一种锂电池用PI基材热熔单面胶带及其制备方法与流程

一种锂电池用pi基材热熔单面胶带及其制备方法
技术领域
[0001]
本发明涉及胶黏剂技术领域，尤其涉及一种锂电池用pi基材热熔单面胶带及其制备方法。


背景技术：

[0002]
锂离子电池是一种可充电电池，由于其工作电压高、体积小、质量轻、能量高、无记忆效应、自放电小、循环寿命长等优点，广泛应用于手机、笔记本等便携式领域。另由于锂离子电池中不含有重金属铬，与镍铬电池相比，大大减少了对环境的污染。
[0003]
锂电池电芯内部如极片绝缘保护、卷绕终止保护、底部绝缘固定一般采用单面终止胶带粘接，终止胶带大都采用pet基材，涂布加入色浆的丙烯酸压敏胶，丙烯酸胶水具有常温粘性适中，贴附性好，价格低廉等优势。同时现有的终止胶水存在着泡电解液后粘性减弱，降低锂电池抗跌落性能，颜料加入到胶水体系中，长期浸泡有析出的风险。


技术实现要素：

[0004]
本发明针对现有锂电池用终止胶带存在的不足，提供一种锂电池用pi基材热熔单面胶带，从上到下依次为热熔压敏胶层、pi基材层和离型涂层，热熔压敏胶层的厚度为4～20μm，按重量份计，包括如下组分：苯乙烯嵌段共聚物10～20份、氢化苯乙烯嵌段共聚物10～20份、氢化石油树脂30～50份、聚羟基烯烃低聚物5～10份、抗氧剂1～2份和交联剂1.8～3.6份；所述pi基材层为金黄色双向拉伸pi膜，厚度为5～20μm；离型涂层为无硅离型涂层。
[0005]
其中所述苯乙烯嵌段共聚物为苯乙烯-聚异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(sis)、苯乙烯-聚丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(sbs)的一种或二者的复配，其中苯乙烯含量为13～30％，作为优选的苯乙烯嵌段共聚物具体例，可选自瑞翁株式会社生产的quintac(sis)系列，科腾聚合物公司生产的karton d(sis、sbs)系列。
[0006]
进一步，所述氢化苯乙烯嵌段共聚物为氢化苯乙烯-聚异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(seps)、氢化苯乙烯-聚丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(sebs)、马来酸酐改性氢化苯乙烯-聚丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(sebs-mah)的一种、任意两种的复配、任意三种的复配，作为优选的苯乙烯嵌段共聚物具体例，可选自科腾聚合物公司生产的karton g聚合物和karton fg聚合物系列，旭化成株式会社tuftec(sebs)系列聚合物。
[0007]
进一步，所述氢化石油树脂为软化点为80～140℃的氢化石油树脂，作为优选软化点为90～125℃，可选自美国伊士曼eastotac系列，荒川化学工业株式会社生产的arkon系列，美国伊士曼eastotac系列，台湾联超fuclear系列。
[0008]
进一步，所述聚羟基烯烃低聚物，主链为饱和烃骨架，具有多个羟基，分子量范围1000～3000，作为优选的聚羟基烯烃低聚物，可选自三菱化学株式会社生产的polytail等。
[0009]
进一步，所述的交联剂为甲苯二异氰酸酯-三羟甲基丙烷(tdi-tmp)，可选用的有拜耳公司desmodur l75固化剂。
[0010]
进一步，本发明所优选的有机溶剂，是使上述各组分溶解或分散，且具有合适的挥
发性、应使用聚氨酯级溶剂(水含量低于0.05％，无羟基或氨基活性基团)，且溶剂内不应含有能与本品反应的基团。具体可列举甲苯、正己烷、二甲苯、环己烷、甲基环己烷、乙基环己烷与甲基乙基酮等。
[0011]
本发明的有益效果是：(1)使用耐电解液合成橡胶型胶水，泡电解液后粘接强度高；(2)使用本体具有颜色的金黄色pi基材膜，胶水终不添加颜料，避免胶带长期使用后析出脱色的风险；(3)使用无硅离型剂，附着力增加，解卷力适中，适合自动化使用。
[0012]
上述锂电池锂电池用pi基材热熔单面胶带的制备方法如下：
[0013]
(1)按重量份数称取热熔压敏胶的原料，用溶剂溶解，配制成固含量为20～30wt％的热熔压敏胶组合物；
[0014]
(2)将热熔压敏胶组合物加入到转移式涂布机中，同时将单面离型膜放置于转移式涂布机的放卷单元，在单面离型膜的离型面涂布热熔胶水，经过烘道烘干，烘道的温度设置为80～110℃，干燥3～5min；
[0015]
(3)将做好无硅离型的pi基材膜放入到机尾第二放卷单元，非离型面涂胶面朝上，电晕机单面电晕，将步骤2)烘干的胶水复合到pi基材表面，复合辊温度80～100℃、复合压力0.5～0.6mpa，收卷得半成品；
[0016]
(4)将半成品放入熟化车间，40～60℃熟化48h后取出，复卷剥离单面离型膜，收卷成pi热熔单面胶带，按用户使用宽度分切即得到成品。
具体实施方式
[0017]
以下结合实例对本发明进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0018]
实施例1
[0019]
一种锂电池用pi基材热熔单面胶带的制备方法，其步骤为：
[0020]
1、在装有油浴加热装置、冷凝器和搅拌装置的100l玻璃反应釜中中，加入37.5kg作为溶剂的甲苯/甲基乙基酮＝90/10，开启油浴加热循环装置，设定油浴温度为70℃，逐步加入3.125kg苯乙烯嵌段共聚物弹性体，瑞翁株式会社生产的quintac3421(sis类，苯乙烯含量14wt％)；氢化苯乙烯嵌段共聚物弹性体，3.125kg科腾聚合物生产的karton g1657(sebs类，苯乙烯含量13wt％)；5kg氢化石油树脂，伊士曼生产的eastotac c-100w；聚羟基烯烃低聚物，1.25kg三菱化学株式会社生产的polytail h(分子量2700，羟值45～50mgkoh/g)；0.125kg抗氧剂，巴斯夫生产的irganoxb215；在内温70℃条件下，搅拌2小时，得到粘合剂组合物；
[0021]
2、将上述组合物冷却到室温，边搅拌边加入0.6kg作为多官能异氰酸酯的拜耳公司生产的desmodurl75固化剂，得到热熔压敏胶组合物，固含量为25％；
[0022]
3、将热熔压敏胶组合物加入到转移式涂布机中，同时将单面离型膜放置于转移式涂布机的放卷单元，在单面离型膜的离型面涂布热熔压敏胶组合物，经过烘道烘干，烘道的温度设置为80～110℃，干燥3～5min，干胶厚度4μm；
[0023]
4、将做好无硅离型的pi基材膜(厚度12μm)放入到机尾第二放卷单元，非离型涂胶面朝上，电晕机单面电晕，将烘干的胶水复合到pi基材表面，复合辊温度80～100℃、复合压力0.5～0.6mpa，收卷得半成品，厚度为16μm；
[0024]
5、将半成品放入熟化车间，40～60℃熟化48h后取出，复卷剥离单面离型膜，收卷成pi热熔单面胶带，按用户使用宽度分切即得到成品。
[0025]
实施例2中pi基材替换为8μm厚度膜，其它均与实施例1相同。
[0026]
实施例3中涂布干胶厚度改为8μm，其它均与实施例1相同。
[0027]
实施例4中苯乙烯嵌段共聚物quintac3421替换为karton d1101，其它均与实施例1相同。
[0028]
实施例5中氢化苯乙烯嵌段共聚物弹性体karton g1657替代为karton fg 1901x，其它均与实施例1相同。
[0029]
实施例6中聚羟基烯烃低聚物polytail h替换为polytail ha(分子量2000)，其它均与实施例1相同。
[0030]
实施例7中氢化石油树脂eastotac c-100w替换为荒川化学工业株式会社生产的arkon p-90，其它均与实施例1相同。
[0031]
对比例1
[0032]
一种热熔单面胶带的制备方法，与对比例1的区别仅为不加入聚羟基烯烃低聚物和多官能团异氰酸酯交联剂。
[0033]
采用下述方法测试实施例1-7以及对比例1所得热熔胶的粘合强度：
[0034]
1)按照国家标准gb/t 2792-2014所述方法进行pi热熔单面胶带的剥离强度测试；
[0035]
2)热压后剥离强度测试：pi热熔单面胶带粘接12μm厚度铝箔、用0.5～1.0mpa的面压压力，75～85℃热压60min，冷却到常温后按照国家标准gb/t 2792-2014所述方法进行剥离强度测试；
[0036]
3)热压后浸泡电解液剥离强度测试：按照2)做好测试样件浸泡于锂电池电解液，电解液质量配比如下：ec/pc/dec/ep＝30/10/30/30，1m lipf6锂盐质量比按12.5％计算，85℃6h以上，冷却到常温后按照国家标准gb/t2792-2014所述方法进行剥离强度测试；
[0037]
4)电解液浸泡颜色测试：浸泡电解液80～90℃6h以上，(胶带和电解液质量比例为1:20～100)观察电解液颜色变化。
[0038]
表1.实施例1-7与对比例1所得热熔胶性能对比
[0039]
[0040][0041]
从表1所示的结果可以看出，本发明提供的pi基材热熔单面胶带对锂电池电芯粘接性能较好，耐电解液腐蚀，且不与电解液起化学反应，具有产业利用的可行性。
[0042]
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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