一种具有低吸湿性尼龙外层的铝塑复合膜制造技术

本发明专利技术提供一种具有低吸湿性尼龙外层的铝塑复合膜。该铝塑复合膜依次包括尼龙外层、外胶黏剂层、铝箔层、内胶黏剂层和PP内层；所述尼龙外层在背离PP内层的外表面上设置耐水涂层；所述耐水涂层的原料包括乙烯‑乙烯醇共聚物和异氰酸酯固化剂；所述异氰酸酯固化剂和乙烯‑乙烯醇共聚物的NCO/OH摩尔比为1.0‑1.1；乙烯‑乙烯醇共聚物的共聚组分中，以质量百分比计，乙烯占组分总量的20％‑40％，乙烯醇占组分总量的60％‑80％。本发明专利技术的具有低吸湿性尼龙外层的铝塑复合膜，能够防止水汽渗入尼龙外层，保持尼龙层在高湿度环境下的电气绝缘强度。

An Aluminum-Plastic Composite Film with Low Hygroscopicity Nylon Outer Layer

The invention provides an aluminium-plastic composite film with a low moisture absorption nylon outer layer. The aluminium-plastic composite film in turn includes nylon outer layer, outer adhesive layer, aluminium foil layer, inner adhesive layer and PP inner layer; the outer layer of nylon is provided with a water-resistant coating on the outer surface deviating from the inner layer of PP; the raw materials of the water-resistant coating include ethylene vinyl alcohol copolymer and isocyanate curing agent; the molar ratio of NCO/OH of the isocyanate curing agent and ethylene vinyl alcohol copolymer is 1.0 1.1. In the copolymer components of ethylene-vinyl alcohol copolymers, ethylene accounts for 20%-40% of the total components by mass percentage, and ethylene alcohol accounts for 60%-80% of the total components. The aluminum-plastic composite film with a low moisture absorption nylon outer layer can prevent water vapor from penetrating into the nylon outer layer and maintain the electrical insulation strength of the nylon layer under high humidity environment.

【技术实现步骤摘要】
一种具有低吸湿性尼龙外层的铝塑复合膜
本专利技术涉及动力电池软包铝塑复合膜
，尤其涉及一种具有低吸湿性尼龙外层的铝塑复合膜。
技术介绍
铝塑膜是软包电池的核心材料，它对腐蚀性的酸、碱、盐或有机溶剂等液态化学物质具有较高的稳定性，其具备质量轻、厚度薄、外形设计灵活等优势，在3C消费电子、动力电池、储能等领域得到了广泛应用。铝塑膜是由外层尼龙，中间铝箔层，内层热封层构成的复合材料。作为锂电池的外壳，铝塑膜的外层材料有利于铝塑膜的成型，可以有效的降低冲深可能引起的裂纹，针孔等现象。进而保护电芯内部，提高铝塑膜的安全性。现在铝塑膜不仅用于3C类消费电子，更广泛用于动力电池等，现有技术为了更好的达到冲深效果会使用Nylon(BOPA和BlowPA)作为外层材料，但是在软包锂电池的生产制造和使用过程中，尼龙外层材料容易吸收外界的湿气(水气)，导致材料的电气绝缘强度急剧下降，造成极大的安全隐患。尼龙(又称Nylon，Polyamid,简写PA)在高分子材料中属于易吸湿的塑料，例如PA6型号的尼龙膜最高吸水率可以达到1.5％，远高于PET聚酯的0.3％或者聚烯烃的0.03％；高吸湿性导致尼龙膜的电气绝缘强度急剧恶化；例如下面的实验数据，如下表1所示：在外层表面和Al之间施加电压DC1000V，测定电阻值。在薄膜表面滴下水滴(约2mL)，测量电阻值随着时间推移的下降(电气绝缘强度)以确定吸湿对其的影响。表1时间\绝缘电阻尼龙25/铝箔40/CPP45(总厚度113微米)200秒38.5吉欧300秒28.6吉欧400秒25.6吉欧500秒18.2吉欧600秒5.0吉欧700秒650兆欧800秒<200兆欧为克服Nylon尼龙外层吸湿气后电气绝缘性能的下降，目前的改善方案，多使用在尼龙外层复合耐水性较好的PET聚酯薄膜，如日本DNP公司的12微米PET+15微米PA复合膜，中间用2-3微米的胶水层粘接。或是日本T&T公司的方案，用5微米PET聚酯层+20微米PA三层共挤出(Co-Extrusion)，中间的挤出层用醋酸-醋酸乙烯酯共聚物作为粘结层，厚度也为2-3微米；聚酯/尼龙复合层，由于外层PET聚酯薄膜的耐水性优异，可以耐受电解液的污染，克服了上述问题，但由于PET的延展性较差(PET的断裂伸长率20％Vs.尼龙的断裂伸长率130％)导致冲深性能的下降，铝塑膜在冲坑时，边角部位容易发生破裂，针孔，分层的不良，对成品电芯的长期可靠性造成致命影响。
技术实现思路
鉴于上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的是提出一种具有低吸湿性尼龙外层的铝塑复合膜，能够防止水汽渗入尼龙外层。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种具有低吸湿性尼龙外层的铝塑复合膜，该铝塑复合膜依次包括尼龙外层、外胶黏剂层、铝箔层、内胶黏剂层和PP内层；所述尼龙外层在背离PP内层的外表面上设置耐水涂层；所述耐水涂层的原料包括乙烯-乙烯醇共聚物和异氰酸酯固化剂；所述异氰酸酯固化剂和乙烯-乙烯醇共聚物的NCO/OH摩尔比为1.0-1.1；乙烯-乙烯醇共聚物的共聚组分中，共聚组分为乙烯和乙烯醇，以质量百分比计，乙烯占组分总量的20％-40％，乙烯醇占组分总量的60％-80％。上述的具有低吸湿性尼龙外层的铝塑复合膜能够提高铝塑复合膜的外层耐水性，提高锂电池、特别是动力电池的长期可靠性。上述的具有低吸湿性尼龙外层的铝塑复合膜中，还可以包括外防腐层和内防腐层，形成由外向内依次贴合的耐水涂层、尼龙外层、外胶黏剂层、外防腐层、铝箔层、内防腐层、内胶黏剂层和PP内层。上述的耐水涂层的原料为双组份构成，包括乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)和异氰酸酯固化剂(NCO)。乙烯-乙烯醇共聚物由乙烯和乙烯醇按照一定的配比共聚而成，乙烯含量增高，阻隔性相应下降，乙烯醇含量增高，阻隔性提高，并且容易配成溶液，但成本会增加。EVOH虽然有优异的阻隔水气性能，但如果长期处于高湿环境下，乙烯醇组份的羟基容易吸收水气形成氢键，降低长期的阻隔性能；加入多管能度异氰酸酯(NCO)后，NCO基团和EVOH的羟基发生交联反应，形成空间立体结构，提高涂层的强度，耐温性和水气阻隔性能。上述的铝塑复合膜中，优选的，所述异氰酸酯固化剂包括己二异氰酸酯HDI、异佛尔酮二异氰酸酯IPDI、苯二亚甲基二异氰酸酯XDI、二苯甲烷二异氰酸酯MDI和甲苯二异氰酸酯TDI中的一种或几种的组合。上述的铝塑复合膜中，优选的，所述异氰酸酯固化剂为异佛尔酮二异氰酸酯IPDI和/或苯二亚甲基二异氰酸酯XDI。上述的铝塑复合膜中，异氰酸酯固化剂优选脂肪族或脂环族固化剂，以提高耐黄变性能，更适合动力电池对环境要求较高的场合，更优选IPDI和XDI，以提到涂层的强度和耐温性。上述的铝塑复合膜中，优选的，所述耐水涂层的原料还包括纳米无机颗粒；所述纳米无机颗粒包括碳酸钙颗粒、钛白粉颗粒、滑石粉颗粒和云母粉颗粒中的一种或几种的组合。在耐水涂层(原料涂液)里添加小比例的纳米无机颗粒(金属或非金属氧化物)，该纳米无机物颗粒设计成表面具有亲水和疏水的官能团，亲水官能团先期和EVOH中乙烯醇组分形成氢键，疏水官能处于EVOH聚合物外侧，阻止了后续外界水汽和EVOH的结合，从而能够达到长期高湿环境下的阻隔性能。纳米无机颗粒的粒径为纳米级别。上述的铝塑复合膜中，优选的，所述纳米无机颗粒为钛白粉颗粒。上述的铝塑复合膜中，优选的，纳米无机颗粒的用量为耐水涂层原料总量的3-10wt％，优选5-8wt％上述的铝塑复合膜中，优选的，所述尼龙外层的原料为PA6、PA66、DMX6、PA6T、PA9T和PA1212中的一种或几种的组合与芳香族尼龙的共混物或共聚物；用量可以根据需要进行调整；所述芳香族尼龙包括mPIPA、PPTA和PBA中的一种或几种的组合。所述尼龙外层的原料也可以是脂肪族和芳香族尼龙单体的共聚物。上述的铝塑复合膜中，优选的，所述尼龙外层的原料为PA6和mPIPA的共混或共聚物。上述的尼龙外层薄膜可以是BOPA(双向拉伸法)，BlowPA(吹膜法)或CPA(流延法)等不同的加工工艺生产，优选BlowPA膜。上述的铝塑复合膜中，优选的，所述尼龙外层的厚度为9微米-50微米；优选12-36微米；更优选15-25微米。上述的铝塑复合膜中，优选的，所述耐水涂层的原料还包括防黏助剂，所述防黏助剂包括天然硅石粉(Silica)、人造硅石(气相二氧化硅Silicate)、合成有机硅球粉(Silicone)、丙烯酸类微球、苯乙烯类微球和聚氨酯PU微球中的一种或几种的组合。上述的铝塑复合膜中，优选的，所述防黏助剂的粒径为15纳米-10微米。上述的铝塑复合膜中，优选的，所述防黏助剂的添加量为所述耐水涂层的原料总质量的0.01％-1％。上述的铝塑复合膜中，在所述耐水涂层的原料中加入防黏助剂进一步降低了表面摩擦系数，提高了冲深性能。上述的铝塑复合膜中，优选的，该铝塑复合膜还包括爽滑剂层，所述爽滑剂层设置在所述耐水涂层外表面上；所述爽滑剂层的原料爽滑剂包括油酸酰胺、芥酸酰胺、乙撑双硬脂酰胺EBS和硅酮爽滑剂的一种或几种的组合。在铝塑复合膜的最外层上面涂布爽滑剂涂层，能够降低表面摩擦系数(动摩擦系数从常规的额0.4，降低到0.15-0.2)以利于在冲深模具中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有低吸湿性尼龙外层的铝塑复合膜，其特征在于：该铝塑复合膜依次包括尼龙外层、外胶黏剂层、铝箔层、内胶黏剂层和PP内层；所述尼龙外层在背离PP内层的外表面上设置耐水涂层；所述耐水涂层的原料包括乙烯‑乙烯醇共聚物和异氰酸酯固化剂；所述异氰酸酯固化剂和乙烯‑乙烯醇共聚物的NCO/OH摩尔比为1.0‑1.1；所述乙烯‑乙烯醇共聚物的共聚组分中，以质量百分比计，乙烯占组分总量的20％‑40％，乙烯醇占组分总量的60％‑80％。

【技术特征摘要】
1.一种具有低吸湿性尼龙外层的铝塑复合膜，其特征在于：该铝塑复合膜依次包括尼龙外层、外胶黏剂层、铝箔层、内胶黏剂层和PP内层；所述尼龙外层在背离PP内层的外表面上设置耐水涂层；所述耐水涂层的原料包括乙烯-乙烯醇共聚物和异氰酸酯固化剂；所述异氰酸酯固化剂和乙烯-乙烯醇共聚物的NCO/OH摩尔比为1.0-1.1；所述乙烯-乙烯醇共聚物的共聚组分中，以质量百分比计，乙烯占组分总量的20％-40％，乙烯醇占组分总量的60％-80％。2.根据权利要求1所述的铝塑复合膜，其特征在于：所述异氰酸酯固化剂包括己二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯中的一种或几种的组合；优选的，所述异氰酸酯固化剂为异佛尔酮二异氰酸酯和/或苯二亚甲基二异氰酸酯。3.根据权利要求1所述的铝塑复合膜，其特征在于：所述耐水涂层的原料还包括纳米无机颗粒；所述纳米无机颗粒包括碳酸钙颗粒、钛白粉颗粒、滑石粉颗粒和云母粉颗粒中的一种或几种的组合；优选的，所述纳米无机颗粒为钛白粉颗粒。4.根据权利要求1所述的铝塑复合膜，其特征在于：所述尼龙外层的原料为PA6、PA66、DMX6、PA6T、PA9T和PA1212中的一种或几种的组合与芳香族尼龙的共混物或共聚物；所述芳香族尼龙包括mPIPA、PPTA和PBA中的一种或几种的组合；优选的，所述尼龙外层的原料为PA6和mPIPA的共混或共聚物；优选的，所述尼龙外层的厚度为9微米-50微米；优选12-36微米；更优选15-25微米。5.根据权利要求1所述的铝塑复合膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：田佳乐，
申请(专利权)人：新纶复合材料科技常州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32