一种基于含硅材料的表面耐电解液腐蚀铝塑膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于含硅材料的表面耐电解液腐蚀铝塑膜的制备方法，通过在尼龙层上表面引入聚硅氧烷组分，以提升铝塑膜的表面耐电解液腐蚀性、赋予锂电池更高的安全性，同时借助聚硅氧烷的链柔性及其润滑效果保证铝塑膜的冷冲压成型性。膜的冷冲压成型性。膜的冷冲压成型性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于含硅材料的表面耐电解液腐蚀铝塑膜的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种复合软包装膜，具体涉及一种基于含硅材料的表面耐电解液腐蚀铝塑膜的制备方法。

技术介绍

[0002]随着电子行业的迅速发展，传统电子设备、新型可穿戴电子产品乃至电动汽车遍及人们的日常。高比能、低污染、低损耗的锂离子电池也随之成为发展最快、前景最好的二次电池。锂离子电池的外包装种类繁多，根据材质可以分为钢壳、铝壳和软包装铝塑膜三类，其中高强度且密封的金属外壳在遭遇内部短路等问题时极易发生爆炸，相对的，强度较低的铝塑膜安全性更高，同时也增加了电池的可塑性。
[0003]铝塑膜是一种由塑料薄膜、铝箔和胶粘剂组成的复合材料，其性能的优劣直接影响到电池的寿命。软包锂离子电池的电解液由碳酸酯类溶剂和锂盐组成，拥有强极性和强渗透性，其中最为常用的六氟磷酸锂(LiPF6)极易水解生成强腐蚀性的氢氟酸。常规铝塑膜以尼龙层作外表面，极易被电解液腐蚀，在表面生成白斑，这不仅影响锂电池的外观，还会带来蚀穿阻隔层的风险，进而导致内容物渗漏、金属电极与铝箔层接触短路等一系列问题。
[0004]目前行业内的主流做法是在尼龙层表面复合一层PET薄膜，借助PET的低极性、低吸水率以及优异的耐化学性提升铝塑膜表面的耐电解液腐蚀性。但PET对电解液的阻隔性能始终有限，且其分子链具备刚性，一定程度上降低了材料韧性，对铝塑膜的冷冲压成型性产生不良影响。
[0005]因此，如何既保证铝塑膜的性能又提升铝塑膜表面耐电解液腐蚀性是本领域技术人员一直致力于研究的方向之一。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是为了解决上述现有技术中存在的问题而提供一种基于含硅材料的表面耐电解液腐蚀铝塑膜的制备方法，提升铝塑膜表面耐电解液腐蚀性的同时确保原本的冲深性能。
[0007]本专利技术的目的是这样实现的：
[0008]本专利技术的一种基于含硅材料的表面耐电解液腐蚀铝塑膜的制备方法，所述铝塑膜从上至下包括尼龙层、铝箔层和聚丙烯层，所述尼龙层通过胶粘剂贴合于所述铝箔层的上表面得到第一半成品膜，在所述第一半成品膜尼龙层的上表面设置一层含硅材料层，包括以下步骤：
[0009](1)按照以下组分及其质量份数准备原料：
[0010][0011](2)利用有机溶剂分别将主体树脂稀释至固含量为20％～40％的主体树脂溶液和将含硅聚合物稀释至固含量为35％～45％的含硅聚合物溶液；
[0012](3)伴随搅拌，将含硅聚合物溶液按一定配比加入到主体树脂溶液中，继续搅拌10min，搅拌速度450～500r/min，然后将上述混合溶液通过过滤器，滤除固体杂质，过滤器截留粒径≤0.8μm，得到预混溶液；
[0013](4)伴随搅拌，将固化剂按配比加入步骤(3)值得的预混溶液中，搅拌10min，得到含硅胶粘剂溶液；
[0014](5)采用辊涂的方式将配制好的含硅胶粘剂溶液涂覆在所述第一半成品膜尼龙层的上表面，涂布量为10～20g/m2，固化后得到第二半成品膜，其中，固化温度为60～90℃，固化时间为1～7d。
[0015]上述的制备方法中，所述主体树脂为二元醇封端的、含有芳香结构的共聚聚酯，选自聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯。
[0016]上述的制备方法中，所述含硅聚合物为含有硅氧烷成分的聚合物，同时所述含硅聚合物链末端具有羟基或胺基活性基团。
[0017]优选地，所述含硅聚合物选自式1或式2所示结构的α,ω
‑
二羟基聚二甲基硅氧烷，式3所示结构的α,ω
‑
二胺基聚二甲基硅氧烷，式4所示结构的侧基羟基化的聚甲基硅氧烷，式5所示结构的侧基胺基化的聚甲基硅氧烷，式6或式7所示结构的侧基为端羟基聚二甲基硅氧烷的聚丙烯酸酯，式8所示结构的侧基为端胺基聚二甲基硅氧烷的聚丙烯酸酯，式9或式10所示结构的侧基为端羟基聚二甲基硅氧烷的甲基丙烯酸酯，以及式11所示结构的侧基为端胺基聚二甲基硅氧烷的甲基丙烯酸酯中的一种，式1至式11所示结构如下：
[0018][0019]其中，R0～R
13
各自独立选自C2～C8烷基，重复单元数m各自独立地选自5～20，重复单元数n各自独立地选自5～15，重复单元数x各自独立地选自5～10，重复单元数y各自独立地选自5～10。
[0020]上述的制备方法中，所述固化剂为多官能度异氰酸酯预聚物。
[0021]优选地，所述固化剂选自六亚甲基二异氰酸酯预聚物、异佛尔酮二异氰酸酯预聚物、二苯基甲烷二异氰酸酯预聚物或甲苯二异氰酸酯预聚物。
[0022]上述的制备方法中，所述有机溶剂为不含活泼氢的非质子溶剂。
[0023]优选地，所述有机溶剂选自乙酸乙酯、N,N
‑
二甲基甲酰胺、甲苯、丙酮和丁酮中的至少一种。
[0024]上述的制备方法中，将步骤(5)制得的第二半成品膜铝箔层的下表面通过胶粘剂与聚丙烯层贴合得成品膜。
[0025]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0026]本专利技术通过在尼龙层上表面引入聚硅氧烷组分，以提升铝塑膜的表面耐电解液腐蚀性、赋予锂电池更高的安全性，同时借助聚硅氧烷的链柔性及其润滑效果保证铝塑膜的冷冲压成型性。
附图说明
[0027]图1是本专利技术基于含硅材料的表面耐电解液腐蚀铝塑膜结构示意图。
[0028]图2是本专利技术铝塑膜含硅材料层的结构示意图。
[0029]图3是对比例1中以聚酯交联层作外层材料的铝塑膜结构示意图。
[0030]图4是对比例2中以聚酯成品膜作外层材料的铝塑膜结构示意图。
[0031]图5是对比例3中以尼龙层作外层材料的铝塑膜结构示意图。
具体实施方式
[0032]下面将结合实施例，对本专利技术作进一步说明。应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
[0033]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0034]如图1所示，铝塑膜从上至下包括尼龙层1、铝箔层2和聚丙烯层3，制备时先将尼龙层1通过胶粘剂4贴合于铝箔层2的上表面得到第一半成品膜，本专利技术制备方法是在所述第一半成品膜尼龙层的上表面设置一层含硅材料层5，包括以下步骤：
[0035](1)按照以下组分及其质量份数准备原料：
[0036][0037](2)利用有机溶剂分别将主体树脂稀释至固含量为20％～40％的主体树脂溶液和将含硅聚合物稀释至固含量为35％～45％的含硅聚合物溶液；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于含硅材料的表面耐电解液腐蚀铝塑膜的制备方法，所述铝塑膜从上至下包括尼龙层、铝箔层和聚丙烯层，所述尼龙层通过胶粘剂贴合于所述铝箔层的上表面得到第一半成品膜，其特征在于：在所述第一半成品膜尼龙层的上表面设置一层含硅材料层，包括以下步骤：(1)按照以下组分及其质量份数准备原料：(2)利用有机溶剂分别将主体树脂稀释至固含量为20％～40％的主体树脂溶液和将含硅聚合物稀释至固含量为35％～45％的含硅聚合物溶液；(3)伴随搅拌，将含硅聚合物溶液按一定配比加入到主体树脂溶液中，继续搅拌10min，搅拌速度450～500r/min，然后将上述混合溶液通过过滤器，滤除固体杂质，过滤器截留粒径≤0.8μm，得到预混溶液；(4)伴随搅拌，将固化剂按配比加入步骤(3)值得的预混溶液中，搅拌10min，得到含硅胶粘剂溶液；(5)采用辊涂的方式将配制好的含硅胶粘剂溶液涂覆在所述第一半成品膜尼龙层的上表面，涂布量为10～20g/m2，固化后得到第二半成品膜，其中，固化温度为60～90℃，固化时间为1～7d。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述主体树脂为二元醇封端的、含有芳香结构的共聚聚酯，选自聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含硅聚合物为含有硅氧烷成分的聚合物，同时所述含硅聚合物链末端具有羟基或胺基活性基团。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述含硅聚合物选自式1或式2所示结构的α,ω
‑
二...

【专利技术属性】
技术研发人员：高贤，顾希茜，贺爱忠，沈均平，
申请(专利权)人：上海紫江新材料应用技术有限公司，
类型：发明
国别省市：