电池电极材料用聚氨酯粘合剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及电池电极材料用聚氨酯粘合剂及其制备方法，属于电池技术领域。该粘合剂以聚氨酯为基体，拓宽溶剂的选用范围，引入一种自制改性多元醇参与聚合，该改性多元醇以苯胺和3,5

【技术实现步骤摘要】
电池电极材料用聚氨酯粘合剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于电池
，具体地，涉及电池电极材料用聚氨酯粘合剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]粘合剂是电池正极和负极的重要辅助材料，主要作用是粘合和保留活性材料，其本身虽没有容量，在电池中所占的比重也很小，但是对电池的电化学性能有着重要的影响，除了一般的粘合剂所具有的粘接性能之外，还需要能够耐受电解液的溶胀和腐蚀，目前得以应用的电池粘合剂主要有三大类：聚偏氟乙烯（PVDF）、丁苯橡胶乳液和羧甲基纤维素，以PVDF耐电化学腐蚀能力强被广泛应用，但PVDF需要用N
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甲基吡咯烷酮作为溶剂，回收溶剂的成本高，会对环境产生一定污染，随着增效降本和环保要求的提升，PVDF粘合剂亟需被替代。
[0003]聚氨酯作为一种多功能材料由于其内聚能大和极性基团较多等特点，具有较为优异的粘合性能，且耐溶剂、耐老化，目前已广泛应用于粘合剂，但是其高度绝缘材料，对电池内阻、电池倍率性能有较大影响，因此，本申请旨在开发以聚氨酯为基体的电池电极材料粘合剂。

技术实现思路

[0004]为了解决
技术介绍
中提到的技术问题，本专利技术的目的在于提供电池电极材料用聚氨酯粘合剂及其制备方法。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：电池电极材料用聚氨酯粘合剂的制备方法，包括如下步骤：步骤S1：将聚碳酸酯二醇真空脱水后与异佛尔酮二异氰酸酯混合，设置搅拌速率为60
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100rpm，升温至90℃保温反应1h，加入乙酸乙酯降温稀释，制成预聚液；步骤S2：将预聚液和辛酸亚锡混合，之后在50
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60℃恒温，设置搅拌120
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150rpm，加入改性多元醇保温搅拌反应45
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60min，再加入1,4
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丁二醇，提升搅拌速率为240
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300rpm搅拌反应10
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15min，快速降温至室温，加入流平剂混合均匀，制成电池电极材料用聚氨酯粘合剂。
[0006]进一步地，异佛尔酮二异氰酸酯、聚碳酸酯二醇、改性多元醇、1,4
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丁二醇和辛酸亚锡的用量比为1mol：0.38
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0.46mol：42
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55g：0.1
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0.15mol:0.5
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0.7g，聚碳酸酯二醇的均数分子量为2000。
[0007]进一步地，预聚液的粘度为150
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200cps。
[0008]进一步地，流平剂选自聚醚硅氧烷类流平剂，流平剂的添加量为0.9
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1.2wt%。
[0009]所述改性多元醇由以下方法制备：步骤A1：将十二烷基苯磺酸用去离子水溶解，再加入苯胺和3,5
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二氯苯胺混合，升温至60
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70℃，设置搅拌速率为180
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240rpm，缓慢滴加过硫酸铵溶解液，控制整体加入反应
时间为6
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8h，反应后加入少量抗坏血酸猝灭，离心取下层浓缩物干燥，制成低聚基体；进一步地，苯胺、3,5
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二氯苯胺、过硫酸铵和十二烷基苯磺酸的用量比为0.1mol：30
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50mmol：1.6
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2.2g：5.5
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7g，苯胺和3,5
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二氯苯胺在过硫酸铵引发下聚合，形成侧链含有氯基团的聚苯胺低聚物。
[0010]步骤A2：将二烯丙基硫醚、三乙胺和无水乙醇搅拌混合1
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2h，再加入二乙醇胺，设置搅拌速率为240
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360rpm，升温至80
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85℃回流反应40
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50min，反应结束旋蒸，制成修饰化合物；进一步地，二烯丙基硫醚、二乙醇胺和三乙胺的用量比为0.1mol：0.22
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0.24mol：12
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17mL，二烯丙基硫醚中的双键与二乙醇胺中的仲胺加成反应，制成含硫和支状羟基的化合物。
[0011]步骤A3：将低聚基体和N
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甲基吡咯烷酮搅拌溶解，再加入碳酸钾和修饰化合物混合，设置搅拌速率为120
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240rpm，升温至110
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120℃反应2
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3h，反应结束加入去离子水减压旋蒸数次，制成改性多元醇；进一步地，低聚基体、修饰化合物和碳酸钾的用量比为10g：15.5
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18.2g：8
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11g，修饰化合物的支状羟基与低聚基体侧链上的氯基团反应，引入醇羟基，提高交联活性。
[0012]本专利技术的有益效果：本专利技术制备出一种改性多元醇，其以苯胺和3,5
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二氯苯胺为原料，通过硫酸铵引发聚合，形成侧链含有氯基团的聚苯胺低聚物，改善聚苯胺的反应活性，由二烯丙基硫醚和二乙醇胺加成反应，制成含硫和支状羟基的化合物，并将其与低聚基体侧链上的含氯基团反应，对低聚基体羟基化修饰，制成含多元醇羟基的苯胺低聚物，其参与聚氨酯的聚合，形成聚氨酯链和聚苯胺链互穿网络结构，大大提升聚氨酯的电导率，对降低电池内阻起到改善作用，同时制成的粘合剂以聚氨酯为基体，相较于现有的PVDF粘合剂，拓宽溶剂的选用范围，为环保型粘合剂的发展提供基础；此外，本专利技术中以二烯丙基硫醚为桥接材料，向聚合物的主链上引入含硫基团，其与电池金属基片具有强螯合作用，大大提升粘合剂胶膜与基片的粘合强度。
具体实施方式
[0013]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0014]实施例1本实施例制备一种改性多元醇，具体实施过程如下：a1、取十二烷基苯磺酸在室温下加入60倍质量的去离子水搅拌至完全溶解，再投加苯胺和3,5
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二氯苯胺，辅以600rpm高速搅拌制成混合液，升温至70℃，以240rpm恒速搅拌，在3h内缓慢加入过硫酸铵溶解液，加入后继续保温搅拌反应，控制整体加入反应时间为6h，其中，苯胺、3,5
‑
二氯苯胺、过硫酸铵和十二烷基苯磺酸的用量比为0.1mol：30mmol：2.2g：7g，苯胺和3,5
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二氯苯胺在过硫酸铵的催化下聚合反应，制成侧链含有氯基团的聚苯胺低聚物，反应后加入20ppm的抗坏血酸猝灭反应，离心取下层浓缩产物置于干燥箱中，以
60℃干燥3h，取干燥后的产物记为低聚基体。
[0015]a2、取二烯丙基硫醚、三乙胺和无水乙醇在室温下以180rpm搅拌混合1h，再投加二乙醇胺，设置搅拌速率为360rpm，升温至85℃回流反应40min，其中，二烯丙基硫醚、二乙醇胺和三乙胺的用量比为0.1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.电池电极材料用聚氨酯粘合剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：将聚碳酸酯二醇真空脱水后与异佛尔酮二异氰酸酯混合，搅拌升温至90℃保温反应1h，加入乙酸乙酯降温稀释，制成预聚液；步骤S2：将预聚液和辛酸亚锡混合，之后在50
‑
60℃恒温，加入改性多元醇保温搅拌反应45
‑
60min，再加入1,4
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丁二醇，搅拌反应10
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15min，降温至室温，加入流平剂混合，制成电池电极材料用聚氨酯粘合剂。2.根据权利要求1所述的电池电极材料用聚氨酯粘合剂的制备方法，其特征在于，所述改性多元醇由以下方法制备：步骤A1：将十二烷基苯磺酸用去离子水溶解，再加入苯胺和3,5
‑
二氯苯胺混合，升温至60
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70℃，搅拌状态缓慢滴加过硫酸铵溶解液，控制整体加入反应时间为6
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8h，反应后加入少量抗坏血酸猝灭，离心取下层浓缩物干燥，制成低聚基体；步骤A2：将二烯丙基硫醚、三乙胺和无水乙醇搅拌混合1
‑
2h，再加入二乙醇胺，搅拌升温至80
‑
85℃回流反应40
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50min，反应结束旋蒸，制成修饰化合物；步骤A3：将低聚基体和N
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甲基吡咯烷酮搅拌溶解，再加入碳酸钾和修饰化合物混合，搅拌升温至110
‑
120℃反应2
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3h，反应结束加入去离子水减压旋蒸数次，制成改性多元醇。3.根据权利要求2所述的电池电极材料用聚氨酯粘合剂的制备方法，其特征在于，苯胺、3,5

【专利技术属性】
技术研发人员：邹智，高寅，朱义成，
申请(专利权)人：江苏百瑞特新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：