[发明专利]用于聚合物锂离电池软包装膜的双组份聚氨酯树酯胶粘剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于聚合物锂离子电池包装膜粘接层的双组份聚氨酯树酯胶粘剂。

背景技术

现有技术中，软包装行业应用的胶黏剂有单组分聚氨酯胶黏剂、双组分聚氨酯胶黏剂、丙烯酸类胶黏剂、无容剂胶黏剂、醇溶性、水溶性聚氨酯胶粘剂等。而目前大多数水性聚氨酯耐水耐溶剂性、耐热性和粘接力等性能还有待改善，因此近年来对水性聚氨酯的改性成了该领域的热点。但到目前为止，国内外采用双组分水性聚氨酯胶黏剂代替双组分溶剂型聚氨酯胶黏剂并未取得突破。

目前用于粘接塑料薄膜软包装的水溶性聚氨酯胶黏剂的不足之处在于：

(1)普遍胶粘剂耐高温性能不足，耐水解性较差，黏度小。水溶性聚氨酯的黏度一般可通过水溶性增稠剂及水来调节，此外，影响水溶性聚氨酯胶黏剂黏度的重要因素还有离子电荷、胶粒结构与粒径等。聚合物分子上的离子及反离子越多，黏度越大，相同的固体含量、水溶性胶黏剂的黏度较溶剂型胶黏剂黏度小。

(2)干燥速度慢。由于水的挥发性比有机溶剂差，故水溶性聚氨酯胶黏剂干燥速度慢，并且由于水的表面张力大约为7.3×10-4N/cm，为通常有机溶剂的3倍，对表面疏水性基材的润湿能力差，当大部分水分未从粘接层、挥发到空气中或者被多孔性基材吸收就遽然干燥，则不易得到连续性的胶层。

(3)耐水、耐热性较差。已商品化的水溶性聚氨酯中大多数是线性热塑性聚氨酯，且分子结构中含有亲水基团或侧接的离子基团，有时还含有水溶性增稠剂，胶膜干燥后不能形成一定程度的交联，因而其耐水、耐热性、耐溶剂、耐化学品性及胶膜强度等性能均欠佳。

目前水溶性聚氨酯以阴离子型、自乳化为主。阴离子型水性聚氨酯又分磺酸盐型和羧酸盐型两类。现在应用较多的是羧酸盐型。含羧基的亲水扩链剂一般有二羟基半酯和2，2-双羟甲基丙酸(DMPA)。DMPA相对分子质量小，较少的用量就能提供足够的羟基当量，但由于DMPA为固体，且熔点较高，在反应过程中会产生不均匀现象，而半酸多与多元醇相容性好，但用量大且得到的水溶性聚氨酯胶膜发黏.水溶性聚氨酯分散液的最大缺点是，活化胶黏剂层所需的活化温度太高，以至于频繁地使被粘基材损坏。为降低活化温度，常采用加入溶剂、增塑剂或其它树脂的办法，但这些方法又常常会以损失聚氨酯胶黏剂的耐热性为代价。

聚合物锂离子电池阻透层软包装膜的阻隔性能主要与铝箔阻隔膜和胶粘剂有关。并与阻透层铝箔与内外层间的粘接强度和塑性变形能力息息相关，因为聚合物锂离子电池电解液内容物会溶胀、溶解吸收内层复合膜，特别是膜层间胶粘剂或粘结树脂。

现有技术通常采用聚烯烃树脂或者这些树脂的改性物和混合物的一种来粘接聚合物锂离子电池内外层软包装薄膜。或者用添加了热塑性弹性体和增粘剂乙烯类或EVA类热熔胶，聚烯烃多元醇、多功能异氰酸醇硬化剂，以及聚酯-氨酯树脂、聚醚-氨酯树脂、异氰酸酯、不饱和酸接枝聚烯烃树脂其中的一种粘接剂。这些热熔剂涂布复合的胶粘结层的不足之处在于，不能有效阻隔电池内容物的渗透，不具备抗强酸碱和高腐蚀及抗有机溶剂和高挥发性物质的性能，不能有效抵制电池内部电解液对它的溶胀、溶解、渗透、吸收及电化学反应。在成型过程中，铝箔和其它非金属复合材料，包括粘接剂共同延伸、流动，而且在延伸的过程中，干结后的粘接剂的分子链容易断裂，形成隐形裂缝断带。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足之处，提供一种粘接强度高，耐剥离，阻隔性能优异，耐冲击，与非金属薄膜或铝箔粘结相容性好，耐电解液有机溶剂和高挥发性物质溶胀、溶解、渗透、吸收，耐强酸碱，干结后分子链不易断裂的双组份聚氨酯树酯胶粘剂。

本发明的上述目的可以通过以下措施来达到，一种用于聚合物锂离电池软包装膜的双组份聚氨酯树酯胶粘剂，由两种组分组成，第一组分(A)是聚酯和异氰酸酯/含苯环的聚醚以75/25～55/45的质量比进行复配，并加入助剂反应得到的乳状水性聚氨酯预聚体(PU)，第二种组分(B)是一种环氧值为0.25～0.45的缩水甘油醚类环氧树脂和三聚氰胺-甲醛树脂外加交联剂的组合物，其中第一组分与第二组分的重量比值为10/1～10/2，在PU乳液中按质量比加入一定量的上述外加交联剂，混合均匀即得双组分水性PU胶黏剂乳液。