一种用于锂电池终止胶带的有色聚酯薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于锂电池终止胶带的有色聚酯薄膜及其制备方法，有色聚酯薄膜为ABA型三层构造薄膜，A层为透明层，B层为有色层；A层包括重量百分比5％～40％的开口剂母粒和60％～95％的膜级PET切片；B层包括重量百分比0.5％～15％的色油和85％～99.5％的膜级PET切片；有色聚酯薄膜总厚度为8～16μm，B层的厚度为6～12μm；采用三层共挤的方式，将有色层中的色油与膜级PET切片进行共挤拉伸进而制备有色聚酯薄膜，获得的有色聚酯薄膜可以耐电解液浸泡而不产生颜色析出，同时有色聚酯薄膜的力学性能能满足作为锂电池终止胶带基材的要求。求。求。

【技术实现步骤摘要】
一种用于锂电池终止胶带的有色聚酯薄膜及其制备方法


[0001]本专利技术属于聚酯薄膜领域，尤其涉及一种用于锂电池终止胶带的有色聚酯薄膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]锂电池由于具有能量密度高、循环寿命长、无记忆效应、高电压等优点，广泛应用于手机、智能手表、笔记本电脑、汽车等产品上。尤其在作为清洁能源的电动汽车，锂电池被大量地使用，呈现井喷式发展。锂电池电芯内部结构(如极片绝缘保护、卷绕终止保护、底部绝缘固定)一般采用单面终止胶带粘接，终止胶带大都采用PET基材，涂布加入色油的丙烯酸压敏胶形成最终的终止胶带。
[0003]ZL201910733854.3公开了一种锂电池终止胶带及其制备方法，该胶带包括多孔聚酯薄膜，多孔聚酯薄膜表面的孔为规则孔或/和不规则孔，其中，孔的平均粒径为0.02～50μm，多孔聚酯薄膜的厚度为0.2～30μm，由于表面随机分布有孔隙，可为电解液浸润提供通道，能有效提高锂离子电池的使用性能，同时还有利于排除电芯烘烤以及化成过程中的水汽和气体，增强电池的稳定性。
[0004]但是，多孔结构的存在会导致聚酯薄膜作为胶带基材时其强度会有所下降；且多孔聚酯薄膜需要经螺杆挤出机熔融挤出、拉伸后再经氟化锂的盐酸溶液浸润处理、干燥得到，存在制备工艺复杂的缺点。
[0005]同时，色油加入到胶水体系中，会存在以下问题：一方面会导致胶水持粘力下降，固定不充分；另一方面长期浸泡情况下颜料有析出的风险，容易引起锂电池性能的下降。
[0006]ZL202011181497.3公开了一种锂电池用PI基材热熔单面胶带，从上到下依次为热熔压敏胶层、PI基材层和离型涂层，其有益效果是：(1)使用耐电解液合成橡胶型胶水，泡电解液后粘接强度高；(2)使用本体具有颜色的金黄色PI基材膜，胶水中不添加颜料，避免胶带长期使用后析出脱色的风险；(3)使用无硅离型剂，附着力增加，解卷力适中，适合自动化使用。但PI基材成本过高，且基材颜色单一，不能实现颜色区别的效果。
[0007]因此，如何获得制备工艺简单、胶水持粘性能优异且具有耐锂电池电解液颜色析出的有色聚酯薄膜成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0008]针对上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种用于锂电池终止胶带的有色聚酯薄膜及其制备方法，有色聚酯薄膜为ABA型三层构造薄膜，A层为包括开口剂母粒和膜级PET切片的透明层，B层为包括色油和膜级PET切片的有色层，并通过原料、膜层的混合、加工与处理实现有色聚酯薄膜的制备。
[0009]第一方面，本专利技术提供一种用于锂电池终止胶带的有色聚酯薄膜，其特征在于，所述有色聚酯薄膜为ABA型三层构造薄膜，其中，A层为透明层，B层为有色层；
[0010]所述A层包括重量百分比5％～40％的开口剂母粒和60％～95％的膜级PET切片；
[0011]所述B层包括质量百分比0.5％～15％的色油和85％～99.5％的膜级PET切片；
[0012]所述有色聚酯薄膜总厚度为8～16μm，所述B层的厚度为6～12μm；
[0013]所述色油包括无机颜料、树脂载体、溶剂和分散剂；
[0014]所述无机颜料重量百分比为10％～40％；所述树脂载体重量百分比为35％～50％；所述溶剂重量百分比为5％～15％；所述分散剂重量百分比为20％～35％。
[0015]进一步的，所述无机颜料为氧化铁红、铁黄、氧化铬绿、钴蓝或钛白中的一种或多种；所述树脂载体为改性丙烯酸树脂；所述溶剂为甲基乙基酮、乙基环己烷或乙酸乙酯的一种或多种；所述分散剂为聚酯型大分子分散剂；
[0016]所述改性丙烯酸树脂为含亚胺基基团的丙烯酸树脂；
[0017]所述改性丙烯酸树脂的具体方法为：在合成丙烯酸树脂时加入共聚单体，所述共聚单体为含有亚胺基团的N
‑
甲基丙烯酰胺和/或N
‑
羟甲基丙烯酸铵。
[0018]所述聚酯型大分子分散剂为聚己内酯或基于己二酸的脂肪聚酯的一种或多种；
[0019]其中，所述聚酯型大分子分散剂的端基为极性基团，所述极性基团为羧基或亚胺基或羟基。
[0020]PET本身是耐电解液的，但长期的浸泡，高分子结构会存在溶胀现象，导致分散在PET内的有机颜料会发生迁移、析出。本专利采用的是无机颜料，一方面不溶于电解液，另一方面改性丙烯酸树脂载体与聚酯型大分子分散剂增强了无机颜料与PET的相互作用力，即使发生PET的溶胀，无机颜料也不会随着电解液发生迁移，从而保证了颜色不析出，同时有色聚酯薄膜的力学性能能满足作为锂电池终止胶带基材的要求。
[0021]同时，改性丙烯酸树脂是在丙烯酸树脂上引入亚胺基基团，增加与聚酯大分子分散剂的相互作用力，增加色油体系的稳定性，不容易生产沉降、絮凝。
[0022]聚酯型大分子分散剂通过极性的端基基团锚定在无机颜料表面，而改性的丙烯酸树脂载体上存在的氨基或亚胺基团可以与酯键发生氢键相互作用，一方面通过氢键作用增加无机颜料与PET的相互作用，另外一方面选择的聚酯型大分子分散剂与聚酯具有良好的相容性，分子间的相互作用力较强。
[0023]进一步的，所述开口剂母粒为无机粒子与PET的混炼物，所述无机粒子经硅烷化处理后与丙烯酸树脂聚合；所述无机粒子为二氧化硅和/或碳酸钙。
[0024]透明层中的开口剂母粒为经硅烷化处理与丙烯酸树脂进行聚合的二氧化硅或碳酸钙，可以增加薄膜与胶水的结合力，维持胶水的持粘力，保证锂电池性能稳定性。
[0025]第二方面，本专利技术还提供了一种上述有色聚酯薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0026]步骤S1：将无机颜料、溶剂、分散剂进行混合研磨，获得第一分散液，所述第一分散液低速搅拌并加入改性丙烯酸树脂获得第二分散液，待所述第二分散液的粘度达到6000～9000Pa.s，高速搅拌，获得色油；
[0027]通过充分的研磨使无机颜料在溶剂和分散剂的作用下获得充分的分散，改性丙烯酸树脂的加入使色油体系能与PET具有良好的相容性。色油的粘度与流动性存在密切关系，在主挤出机料口加料时，如果色油的流动性太好，则与PET的混炼效果差；如果流动性太差，容易导致与PET切片粘合。因此，控制粘度在6000～9000Pa.s，保证配料稳定性和生产稳定性，最终得到分散优异且与PET相容性良好的色油。
[0028]步骤S2：将膜级PET切片与步骤S1中获得的所述色油按重量百分比85％～99.5％与0.5％～15％混合，得到主挤原料，所述主挤原料经熔融、混炼、抽真空、过滤处理后获得主挤熔体；
[0029]对主挤原料进行熔融、混炼、抽真空、过滤处理的目的在于除去主挤原料中水分、低聚物、杂质及残留的溶剂。
[0030]步骤S3：将膜级PET切片与开口剂母粒按重量百分比60％～95％与5％～40％混合，得到辅挤原料，所述辅挤原料经熔融、抽真空、过滤处理后获得辅挤熔体；
[0031]对辅挤原料进行熔融、抽真空、过滤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于锂电池终止胶带的有色聚酯薄膜，其特征在于，所述有色聚酯薄膜为ABA型三层构造薄膜，其中，A层为透明层，B层为有色层；所述A层包括重量百分比5％～40％的开口剂母粒和60％～95％的膜级PET切片；所述B层包括重量百分比0.5％～15％的色油和85％～99.5％的膜级PET切片；所述有色聚酯薄膜总厚度为8～16μm，所述B层的厚度为6～12μm；所述色油包括无机颜料、树脂载体、溶剂和分散剂；所述无机颜料重量百分比为10％～40％；所述树脂载体重量百分比为35％～50％；所述溶剂重量百分比为5％～15％；所述分散剂重量百分比为20％～30％。2.如权利要求1所述的有色聚酯薄膜，其特征在于，所述无机颜料为氧化铁红、铁黄、氧化铬绿、钴蓝或钛白中的一种或多种；所述树脂载体为改性丙烯酸树脂；所述溶剂为甲基乙基酮、乙基环己烷或乙酸乙酯的一种或多种；所述分散剂为聚酯型大分子分散剂；所述改性丙烯酸树脂为含亚胺基基团的丙烯酸树脂；所述聚酯型大分子分散剂为聚己内酯或基于己二酸的脂肪聚酯的一种或两种；其中，所述聚酯型大分子分散剂的端基为极性基团，所述极性基团为羧基或亚胺基或羟基。3.如权利要求1所述的有色聚酯薄膜，其特征在于，所述开口剂母粒为无机粒子与PET的混炼物，所述无机粒子经硅烷化处理后与丙烯酸树脂聚合；所述无机粒子为二氧化硅和/或碳酸钙。4.一种制备如权利要求1
‑
3任一所述有色聚酯薄膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：将无机颜料、溶剂、分散剂进行混合研磨，获得第一分散液，所述第一分散液低速搅拌并加入改性丙烯酸树脂获得第二分散液，待所述第二分散液的粘度达到6000～9000Pa.s，高速搅拌，获得色油；步骤S2：将膜级PET切片与步骤S1中获得的所述色油按重量百分比85％～99.5％与0.5％～15％混合，得到主挤原料，所述主挤原料经熔融、混炼、抽真空、过滤处理后获得主挤熔体；步骤S3：将膜级PET切片与开口剂母粒按重量百分比60％～95％与5％～40...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆宇，陈正坚，范和强，楼涛，
申请(专利权)人：杭州和顺科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：