一种电解液耐久性刻码胶带及其制备方法与流程

1.本发明涉及锂电池组装领域，尤其涉及ipc c09j133领域，具体涉及一种电解液耐久性刻码胶带及电解液耐久性刻码胶带的制备方法。

背景技术：

2.随着新能源汽车等电能驱动产品的普及度越来越高，锂电池的安全性能成为社会关注度比较高的问题，在锂电池的生产组装过程中，锂电池胶带对锂电池的安全性能有不可忽视的影响。锂电池胶带一般是在锂电池生产组装过程中用于电极绕圈、电芯终止端、极片的绝缘和固定保护，这就要求锂电池胶带需要具有一定的初粘性、持粘性、耐高温性和耐电解液腐蚀性。如今市场对锂电池产品质量的可控性和可追述要求越来越高，在锂电池胶带上附刻二维码，可以很好地完成对锂电池的溯源。
3.近年来锂电池组装领域对锂电池胶带的电解液耐久性有较大的需求，锂电池胶带在锂电池组装过程中以及后期应用会直接接触电解液，这就要求胶带能耐受电解液长期浸泡不失去黏性，不会溶解出杂质污染电解液。现有技术中的胶带在经电解液浸泡后胶带会出现不同程度的掉、粘结性下降、胶层有轻微溶胀的现象，未能很好的提升或解决锂电池胶带电解液耐久性的问题。
4.中国专利申请cn204676029u公开了一种新型压敏胶带，其结构是将pet基层和粘胶层的组合粘结成两层，有效的提高了压敏胶带的耐电解液腐蚀和耐刺穿强度。但是随着电子产品的制备越来越轻薄化，对锂电池以及锂电池材料的厚度要求也越轻薄化，只从结构上改型来提高电解液耐久性是不够的，还需要从压敏胶层进行研究，解决胶层耐电解液的根本问题。中国专利申请cn103911088a公开一种丙烯酸酯压敏胶带及其制备方法和锂离子电池，其通过特定的丙烯酸酯单体的组合聚合得的丙烯酸酯共聚物制备丙烯酸酯压敏胶带。该胶带在电解液中90℃浸泡48h维持原来的颜，但其粘黏性下降样品周边被电解液浸泡后起翘。基于此，研究一种电解液耐久性高，耐高温性能好的锂电池胶带成为本领域亟待解决的问题。

技术实现要素：

5.本发明通过提供一种制备简单、电解液耐久性高、粘结性好、在高温下能有经受长时间的电解液浸泡的电解液耐久性刻码胶带及其制备方法，解决现有锂电池胶带电解液耐久性低，耐高温性能差的问题，有效提高锂电池胶带的使用寿命。
6.本发明的第一个方面提供了一种电解液耐久性刻码胶带，包括基体层、压敏胶层和离型层，所述离型层和胶层位于基体层两侧。
7.作为一种优选的方案，所述基体层为pet膜、pp膜和pc膜的一种。
8.作为一种优选的方案，所述基体层为pet膜。
9.作为一种优选的方案，所述pet膜厚度为20～30μm。
10.作为一种优选的方案，所述压敏胶层以质量份计，原料包括丙烯酸异辛酯(cas号：
103-11-7)45-65份，丙烯酸丁酯(cas号：141-32-2)15-20份，丙烯酸(cas号：79-10-7)1-5份，丙烯酸羟丁酯1-3份，丙烯酸月桂酯(cas号：2156-97-0)10-15份，丙烯酸异冰片酯(cas号：5888-33-5)5-15份，偶氮二异(cas号：78-67-1)0.5-1份，乙酸乙酯(cas号：141-78-6)100-200份，甲基丙烯酸月桂酯(cas号：142-90-5)5～10份，甲基丙烯酸缩水甘油酯(cas号：106-91-2)1-10份，固化剂3-10份，浆3-15份。
11.作为一种优选的方案，所述压敏胶层以质量份计，包括丙烯酸异辛酯50-60份，丙烯酸丁酯16-18份，丙烯酸1-4份，丙烯酸羟丁酯1-3份，丙烯酸月桂酯10-12份，丙烯酸异冰片酯5-10份，偶氮二异0.5-1份，乙酸乙酯100-200份，甲基丙烯酸月桂酯5-8份，甲基丙烯酸缩水甘油酯1-6份，固化剂3-10份，浆3-10份。
12.作为一种优选的方案，所述丙烯酸羟丁酯可购自济南远祥化工有限公司，产品货号为322。
13.本发明中发现甲基丙烯酸月桂酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯质量比在(1-2):(2-1)能够有效提高压敏胶的体系分子量大小增加分子链长度，并且甲基丙烯酸缩水甘油酯的存在能够协同上述体系变化增强压敏胶体系的交联程度，使得胶带有更好的持粘性，同时发现丙烯酸异冰片酯与固化剂的质量比在(1-3):1时，丙烯酸异冰片酯引入的较大位阻可以解决固化剂加入过多时使胶带的粘度上升，厚度不宜控制问题，同时使得共聚物表面极性基团分散更加均匀，防止碳原子和碳链暴露，提高了压敏胶的热稳定性，所述胶带在电解液中耐久性、热稳定性显著，在85℃的条件下放入电解液中浸泡7d，胶带与铝箔之间的贴合紧密，胶带表面无翘起，胶带与铝箔之间无鼓包。
14.作为一种优选的方案，所述压敏胶层的厚度为5-15μm。
15.作为一种优选的方案，所述压敏胶层中的固化剂为异氰酸酯类固化剂，环氧类固化剂和氨基固化剂的至少一种。
16.作为一种优选的方案，所述压敏胶层中的固化剂为异氰酸酯类固化剂和环氧类固化剂，异氰酸酯类固化剂，环氧类固化剂的质量比为3:1-1:3。
17.本发明中在压敏胶中固化剂选用异氰酸酯类固化剂和环氧类固化剂，异氰酸酯类固化剂，环氧类固化剂的质量比为3:1-1:3，异氰酸酯类固化剂的羟基与水性环氧类固化剂联用，可以提高固化剂的分散度且改善水性环氧剂加工后粘度变低的缺陷，使得压敏胶层达到更好的固化程度，同时联用还可以有效的提高胶体中基团反应活性，从而提高内聚强度，进而使得胶体获得极强的耐电解液性能，所述胶带在85℃的条件下放入电解液中浸泡7d，电解液无明显变。
18.所述异氰酸酯类固化剂与水性环氧类固化剂联用，可有效提升胶体耐黄变、耐候性以及机械性能。
19.作为一种优选的方案，所述异氰酸酯类固化剂中异氰酸酯含量为15-25％，23℃下粘度为2500-4500mpa
·
s。
20.作为一种优选的方案，所述水性环氧类固化剂的胺值为250-350，粘度为150-350mpa
·
s。
21.作为一种优选的方案，所述压敏胶层中的浆为酞青蓝、钴绿、亮蓝中的一种。
22.作为一种优选的方案，所述离型层为含硅或非硅离型层。
23.作为一种优选的方案，所述离型层为非硅离型层。
24.作为一种优选的方案，所述非硅离型层包括但不限于进口的peeloil1010、k100h、k100d、k100es，rl-600中的一种或两种混合。
25.本发明第二方面提供一种电解液耐久性刻码胶带的制备方法，包括以下步骤：
26.(1)按质量份将丙烯酸异辛酯，丙烯酸丁酯，丙烯酸，丙烯酸羟丁酯，丙烯酸月桂酯，丙烯酸异冰片酯，甲基丙烯酸月桂酯，甲基丙烯酸缩水甘油酯和浆搅拌均匀后加入反应釜中，再加入乙酸乙酯，通入氮气排氧，搅拌并升温至50-100℃时，加入偶氮二异，保持反应釜温度在50-100℃持续时间为10-20h。冷却后得到丙烯酸酯聚合物。
27.(2)将一定量的乙酸乙酯加入到步骤1得到的丙烯酸酯聚合物搅拌均匀后加入异氰酸酯类固化剂和环氧类固化剂的均匀混合物，继续搅拌均匀后得到压敏胶溶液。
28.(3)将非硅离型剂直接布涂在pet薄膜的一个表面，然后置于60-120℃下保温固化5-20min，获得带非硅离型层的pet薄膜。
29.(4)将步骤2得到的压敏胶溶液直接涂布在上述带非硅离型层的pet薄膜的没有非硅离型层的一面，置于60-120℃下保温固化5-12min烘干，形成压敏胶层，收卷得到半成品胶带。
30.(5)在半成品胶带上激光刻印信息标识码，得到电解液耐久性刻码胶带。
31.有益效果：
32.本发明提供的电解液耐久性刻码胶带具有以下优点：
33.(1)本发明中甲基丙烯酸月桂酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯质量比在(1-2):(2-1)，能够有效提高压敏胶的体系分子量大小增加分子链长度，且甲基丙烯酸缩水甘油酯的存在能够协同上述体系变化增强压敏胶体系的交联程度，使得电解液耐久性刻码胶带持粘性能优异，能够长时间粘附在铝箔材料表面无翘起。
34.(2)本发明中丙烯酸异冰片酯与固化剂的质量比在(1-3):1时，丙烯酸异冰片酯引入的较大位阻可以解决固化剂加入过多时使胶带的粘度上升，厚度不宜控制问题，同时使得共聚物表面极性基团分散更加均匀，防止碳原子和碳链暴露，同时使得电解液耐久性刻码胶带的耐热性能稳定，能在85℃下保持化学性质稳定且不会分解杂质污染电解液。
35.(3)本发明中异氰酸酯类固化剂，环氧类固化剂的质量比为3:1-1:3，异氰酸酯类固化剂的羟基与水性环氧类固化剂联用，可以提高固化剂的分散度且改善水性环氧剂加工后粘度变低的缺陷，使得压敏胶层达到更好的固化程度，同时联用还可以有效的提高胶体中基团反应活性，从而提高内聚强度，使得电解液耐久性刻码胶带具有显著的耐电解液性能，在电解液中储存7d胶层与铝箔之间的贴合完整无鼓包。
具体实施方式
36.实施例1
37.一种电解液耐久性刻码胶带，包括基体层、压敏胶层和离型层，所述离型层和压敏胶层位于基体层两侧。所述压敏胶层以质量份计，包括丙烯酸异辛酯50份，丙烯酸丁酯15份，丙烯酸3份，丙烯酸羟丁酯2份，丙烯酸月桂酯10份，丙烯酸异冰片酯5份，偶氮二异1份，乙酸乙酯120份，甲基丙烯酸月桂酯5份，甲基丙烯酸缩水甘油酯5份，固化剂3份，浆5份。所述固化剂为异氰酸酯类和环氧类，所述异氰酸酯类：环氧类质量比为1:1，所述浆为酞青蓝，所述基体层为pet层。所述离型层为非硅离型层。所述非硅离型层由非硅离型剂涂
布得。
38.所述非硅离型剂购自广州榕煜贸易有限公司，产品型号为peeloil1010。
39.所述丙烯酸羟丁酯购自济南远祥化工有限公司，产品货号为322。
40.所述异氰酸酯类固化剂可购自重庆敬益新材料有限公司，产品型号为bayhydur xp2655。
41.所述环氧类固化剂购自济南济滨化工有限公司，产品型号为环氧固化剂。
42.所述浆购自上海加鸿材料科技有限公司，产品型号为6153。
43.一种电解液耐久性刻码胶带的制备方法，包括以下步骤：
44.(1)按质量份将丙烯酸异辛酯，丙烯酸丁酯，丙烯酸，丙烯酸羟丁酯，丙烯酸月桂酯，丙烯酸异冰片酯，甲基丙烯酸月桂酯，甲基丙烯酸缩水甘油酯和浆搅拌均匀后加入反应釜中，再加入乙酸乙酯，通入氮气排氧，搅拌并升温至60
±
5℃时，加入偶氮二异，保持反应釜温度在60
±
5℃持续时间为20h。冷却后取出备用。
45.(2)将乙酸乙酯加入到步骤1得到的丙烯酸酯聚合物搅拌均匀后加入异氰酸酯类固化剂和环氧类固化剂的均匀混合物，继续搅拌均匀后得到压敏胶溶液。
46.(3)将非硅离型剂直接布涂在pet薄膜的一个表面，然后置于100
±
5℃下保温固化10min，获得带非硅离型层的pet薄膜。
47.(4)将步骤2得到的压敏胶溶液直接涂布在上述带非硅离型层的pet薄膜的没有非硅离型的一面，置于100
±
5℃下保温固化10min烘干，形成压敏胶层，收卷得到半成品胶带。
48.(5)在半成品胶带上激光刻印信息标识码，得到电解液耐久性刻码胶带。
49.实施例2
50.一种电解液耐久性刻码胶带，包括基体层、压敏胶层和离型层。所述压敏胶层以质量份计，包括丙烯酸异辛酯60份，丙烯酸丁酯18份，丙烯酸4份，丙烯酸羟丁酯3份，丙烯酸月桂酯12份，丙烯酸异冰片酯10份，偶氮二异1份，乙酸乙酯150份，甲基丙烯酸月桂酯5份，甲基丙烯酸缩水甘油酯6份，固化剂3份，浆5份。所述固化剂为异氰酸酯类和环氧类，所述异氰酸酯类：环氧类质量比为1:1，所述浆为酞青蓝，所述基体层为pet层。所述离型层为非硅离型层。所述非硅离型层由非硅离型剂涂布得。
51.所述非硅离型剂购自广州榕煜贸易有限公司，产品型号为peeloil1010。
52.所述丙烯酸羟丁酯购自济南远祥化工有限公司，产品货号为322。
53.所述异氰酸酯类固化剂可购自重庆敬益新材料有限公司，产品型号为bayhydur xp2655。
54.所述环氧类固化剂购自济南济滨化工有限公司，产品型号为环氧固化剂。
55.所述浆购自上海加鸿材料科技有限公司，产品型号为6153。
56.一种电解液耐久性刻码胶带的制备方法，包括以下步骤：
57.(1)按质量份将丙烯酸异辛酯，丙烯酸丁酯，丙烯酸，丙烯酸羟丁酯，丙烯酸月桂酯，丙烯酸异冰片酯，甲基丙烯酸月桂酯，甲基丙烯酸缩水甘油酯和浆搅拌均匀后加入反应釜中，再加入乙酸乙酯，通入氮气排氧，搅拌并升温至60
±
5℃时，加入偶氮二异，保持反应釜温度在60
±
5℃持续时间为18h。冷却后得到丙烯酸酯聚合物。
58.(2)将乙酸乙酯加入到步骤1得到的丙烯酸酯聚合物搅拌均匀后加入异氰酸酯类固化剂和环氧类固化剂的均匀混合物，继续搅拌均匀后得到压敏胶溶液。
59.(3)将非硅离型剂直接布涂在pet薄膜的一个表面，然后置于100
±
5℃下保温固化10min，获得带非硅离型层的pet薄膜。
60.(4)将步骤2得到的压敏胶溶液直接涂布在上述带非硅离型的pet薄膜的没有非硅离型的一面，置于100
±
5℃下保温固化10min烘干，形成压敏胶层，收卷得到半成品胶带。
61.(5)在半成品胶带上激光刻印信息标识码，得到电解液耐久性刻码胶带。
62.实施例3
63.一种电解液耐久性刻码胶带，包括基体层、压敏胶层和离型层。所述压敏胶层以质量份计，包括丙烯酸异辛酯65份，丙烯酸丁酯20份，丙烯酸4份，丙烯酸羟丁酯3份，丙烯酸月桂酯12份，丙烯酸异冰片酯15份，偶氮二异1份，乙酸乙酯180份，甲基丙烯酸月桂酯6份，甲基丙烯酸缩水甘油酯5份，固化剂3份，浆5份。所述固化剂为异氰酸酯类和环氧类，所述异氰酸酯类：环氧类质量比为1:1，所述浆为酞青蓝，所述基体层为pet层。所述离型层为非硅离型层。所述非硅离型层由非硅离型剂涂布得。
64.所述非硅离型剂购自广州榕煜贸易有限公司，产品型号为peeloil1010。
65.所述丙烯酸羟丁酯购自济南远祥化工有限公司，产品货号为322。
66.所述异氰酸酯类固化剂可购自重庆敬益新材料有限公司，产品型号为bayhydur xp2655。
67.所述环氧类固化剂购自济南济滨化工有限公司，产品型号为环氧固化剂。
68.所述浆购自上海加鸿材料科技有限公司，产品型号为6153。
69.一种电解液耐久性刻码胶带的制备方法，包括以下步骤：
70.(1)按质量份将丙烯酸异辛酯，丙烯酸丁酯，丙烯酸，丙烯酸羟丁酯，丙烯酸月桂酯，丙烯酸异冰片酯，甲基丙烯酸月桂酯，甲基丙烯酸缩水甘油酯和浆搅拌均匀后加入反应釜中，再加入乙酸乙酯，通入氮气排氧，搅拌并升温至60
±
5℃时，加入偶氮二异，保持反应釜温度在60
±
5℃，持续时间为16h。冷却后得到丙烯酸酯聚合物。
71.(2)将乙酸乙酯加入到步骤1得到的丙烯酸酯聚合物搅拌均匀后加入异氰酸酯类固化剂和环氧类固化剂的均匀混合物，继续搅拌均匀后得到压敏胶溶液。
72.(3)将非硅离型剂直接布涂在pet薄膜的一个表面，然后置于100
±
5℃下保温固化10min，获得带非硅离型层的pet薄膜。
73.(4)将步骤2得到的压敏胶溶液直接涂布在上述带非硅离型的pet薄膜的没有非硅离型层的一面，置于100
±
5℃下保温固化10min烘干，形成压敏胶层，收卷得到半成品胶带。
74.(5)在半成品胶带上激光刻印信息标识码，得到电解液耐久性刻码胶带。
75.对比例1
76.所述固化剂为异氰酸酯类固化剂和环氧类固化剂，所述异氰酸酯类固化剂与环氧类固化剂的质量比为1:5，其余同实施例1。
77.对比例2
78.所述固化剂为异氰酸酯类固化剂和环氧类固化剂，所述异氰酸酯类固化剂与环氧类固化剂的质量比为5:1，其余同实施例1。
79.对比例3
80.所述固化剂为氨基类固化剂和环氧类固化剂，所述氨基类固化剂和环氧类固化剂的质量比为1:1，其余同实施例1。
81.对比例4
82.所述固化剂为异氰酸酯类固化剂和氨基类固化剂，所述异氰酸酯类固化剂和氨基类固化剂的质量比为1:1，其余同实施例1。
83.对比例5
84.甲基丙烯酸月桂酯3份，甲基丙烯酸缩水甘油酯3份，其余同实施例1。
85.对比例6
86.甲基丙烯酸月桂酯5份，甲基丙烯酸缩水甘油酯2份，其余同实施例1。
87.对比例7
88.丙烯酸异冰片酯15份，固化剂3份，所述固化剂为异氰酸酯类固化剂和环氧类固化剂，所述异氰酸酯类固化剂与环氧类固化剂的质量比为1:1。
89.性能测试
90.将胶带样品裁切出3个40mm*40mm规格的测试小样，将测试小样粘贴在75um的铝箔材料的表面，贴好后用2.0公斤的橡胶滚轮，来回滚压5次，然后至于存有电解液的容器中，然后将容器放置于85℃的烘箱中，放置时间为7d。从烘箱中取出冷却至25℃，观察电解液是否变；胶带是否从膜材上脱落；胶层与铝箔材料之间是否有鼓起或者被电解液贯穿。a级：无翘起；b级：起翘面积5-10％；c级：起翘面积10-20％，d级：起翘面积》20％。
91.所述电解液购自阿拉丁试剂网，产品货号：w305304-500ml。
[0092][0093][0094]
从上可以看出，本发明制备的胶带具有优异的电解液耐久性，更适用于锂电池生产组装过程中用于电极绕圈、电芯终止端、极片的绝缘和固定保护。

技术特征：

1.一种电解液耐久性刻码胶带，其特征在于，包括基体层、压敏胶层和离型层，所述离型层和压敏胶层位于基体层两侧；所述压敏胶层按照质量份，原料包括，丙烯酸异辛酯45-65份，丙烯酸丁酯15-20份，丙烯酸1-5份，丙烯酸羟丁酯1-3份，丙烯酸月桂酯10-15份，丙烯酸异冰片酯5-15份，偶氮二异0.5-1份，乙酸乙酯100-200份，甲基丙烯酸月桂酯5-10份，甲基丙烯酸缩水甘油5-10份，固化剂3-10份，浆3-15份。2.根据权利要求1所述的电解液耐久性刻码胶带，其特征在于，所述离型层为含硅离型层或非硅离型层。3.根据权利要求1所述的电解液耐久性刻码胶带，其特征在于，所述基体层为pet膜、pp膜和pc膜的一种。4.根据权利要求1所述的电解液耐久性刻码胶带，其特征在于，所述压敏胶层的厚度为5-15μm，所述pet膜的厚度为20-30μm，所述离型层厚度为0.01-5μm。5.根据权利要求1所述的电解液耐久性刻码胶带，其特征在于，所述固化剂为异氰酸酯类固化剂，环氧类固化剂，氨基固化剂的至少一种。6.根据权利要求6所述的电解液耐久性刻码胶带，其特征在于，所述固化剂为异氰酸酯类固化剂和环氧类固化剂，所述异氰酸酯类固化剂，环氧类固化剂质量比为(3-1)：(1-3)。7.根据权利要求1所述的电解液耐久性刻码胶带，其特征在于，所述甲基丙烯酸月桂酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯质量比为(1-2)：(2-1)。8.根据权利要求1所述的电解液耐久性刻码胶带，其特征在于，所述丙烯酸异冰片酯与固化剂的质量比为(1-3)：1。9.根据权利要求1所述的电解液耐久性刻码胶带，其特征在于，所述压敏胶层中的浆为酞青蓝、钴绿、亮蓝中的一种。10.一种根据权利要求1-9任一项所述的电解液耐久性刻码胶带的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)按质量份将丙烯酸异辛酯，丙烯酸丁酯，丙烯酸，丙烯酸羟丁酯，丙烯酸月桂酯，丙烯酸异冰片酯，甲基丙烯酸月桂酯，甲基丙烯酸缩水甘油酯和浆搅拌均匀后加入反应釜中，加入乙酸乙酯，通入氮气排氧，搅拌并升温至50-100℃时，加入偶氮二异，保持反应釜温度在50-100℃持续时间为10-20h，冷却后得到丙烯酸酯聚合物；(2)将乙酸乙酯加入到步骤1得到的丙烯酸酯聚合物搅拌均匀后加入异氰酸酯类和环氧类固化剂的均匀混合物，继续搅拌均匀后得到压敏胶溶液；(3)将非硅隔离剂直接布涂在pet薄膜的一个表面，然后置于60-120℃下保温固化5-20min，获得带非硅离型层的pet薄膜；(4)将步骤2得到的压敏胶溶液直接涂布在上述带非硅离型层的pet薄膜的pet薄膜面，置于60-120℃下保温固化5-20min烘干，形成压敏胶层，收卷得到半成品胶带；(5)在半成品胶带上激光刻印信息标识码，得到电解液耐久性刻码胶带。

技术总结

本发明涉及锂电池组装领域，尤其涉及IPC D09J133领域，具体涉及一种电解液耐久性刻码胶带及其制备方法。所述电解液耐久性刻码胶带的压敏胶层以质量份计，包括丙烯酸异辛酯45-65份，丙烯酸丁酯15-20份，丙烯酸1-5份，丙烯酸羟丁酯1-3份，丙烯酸月桂酯10-15份，丙烯酸异冰片酯5-15份，偶氮二异0.5-1份，乙酸乙酯100-200份，甲基丙烯酸月桂酯5-10份，甲基丙烯酸缩水甘油酯1-10份，固化剂3～10份，浆3-15份。本发明提供的电解液耐久性刻码胶带粘结性好、不掉、在高温下能耐受电解液的长期浸泡，有效解决锂电池胶带电解液耐久性低的问题。有效解决锂电池胶带电解液耐久性低的问题。