【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及聚酰亚胺树脂及由其制备的耐水型新能源动力电池包覆膜。
技术介绍
1、随着新能源电动车产业的崛起，动力电池的绝缘包覆也对薄膜材料行业提出了新的应用要求。动力电池及其电机的散热是电动汽车安全稳定性中至关重要的环节，目前产业上使用的办法是将动力电池及电机用绝缘薄膜包覆后，浸渍在冷却液中，冷却液早期以水性为主，后考虑诸多因素更换为油性，主要成分为甘油、乙二醇、添加剂和使用中吸附的少量的水分。动力电池及其电机包覆用薄膜主要使用两种材料：pen聚酯薄膜和聚酰亚胺薄膜，但是这两种薄膜的水解稳定性都会在湿热的情况下受到挑战，从而慢慢发生降解。pen主链聚酯结构，酯基遇水在长期高温状态下会发生水解，这是上述的“诸多因素”中最重要的一个，因此，有的新能源汽车厂商，将pen薄膜更换成聚酰亚胺(pi)薄膜，但是聚酰亚胺薄膜的亚胺环主链也不耐受湿热环境，酰胺键非常容易收到水分子的攻击，从而发生不可逆的降解，导致性能下降、甚至丧失。国内专利cn202010239417.9和cn201721805762.4都提到了电池的包覆/封装设计，其中都提到了采用pi和聚酯膜包覆，同时也提到pp、pvc和pps薄膜包覆，但是后三者的耐温性和绝缘性都不如前两者好，尤其是聚酰亚胺薄膜，长期以来一直是闸间绝缘、电机包覆用薄膜的首选。
2、在公布的团体标准t/ceeia415-2019《新能源汽车驱动电机绝缘结构技术要求》中，其5.3节明确了绝缘组份材料的耐油性评定标准，测试液中添加了0.5％的水，然后进行循环加速水解老化实验，高温可达到155℃保持4
3、聚酰亚胺薄膜的水解稳定性主要和二酐的结构有很大关系，主要取决于二酐的ea值，ea值越高，所得到的聚酰亚胺水解稳定性就越低。市面流通的最常见的绝缘用聚酰亚胺薄膜kapton，其主链采用均苯四甲酸二酐(pmda)，pmda是ea值最高的一种二酐，因此kapton的耐水解稳定性是诸多聚酰亚胺结构中最差的一种。因此，普通的绝缘用聚酰亚胺薄膜kapton不适合在新能源动力电池包覆领域应用，不适合长期与冷却液这样湿热的环境接触。
4、因此，有必要提供改进的聚酰亚胺薄膜以解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术是鉴于上述课题而进行的，其目的在于，提供新的聚酰亚胺，使得可以有效解决提高绝缘性能和耐水解稳定性等技术问题。
2、为了达到上述目的，本专利技术从聚酰亚胺结构设计出发，合成了一种具有优异绝缘性能、同时兼具优异耐水解稳定性的聚酰亚胺结构，制备成薄膜之后，更适合应用于新能源动力电池包覆领域。
3、本专利技术的第一方面提供聚酰亚胺树脂，其化学结构式如下：
4、
5、其中：
6、ar1选自下组：
7、
8、ar2选自下组：
9、
10、x＝0.05-0.5；
11、n＝20-300。
12、在一种优选实施方案中，x＝0.05-0.3。
13、在一种优选实施方案中，n＝30-200。
14、本专利技术的第二方面提供用于制备聚酰亚胺树脂的方法，其包括：使二酐单体与二胺单体缩聚，以获得所述聚酰亚胺树脂；
15、其中：
16、所述二酐单体与所述二胺单体的摩尔比1:(1.0033-1.05)，优选1:(1.005-1.033)；
17、所述二酐单体选自下组：
18、
19、所述二胺单体包含：
20、含氟二胺单体，所述含氟二胺单体为和
21、至少一种选自下组的非含氟二胺单体：
22、
23、在一种优选实施方案中，所述含氟二胺单体与所述非含氟二胺单体的摩尔比为1:(1-19)，优选1:(2.33-19)。
24、本专利技术的第三方面提供聚酰亚胺薄膜，其由如上述第一方面所述的聚酰亚胺树脂或由如上述第二方面所述的方法制备的聚酰亚胺树脂制成。
25、本专利技术的第四方面提供制备聚酰亚胺薄膜的方法，其包括以下连续步骤：
26、(a)使二酐单体与二胺单体按摩尔比1:(1.0033-1.05)，优选1:(1.005-1.033)进行预聚，以得到前驱体聚酰胺酸；
27、(b)对所述步骤(a)获得的前驱体聚酰胺酸进行流延拉伸成膜处理，并升温至薄膜亚胺化温度以上，以获得所述聚酰亚胺薄膜。
28、在一种优选实施方案中，所述升温采用阶梯升温。
29、在一种更优选实施方案中，所述阶梯升温的程序为：170℃，12分钟；室温，3分钟；265℃，1分钟；300℃，1分钟；360℃，3分钟。
30、本专利技术的第五方面提供根据上述第三方面所述的聚酰亚胺薄膜或由根据上述第四方面所述的方法制备得到的聚酰亚胺薄膜用于包覆新能源动力电池的用途。
31、本专利技术实现有益技术效果的原理在于：首先调整二酐单体的ea值，采用比kapton结构中均苯四甲酸酐ea值低的二酐；其次，采用含氟单体，含氟单体的引入能大大降低聚酰亚胺主链的亲水性，同时，含氟的二胺三氟甲基基团尽可能远离带氨基的苯环，保证不降低二胺聚合后的水解稳定性；第三，二胺单体中引入氨基邻位阻隔基团，从电子效应和位阻效应两方面保证聚合后亚胺环不易被水分子进攻。
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1.聚酰亚胺树脂，其化学结构式如下：
2.根据权利要求1所述的聚酰亚胺树脂，其中：x＝0.05-0.3。
3.根据权利要求1或2所述的聚酰亚胺树脂，其中：n＝30-200。
4.用于制备聚酰亚胺树脂的方法，其包括：使二酐单体与二胺单体缩聚，以获得所述聚酰亚胺树脂；
5.根据权利要求4所述的方法，其中：
6.聚酰亚胺薄膜，其由如权利要求1-3中任一项所述的聚酰亚胺树脂或由如权利要求4或5所述的方法制备的聚酰亚胺树脂制成。
7.制备聚酰亚胺薄膜的方法，其包括以下连续步骤：
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述升温采用阶梯升温。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述阶梯升温的程序为：170℃，12分钟；室温，3分钟；265℃，1分钟；300℃，1分钟；360℃，3分钟。
10.根据权利要求6所述的聚酰亚胺薄膜或由根据权利要求7或8所述的方法制备得到的聚酰亚胺薄膜用于包覆新能源动力电池的用途。
【技术特征摘要】
1.聚酰亚胺树脂，其化学结构式如下：
2.根据权利要求1所述的聚酰亚胺树脂，其中：x＝0.05-0.3。
3.根据权利要求1或2所述的聚酰亚胺树脂，其中：n＝30-200。
4.用于制备聚酰亚胺树脂的方法，其包括：使二酐单体与二胺单体缩聚，以获得所述聚酰亚胺树脂；
5.根据权利要求4所述的方法，其中：
6.聚酰亚胺薄膜，其由如权利要求1-3中任一项所述的聚酰亚胺树脂或由如权利要求4或5所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡明，丁云保，丁志刚，
申请(专利权)人：太湖华强科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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