阻燃聚合物材料及其合成方法和阻燃铝塑膜技术

本发明专利技术提供了一种阻燃聚合物材料，阻燃聚合物材料包含式(1)或式(2)所示结构单元，

Flame retardant polymer material, its synthesis method and flame retardant aluminum plastic film

【技术实现步骤摘要】
阻燃聚合物材料及其合成方法和阻燃铝塑膜
本专利技术涉及阻燃材料领域，具体涉及一种阻燃聚合物材料及其合成方法和阻燃铝塑膜。
技术介绍
近年来，锂离子电池在动力汽车方面的需求呈井喷式增长，对其安全性提出了更高要求。然而，由于锂离子电池自身的不稳定性、使用方法不当及轻薄化与高能量密度等电池自身安全性差导致电池燃烧爆炸等安全事故频发。而目前，作为锂离子电池最外层保护屏障作用的包装膜或包装壳，除铝壳、钢壳外，铝塑膜封装(软包电池)是常用的电池封装类型，软包电池具有重量轻，容量大，内阻小，设计灵活的特点。目前的铝塑膜包装没有阻燃效果，一只电池燃烧极易造成其他电池或物质连带燃烧，增加了电池组的不安全性。因此大多通过外添加阻燃剂来提高铝塑膜的阻燃性能。如专利号CN108155307A中提到在铝塑膜中嵌入阻燃剂微胶囊来提高阻燃性。专利号CN206460979U中提到在尼龙材料层添加二乙基次膦酸铝阻燃剂来提高铝塑膜的阻燃性能。外添加阻燃剂虽然可以提供阻燃性能，但是使用量较大，且与材料本身相容性较差，容易迁移，导致电池在使用过程中，阻燃功能逐渐失效，阻燃效果不持久。鉴于此，克服以上现有技术中的缺陷，本专利技术提供了一种阻燃聚合物材料及其合成方法和一种阻燃铝塑膜。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的上述缺陷，提供一种阻燃聚合物材料及其合成方法和一种阻燃铝塑膜。本专利技术的目的可通过以下的技术措施来实现：本专利技术提供了一种阻燃聚合物材料，所述阻燃聚合物材料包含式(1)或式(2)所示结构单元，其中，R1为CnH2n+1，n为自然数；R2为CmH2m+1，m为自然数；R4为CxH2x+1，x为自然数；R5为CyH2y+1，y为自然数；n1为式(1)所示结构单元的聚合度；n3式(2)所示结构单元的聚合度。进一步的，n和m在1-8范围内，x和y在1-6范围内。本专利技术还提供了一种阻燃聚合物材料合成方法，所述阻燃聚合物材料合成方法包括以下步骤：制备化合物A，所述化合物A包含式(3)所示结构单元，其中，n2为式(3)所示结构单元的聚合度；制备化合物B，所述化合物B包含式(4)所示结构单元，其中，R3为卤素；于有机溶剂中，在催化剂作用下，所述化合物A和所述化合物B反应生成阻燃聚合物材料。进一步的，所述制备化合物A包括：在氮气保护下，将尼龙薄膜加入无水四氢呋喃中；在温度为0-5℃的条件下，将2-6mmol的硼烷-四氢呋喃络合物加入无水四氢呋喃中，恒温反应0.5-1.5h；在45-55℃下，保温8-12h。进一步的，所述尼龙的数均分子量(Mn)为19000，尼龙的聚合度为168。进一步的，R3为氯，所述制备化合物B包括：将新戊二醇或其衍生物用二氯甲烷溶解，得到第一溶液；于1-3h内，将三氯氧磷滴加至所述第一溶液中，然后升温至45-55℃，反应4-8h；其中，新戊二醇或其衍生物与三氯氧磷的摩尔比为1:1。进一步的，所述于有机溶剂中，在催化剂作用下，所述化合物A和所述化合物B反应生成阻燃聚合物材料，包括：将所述化合物B和所述三乙胺用乙腈溶解，形成第二溶液；将所述化合物A加入到乙腈中，在45-55℃温度下，在1-3h内，滴加所述第二溶液，然后在55-65℃反应12h以上。本专利技术还提供了一种阻燃铝塑膜，所述铝塑膜包括依次设置的基材层、第一粘结层、铝箔芯层、第二粘结层和密封层，所述基材层包括所述阻燃聚合物材料制成的薄膜；所述第一粘结层为聚氨酯粘接剂或环氧树脂粘接剂；所述铝箔芯层经过钝化处理，所述钝化处理为铬酸盐处理、锆钛盐处理或稀土氧化物处理；所述第二粘结层为聚烯烃粘接剂、聚氨酯粘接剂或环氧树脂粘接剂；所述密封层为热塑性树脂层。进一步的，所述第一粘结层为聚氨酯粘接剂；和/或，所述钝化处理为铬酸盐处理；和/或，所述第二粘结层为聚烯烃粘接剂；和/或，所述密封层为CPP。进一步的，所述基材层厚度为10～50μm；所述第一粘结层厚度为2～6μm；所述铝箔芯层厚度为20～60μm；所述第二粘结层厚度为2～8μm；所述密封层厚度为20～80μm。本专利技术的有益效果在于提供了一种阻燃聚合物材料，该聚合物材料包括了式(1)或式(2)结构单元，该结构单元形成磷氮协同阻燃体系，使得该阻燃聚合材料的阻燃性能良好和稳定，将该阻燃聚合物材料运用到电池铝塑膜中，能够提供铝塑膜良好和稳定的阻燃性能，使电池能够在一定外界压力和过压充电情况下保持阻燃性能。附图说明图1是本专利技术实施例的铝塑膜结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。为了使本揭示内容的叙述更加详尽与完备，下文针对本专利技术的实施方式与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本专利技术具体实施例的唯一形式。实施方式中涵盖了多个具体实施例的特征以及用以建构与操作这些具体实施例的方法步骤与其顺序。然而，亦可利用其它具体实施例来达成相同或均等的功能与步骤顺序。一、阻燃尼龙的制备1.合成化合物A：在25mL无水四氢呋喃中加入尼龙薄膜，并充入氮气做保护,尼龙的Mn为19000，聚合度为168；随后在温度为0-5℃(优选0℃)条件下，用注射器引入1mol/L的硼烷-四氢呋喃络合物2-6mL，恒温反应0.5～1.5h；然后将温度升高到45-55℃(优选50℃)，保温8～12h；取出尼龙薄膜，用四氢呋喃、盐酸(1mol/L)、去离子水、氢氧化钠(1mol/L)、去离子水、四氢呋喃、乙醇、正己烷依次冲洗，然后置于50℃真空干燥箱中干燥24h，得到生成物A，生成物A即为化合物A，具体化学反应见反应方程式一。反应方程式一：2.合成化合物B：化合物B-I的合成将3.70g(0.05mol)无水的正丁醇和2.30g(0.05mol)无水乙醇加入到100mL的二氯甲烷中，启动磁力搅拌并升温至30～40℃，形成第一溶液；然后在氮气保护下，缓慢滴加15.30g(0.1mol)三氯氧磷(这里的三氯氧磷中的氯也可以为其它的卤素)，滴加时间为1～3h，然后升温至45～55℃反应4～8h；反应完成后，通过减压抽滤，除去溶剂二氯甲烷，将所得的白色固体用正己烷溶剂洗涤3次，然后置于80℃鼓风烘箱烘干至恒重，得到生成物B-I，生成物B-I即为化合物B-I，具体化学反应见反应方程式二。反应方程式二：化合物B-II的合成将10.42g(0.1mol)经过真空过夜处理的新戊二醇加入100mL的二氯甲烷中搅拌溶解，启动磁力搅拌并升温至30～40℃，形成第一溶液；然后在氮气保护下，缓慢滴加15.30g(0.1mol)三氯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阻燃聚合物材料，其特征在于，所述阻燃聚合物材料包含式(1)或式(2)所示结构单元，/n

【技术特征摘要】
1.一种阻燃聚合物材料，其特征在于，所述阻燃聚合物材料包含式(1)或式(2)所示结构单元，



其中，R1为CnH2n+1，n为自然数；R2为CmH2m+1，m为自然数；R4为CxH2x+1，x为自然数；R5为CyH2y+1，y为自然数；n1为式(1)所示结构单元的聚合度；n3式(2)所示结构单元的聚合度。


2.根据权利要求1所述的阻燃聚合物材料，其特征在于，n和m在1-8范围内，x和y在1-6范围内。


3.一种阻燃聚合物材料合成方法，其特征在于，所述阻燃聚合物材料合成方法包括以下步骤：
制备化合物A，所述化合物A包含式(3)所示结构单元，

其中，n2为式(3)所示结构单元的聚合度；
制备化合物B，所述化合物B包含式(4)所示结构单元，

其中，R3为卤素；
于有机溶剂中，在催化剂作用下，所述化合物A和所述化合物B反应生成阻燃聚合物材料。


4.根据权利要求3所述的阻燃聚合物材料合成方法，其特征在于，所述制备化合物A包括：
在氮气保护下，将尼龙薄膜加入无水四氢呋喃中；
在温度为0-5℃的条件下，将2-6mmol的硼烷-四氢呋喃络合物加入无水四氢呋喃中，恒温反应0.5-1.5h；
在45-55℃下，保温8-12h。


5.根据权利要求4所述的阻燃聚合物材料合成方法，其特征在于，所述尼龙的数均分子量为19000，尼龙的聚合度为168。


6.根据权利要求3所述的阻燃聚合物材料合成方法，其特征在于，R3为氯，所述制备化合物B包...

【专利技术属性】
技术研发人员：李义涛，王芳，张魁，杨华军，杨刚，程宗盛，张凌飞，
申请(专利权)人：东莞东阳光科研发有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44