具有核壳结构的水性粘结剂制造技术

本发明专利技术提供了一种具有核壳结构的水性粘结剂

【技术实现步骤摘要】
具有核壳结构的水性粘结剂、制备方法及锂离子电池材料


[0001]本专利技术涉及电池材料粘结剂领域，具体而言，涉及一种具有核壳结构的水性粘结剂
、
制备方法及锂离子电池材料
。

技术介绍

[0002]随着锂离子电池产业发展需求，环保型高端水性粘结剂已成为当下研究热点之一
。
但水性粘结剂普遍具有柔性差
、
刚性大的缺点
。

技术实现思路

[0003]本专利技术所解决的问题是以壳聚糖和功能化聚合物端羟基聚丁二烯为主体的复合型高柔韧水性粘结剂，改善水性粘结剂普遍具有柔性差
、
刚性大的缺点
。
[0004]为此，本专利技术的第一目的在于提供一种具有核壳结构的水性粘结剂
。
[0005]本专利技术的第二目的在于提供一种具有核壳结构的水性粘结剂的制备方法
。
[0006]本专利技术的第三目的在于提供一种锂离子电池材料
。
[0007]为实现本专利技术的第一目的，本专利技术提供了一种具有核壳结构的水性粘结剂，按照质量份包括：壳聚糖，5质量份
‑
10
质量份；甲基丙烯酸，
15
质量份
‑
50
质量份；丙烯腈，
30
质量份
‑
45
质量份；端羟基聚丁二烯，
15
质量份
‑
30
质量份
。
[0008]本专利技术通过甲基丙烯酸与壳聚糖上的部分羟基的酯化反应，从而将能进行自由基聚合的活性官能团
‑
烯丙基引入壳聚糖
。
进而，以上具有很高反应活性的烯丙基在与甲基丙烯酸
、
丙烯腈和端羟基聚丁二烯进行聚合反应，最终获得具有核壳结构的高柔韧性复合水性粘结剂
。
通过调节水性粘结剂体系中的核层共聚物和壳层共聚物的质量比为，在保证水性粘结剂水溶性较好的情况下，提高天然高分子衍生物核的数量，提供足够的用于聚合反应的位点，进一步提高合成的转化率，提高水性粘结剂的固含量，优化了粘结剂的附着力与柔韧性，获得了附着力与柔韧性较好的水性粘结剂
。
[0009]上述任一技术方案中，壳聚糖，具有以下属性：脱乙酰度
>90
％，分子量为5万
‑
15
万，在水中的溶解度
>10g/L。
[0010]本专利技术通过具有较大的分子量的壳聚糖作为水性粘结剂的原料，壳聚糖中
10
％
‑
40
％氨基可以被
(
甲基
)
丙烯酸阳离子化，使其在水中有较高的溶解，可以提供较为理想的天然高分子衍生物
‑
功能化聚合物核壳结构模型中所对应的核结构
。
[0011]上述任一技术方案中，一种具有核壳结构的水性粘结剂，端羟基聚丁二烯，按羟值不同包括以下类型：
I
型：羟值
0.47
‑
0.53
，
40℃
的条件下，粘度
≤9.5Pa
·
s
，数均分子量
3800
‑
4600
；和
/
或
II
型：羟值
0.54
‑
0.64
，
40℃
的条件下，粘度
≤8.5Pa
·
s
，数均分子量
3300
‑
4100
；和
/
或
III
型：羟值
0.65
‑
0.70
，
40℃
的条件下，粘度
≤4.0Pa
·
s
，数均分子量
3000
‑
3600
；和
/
或
IV
型：羟值
0.71
‑
0.80
，
40℃
的条件下，粘度
≤3.5Pa
·
s
，数均分子量
2700
‑
3300。
[0012]本专利技术通过选用选用端羟基聚丁二烯来调节连接核与壳连接纽带的长度和柔韧性能，进而来获得柔韧性较好的水性粘结剂
。
将选定的端羟基聚丁二烯再按照不同羟值划
分类型，根据需求改善粘结剂的亲油
‑
亲水两面性，保持粘结剂在后续的浆料加工中有较强的亲油
‑
亲水两面性，进而提供良好的浆料稳定性
、
过筛能力和高的涂布良品率
。
[0013]上述任一技术方案中，一种具有核壳结构的水性粘结剂，
40℃
的条件下，具有核壳结构的水性粘结剂粘度为
12.0Pa
·
s
‑
20.0Pa
·
s
，
pH
值
7.0
‑
9.0
，固含量为
15.0
％
。
[0014]本专利技术通过对粘结剂粘度
、pH
值和固含量的控制，控制粘结剂的生产和应用
。
同样的固含的情况下，太低的粘度控制导致粘结剂的分子量太小，从而导致粘结剂的附着力过低
。
粘结剂粘度过大，不仅会导致生产设备负荷过高，而且会堵住出料口，进而损坏设备
。
因此，在保证相同的
pH
值和固含量时，将粘结剂的粘度控制在合理的范围至关重要
。
[0015]为实现本专利技术的第二目的，本专利技术提供了一种具有核壳结构水性粘结剂的制备方法，包括以下步骤：
S10
：将水
、
壳聚糖
、
甲基丙烯酸和催化剂加入反应器，在
40℃
‑
70℃
的温度条件下，转速
300rmp
，搅拌2‑
5h
，以配制壳聚糖水溶液；
S20
：待壳聚糖水溶液冷却至室温，在壳聚糖水溶液中加入甲基丙烯酸和氢氧化钠，调节溶液
pH
值至
7.0
‑
9.0
，加入丙烯腈
、
端羟基聚丁二烯
、
有机溶剂和非离子型表面活性剂，转速
200rpm
‑
500rpm
，搅拌
0.5h
‑
1.5h
，抽真空处理，真空度为
‑
0.6kPa
至
‑
0.8kPa
，得到预乳液；
S30
：氮气保护气氛下，升温至
60℃
，调整本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种具有核壳结构的水性粘结剂，其特征在于，按照质量份包括：壳聚糖，5质量份
‑
10
质量份；甲基丙烯酸，
15
质量份
‑
50
质量份；丙烯腈，
30
质量份
‑
45
质量份；端羟基聚丁二烯，
15
质量份
‑
30
质量份
。2.
根据权利要求1所述的具有核壳结构的水性粘结剂，其特征在于，所述壳聚糖具有以下属性：脱乙酰度
>90
％，分子量为5万
‑
15
万，在水中的溶解度
>10g/L。3.
根据权利要求1所述的具有核壳结构的水性粘结剂，其特征在于，所述端羟基聚丁二烯，按羟值不同包括以下类型：
I
型：羟值
0.47
‑
0.53
，
40℃
的条件下，粘度
≤9.5Pa
·
s
，数均分子量
3800
‑
4600
；和
/
或
II
型：羟值
0.54
‑
0.64
，
40℃
的条件下，粘度
≤8.5Pa
·
s
，数均分子量
3300
‑
4100
；和
/
或
III
型：羟值
0.65
‑
0.70
，
40℃
的条件下，粘度
≤4.0Pa
·
s
，数均分子量
3000
‑
3600
；和
/
或
IV
型：羟值
0.71
‑
0.80
，
40℃
的条件下，粘度
≤3.5Pa
·
s
，数均分子量
2700
‑
3300。4.
根据权利要求1所述的具有核壳结构的水性粘结剂，其特征在于，
40℃
的条件下，所述具有核壳结构的水性粘结剂粘度为
12.0Pa
·
s
‑
20.0Pa
·
s
，
pH
值
7.0
‑
9.0
，固含量为
15.0
％
。5.
一种具有核壳结构的水性粘结剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法用于制备如权利要求1‑4任一项所述的具有核壳结构的水性粘结剂，所述制备方法包括以下步骤：
S10
：将水
、
所述壳聚糖
、
所述甲基丙烯酸和催化剂加入反应器，在
40℃
‑
70℃
的温度条件下，转速
300rmp
，搅拌2...

【专利技术属性】
技术研发人员：周慧，邵汉琦，徐章琪，虞常波，张晨纯，余方苗，周昶吉，卢家豪，徐侠，周大明，
申请(专利权)人：浙江中科立德新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：