热塑性聚氨酯橡胶浆料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种热塑性聚氨酯橡胶浆料及其制备方法和应用，热塑性聚氨酯橡胶浆料包括：TPU颗粒、造孔剂和溶剂，其中，所述TPU颗粒中TPU颗粒的软链段的含量为40～50wt％。TPU颗粒的软链段为低聚物二元醇，其分子机构为分子链两端由羟基封端，低聚物二元醇分子量控制为1500～3000。TPU的硬链端为二异氰酸和扩链剂。本发明专利技术通过减少软链段含量、增加硬链段的含量，使TPU颗粒的性能更适合隔膜的涂层，增加隔膜与极片的粘结性，增加隔膜的浸润性，提高电池的注液效率，提升电池的各项性能。提升电池的各项性能。提升电池的各项性能。

【技术实现步骤摘要】
热塑性聚氨酯橡胶浆料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于电池隔膜
，具体来说涉及一种热塑性聚氨酯橡胶浆料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]在市场竞争下，动力电池的能量密度越来越高，这就迫使要求的隔膜的厚度越来越薄，薄隔膜引发的风险就是易受到外界碰撞时引发隔膜与极片错位短路，为了减小短路风险目前就是让薄隔膜与极片之间粘接到一起，让电池芯形成一个整体，受到外界碰撞时不会引发错位而短路。目前的技术隔膜与极片之间虽然有高粘结力，但是其浸润不足，导致电池的注液效率较低，并且在电池中的库仑效率与容量保持率都有些不足。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种热塑性聚氨酯橡胶浆料。
[0004]本专利技术的另一目的是提供上述热塑性聚氨酯橡胶浆料的制备方法。
[0005]本专利技术的另一目的是提供一种由上述热塑性聚氨酯橡胶浆料制备而成的隔膜。
[0006]本专利技术的目的是通过下述技术方案予以实现的。
[0007]一种热塑性聚氨酯橡胶浆料，包括：TPU颗粒、造孔剂和溶剂，其中，所述TPU颗粒中TPU颗粒的软链段的含量为40～50wt％。
[0008]在上述技术方案中，所述造孔剂为碳酸二甲酯或三丙二醇，所述溶剂为二甲基乙酰胺或N甲基吡咯烷酮。
[0009]在上述技术方案中，按质量份数计，所述TPU颗粒和造孔剂的比为(5～15)：(5～15)。
[0010]在上述技术方案中，按质量份数计，所述TPU颗粒和溶剂的比为(5～15)：(70～90)。
[0011]在上述技术方案中，制备TPU颗粒的方法为：将二异氰酸脂、扩链剂和丁二醇各自脱水，将各自脱水后的二异氰酸脂、扩链剂和丁二醇搅拌均匀，于100～140℃真空焙烘30～60min，再降温至80～100℃并于80～100℃保持30～60min，得到浅黄色半透明的聚氨酯产物，制成颗粒状，得到所述TPU颗粒，其中，所述扩链剂为三羟甲基丙烷。
[0012]在上述技术方案中，按质量份数计，各自脱水后的二异氰酸脂、扩链剂和丁二醇的比为(25～30)：(25～30)：(40～50)。
[0013]在上述技术方案中，制成颗粒状的方法为：先压制成薄片，最后将薄片破碎成颗粒状。
[0014]在上述技术方案中，所述脱水的温度为110～130℃，所述脱水为真空脱水，所述脱水的时间为30～50min。
[0015]上述热塑性聚氨酯橡胶浆料的制备方法，包括：使TPU颗粒溶解在溶剂中，加入造孔剂，搅拌均匀，得到所述热塑性聚氨酯橡胶浆料。
[0016]在上述技术方案中，通过将TPU颗粒和溶剂搅拌至少5h(优选为5～8h)，实现所述TPU颗粒溶解在溶剂中。
[0017]在上述技术方案中，加入造孔剂，搅拌至少10min至均匀。
[0018]一种隔膜，其制备方法包括：在基膜的一面或双面涂覆所述热塑性聚氨酯橡胶浆料，在基膜上形成涂层，萃取，烘干，得到所述隔膜。
[0019]在上述技术方案中，所述萃取采用的萃取液为水。
[0020]TPU颗粒的软链段为低聚物二元醇(主要采用丁二醇)，其分子机构为分子链两端由羟基封端(通式为：HO—R'—OH)，低聚物二元醇分子量控制为1500～3000。TPU的硬链端为二异氰酸和扩链剂(扩链剂主要采用三羟甲基丙烷)。本专利技术通过减少软链段含量、增加硬链段的含量，使TPU颗粒的性能更适合隔膜的涂层，增加隔膜与极片的粘结性，增加隔膜的浸润性，提高电池的注液效率，提升电池的各项性能。
附图说明
[0021]图1为由实施例1所得热塑性聚氨酯橡胶浆料获得隔膜的表面扫描电镜；
[0022]图2为由实施例1所得热塑性聚氨酯橡胶浆料获得隔膜的电解液接触角。
具体实施方式
[0023]本专利技术TPU颗粒的主要成分为脂类与醇类物质聚合的高分子粘结剂，根据相似相溶的原理，电解液的溶剂主要成为脂类(碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯等)，因为成分有相似，可以使电解液更加快速的穿过粘结层，增加电池隔膜的离子电导率；还可以增加隔膜的吸液饱液率。
[0024][0025]下面结合具体实施例进一步说明本专利技术的技术方案。
[0026]实施例1
[0027]一种热塑性聚氨酯橡胶浆料的制备方法，包括：使TPU颗粒和溶剂混合，搅拌5h，以使TPU颗粒溶解在溶剂中，加入造孔剂，搅拌15min至均匀，得到热塑性聚氨酯橡胶浆料，其中，造孔剂为碳酸二甲酯，溶剂为二甲基乙酰胺，按质量份数计，TPU颗粒、造孔剂和溶剂的比为5：5：90。
[0028]TPU颗粒中TPU颗粒的软链段的含量为40wt％，制备TPU颗粒的方法为：将二异氰酸脂、扩链剂和丁二醇各于110℃真空脱水30min，在110℃的反应釜中，将各自脱水后的二异氰酸脂、扩链剂和丁二醇搅拌均匀，于100℃真空焙烘30min，再降温至80℃并于80℃保持30min，得到浅黄色半透明的聚氨酯产物，采用平板压机压制成薄片，将薄片破碎成颗粒状，得到TPU颗粒，其中，扩链剂为三羟甲基丙烷，按质量份数计，各自脱水后的二异氰酸脂、扩
链剂和丁二醇的比为30：30：40。
[0029]实施例2
[0030]一种热塑性聚氨酯橡胶浆料的制备方法，包括：使TPU颗粒和溶剂混合，搅拌7h，以使TPU颗粒溶解在溶剂中，加入造孔剂，搅拌10min至均匀，得到热塑性聚氨酯橡胶浆料，其中，造孔剂为三丙二醇，溶剂为N甲基吡咯烷酮，按质量份数计，TPU颗粒、造孔剂和溶剂的比为10:10:80。
[0031]TPU颗粒中TPU颗粒的软链段的含量为45wt％，制备TPU颗粒的方法为：将二异氰酸脂、扩链剂和丁二醇各于125℃真空脱水40min，在125℃的反应釜中，将各自脱水后的二异氰酸脂、扩链剂和丁二醇搅拌均匀，于120℃真空焙烘50min，再降温至90℃并于90℃保持45min，得到浅黄色半透明的聚氨酯产物，采用平板压机压制成薄片，将薄片破碎成颗粒状，得到TPU颗粒，其中，扩链剂为三羟甲基丙烷，按质量份数计，各自脱水后的二异氰酸脂、扩链剂和丁二醇的比为27：28：45。
[0032]实施例3
[0033]一种热塑性聚氨酯橡胶浆料的制备方法，包括：使TPU颗粒和溶剂混合，搅拌8h，以使TPU颗粒溶解在溶剂中，加入造孔剂，搅拌15min至均匀，得到热塑性聚氨酯橡胶浆料，其中，造孔剂为三丙二醇，溶剂为二甲基乙酰胺，按质量份数计，TPU颗粒、造孔剂和溶剂的比为15：15：70。
[0034]TPU颗粒中TPU颗粒的软链段的含量为50wt％，制备TPU颗粒的方法为：将二异氰酸脂、扩链剂和丁二醇各于130℃真空脱水50min，在130℃的反应釜中，将各自脱水后的二异氰酸脂、扩链剂和丁二醇搅拌均匀，于140℃真空焙烘60min，再降温至100℃并于100℃保持60min，得到浅黄色半透明的聚氨酯产物，采用平板压机压制成薄片，将薄片破碎成颗粒状，得到TP本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热塑性聚氨酯橡胶浆料，其特征在于，包括：TPU颗粒、造孔剂和溶剂，其中，所述TPU颗粒中TPU颗粒的软链段的含量为40～50wt％。2.根据权利要求1所述的热塑性聚氨酯橡胶浆料，其特征在于，所述造孔剂为碳酸二甲酯或三丙二醇，所述溶剂为二甲基乙酰胺或N甲基吡咯烷酮。3.根据权利要求2所述的热塑性聚氨酯橡胶浆料，其特征在于，按质量份数计，所述TPU颗粒和造孔剂的比为(5～15)：(5～15)；按质量份数计，所述TPU颗粒和溶剂的比为(5～15)：(70～90)。4.根据权利要求1所述的热塑性聚氨酯橡胶浆料，其特征在于，制备TPU颗粒的方法为：将二异氰酸脂、扩链剂和丁二醇各自脱水，将各自脱水后的二异氰酸脂、扩链剂和丁二醇搅拌均匀，于100～140℃真空焙烘30～60min，再降温至80～100℃并于80～100℃保持30～60min，得到浅黄色半透明的聚氨酯产物，制成颗粒状，得到所述TPU颗粒，其中，所述扩链剂为三羟甲基丙烷。5.根据权利要求4所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁海朝，徐锋，李腾，苏碧海，
申请(专利权)人：河北金力新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：