聚烯烃树脂的数均分子量为500～20000g/mol。

8、在一种优选的实施方式中，所述聚烯烃树脂的软化点为70℃～170℃。

9、在一种优选的实施方式中，所述聚异丁烯橡胶的数均分子量为10000～1000000g/mol。

10、在一种优选的实施方式中，所述增粘树脂选自c5石油树脂、c9石油树脂、双环戊二烯dcpd树脂、古马隆-茚树脂、苯乙烯系列树脂、缩合树脂、碳氢石油树脂和氢化石油树脂中的至少一种。

11、在一种优选的实施方式中，所述增粘树脂的软化点为100℃～140℃。

12、在一种优选的实施方式中，所述蜡选自石蜡、微晶蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡和沙索蜡中的至少一种。

13、在一种优选的实施方式中，所述蜡为聚乙烯蜡和聚丙烯蜡的混合物。

14、在一种优选的实施方式中，所述聚乙烯蜡和聚丙烯蜡的质量比为1:(0.3～0.5)。

15、在一种优选的实施方式中，所述聚丙烯蜡中至少含有酸酐改性聚丙烯蜡。

16、在一种优选的实施方式中，所述聚乙烯蜡中至少含有酸酐改性聚乙烯蜡。

17、在一种优选的实施方式中，所述蜡的软化点为120℃～170℃。

18、在一种优选的实施方式中，所述硫化剂选自硫黄、过氧化物、酚醛树脂和醌类中的至少一种。

19、在一种优选的实施方式中，所述硫化剂为过氧化物和酚醛树脂的混合物。

20、在一种优选的实施方式中，所述过氧化物和酚醛树脂的质量比为1:(0.5～1.5)。

21、本发明的目的之二在于还提供了上述高粘接强度的耐电解液热熔胶的制备方法，该方法包括以下步骤：

22、s1、将聚烯烃树脂、聚异丁烯橡胶、增粘树脂和蜡进行熔融混合得到预混物；

23、s2、将步骤s1所得的预混物和硫化剂进行硫化反应后，得到高粘接强度的耐电解液热熔胶。

24、在一种优选的实施方式中，所述熔融混合的条件包括温度为160～230℃，搅拌转速为300～500rpm，时间为1～5h。

25、在一种优选的实施方式中，所述硫化反应的条件包括温度为160～230℃，搅拌转速为300～500rpm，时间为1～2h。

26、本发明的目的之三在于还提供了上述高粘接强度的耐电解液热熔胶在锂离子电池壳与电池盖封装以及其他电子器件封装中的应用。

27、本发明的发明人经过广泛而深刻的研究后发现传统聚烯烃热熔胶耐电解液腐蚀性能差的主要原因在于：传统聚烯烃热熔胶主要是通过分子间的相互作用对基材形成一定的粘接力，当浸泡在电解液中后，聚烯烃热熔胶中的小分子聚合物就会随着电解液的侵蚀而大量析出，进而破坏了聚烯烃热熔胶的分子间作用力，造成对基材的粘接力急剧下降。

28、本发明的关键在于将聚异丁烯橡胶引入到聚烯烃热熔胶中，并加入硫化剂，使聚异丁烯分子间形成交联结构，进一步提高聚烯烃热熔胶的内聚力，同时由于聚异丁烯分子结构中存在大量的取代甲基，能够减弱热熔胶中分子间的链段运动，降低分子物质的扩散作用和气体渗透性，从而提高聚烯烃热熔胶对化学物质侵蚀作用的稳定性以及气密性。此外，在聚烯烃热熔胶体系中引入蜡，优选采用酸酐改性的聚乙烯蜡和聚丙烯蜡复配的方式，在改善热熔胶整体流动性的同时可以改善热熔胶对基材的润湿性，从而提高热熔胶的粘接强度。综上所述，本发明提供的高粘接强度的耐电解液热熔胶不仅对铜、铝等基材具有优异的粘接性能，而且还具有优异的耐电解液性能。此外，本发明提供的高粘接强度的耐电解液热熔胶表干时间短，有助于简化生产工艺和提高生产效率。综上所述，本发明提供了一种粘接强度高、表干时间短、气密性良好且耐电解液的聚烯烃热熔胶，可实现锂离子电池壳和电池盖的长期有效封装与粘接以及在其他电子器件封装中的应用。

技术特征：

1.一种高粘接强度的耐电解液热熔胶，其特征在于，所述高粘接强度的耐电解液热熔胶含有质量比为100:(5～400):(30～1200):(5～400):(0.1～200)的聚烯烃树脂、聚异丁烯橡胶、增粘树脂、蜡和硫化剂。

2.根据权利要求1所述的高粘接强度的耐电解液热熔胶，其特征在于，所述聚烯烃树脂的含量为5～60重量份，所述聚异丁烯橡胶的含量为5～20重量份，所述增粘树脂的含量为20～60重量份，所述蜡的含量为5～20重量份，所述硫化剂的含量为0.1～10重量份。

3.根据权利要求1所述的高粘接强度的耐电解液热熔胶，其特征在于，所述聚烯烃树脂为α-烯烃和环烯烃的均聚物及共聚物中的至少一种；

4.根据权利要求1所述的高粘接强度的耐电解液热熔胶，其特征在于，所述聚异丁烯橡胶的数均分子量为10000～1000000g/mol。

5.根据权利要求1所述的高粘接强度的耐电解液热熔胶，其特征在于，所述增粘树脂选自c5石油树脂、c9石油树脂、双环戊二烯dcpd树脂、古马隆-茚树脂、苯乙烯系列树脂、缩合树脂、碳氢石油树脂和氢化石油树脂中的至少一种；优选地，所述增粘树脂的软化点为100℃～140℃。

6.根据权利要求1所述的高粘接强度的耐电解液热熔胶，其特征在于，所述蜡选自石蜡、微晶蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡和沙索蜡中的至少一种；

7.根据权利要求1所述的高粘接强度的耐电解液热熔胶，其特征在于，所述硫化剂选自硫黄、过氧化物、酚醛树脂和醌类中的至少一种；

8.权利要求1～7中任意一项所述的高粘接强度的耐电解液热熔胶的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的高粘接强度的耐电解液热熔胶的制备方法，其特征在于，所述熔融混合的条件包括温度为160～230℃，搅拌转速为300～500rpm，时间为1～5h；所述硫化反应的条件包括温度为160～230℃，搅拌转速为300～500rpm，时间为1～2h。

10.权利要求1～7中任意一项所述的高粘接强度的耐电解液热熔胶在锂离子电池壳与电池盖封装以及其他电子器件封装中的应用。

技术总结
本发明属于热熔胶粘胶技术领域，具体涉及一种高粘接强度的耐电解液热熔胶及其制备方法。所述高粘接强度的耐电解液热熔胶含有质量比为100:(5～400):(30～1200):(5～400):(0.1～200)的聚烯烃树脂、聚异丁烯橡胶、增粘树脂、蜡和硫化剂。本发明的关键在于将分子结构中具有大量取代甲基的聚异丁烯橡胶引入到聚烯烃热熔胶中，并加入硫化剂，使聚异丁烯分子间形成交联结构，降低热熔胶分子物质的扩散作用和气体渗透性，从而提高聚烯烃热熔胶的耐电解液腐蚀性能以及气密性。此外，将复配蜡引入热熔胶体系，可以提高对基材的粘接强度。由此获得一种兼具粘接强度高、表干时间短、气密性良好且耐电解液的聚烯烃热熔胶。

技术研发人员：魏丹丹,宋亮
受保护的技术使用者：韦尔通科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17