【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新材料领域，具体涉及一种耐高温阻燃陶瓷涂覆隔膜水性粘结剂及其制备方法与应用。
技术介绍
1、随着经济与社会的发展，能源储存问题成为了制约国家发展的关键问题。在电池问世之前，人类的储能方式多为携带化石燃料、大坝蓄水等方式，此类方式携带极其不便，难以满足人们便携储能的需求，限制了人类活动的发展。直到意大利科学家福达通过将多层的锌和多层的银，通过盐水浸渍的方式组成了第一个电池——伏打电池，人们才第一次真正的使用上了真正的便携能源，因此，在电池问世给人们带来了全新的储能方法，极大的拓展了人类的生产生活方式，对人类社会的发展具有里程碑式的意义。但是，随着人类社会的快速发展，传统的锂离子电池越来越不能满足人类对于能源储存的需要，电池发展不断地朝着高容量、高倍率的方向进行拓展，而随着电池朝这一方向的发展，电池的安全性能成为了目前人们最为关心的事情。锂离子电池主要由正极、负极、粘结剂、隔膜和电解液组成，其主要成分中，绝大部分都属于可燃物，例如：负极的活性材料石墨、硅碳；电解液；聚合物基的隔膜等，在电池发生热失控后，瞬间产生的大量热会导致电池发生自燃，同时，电池的组分绝大部分为可燃物，导致电池在可燃物燃烧完之前难以扑灭，给人们的生命财产安全带来的极大的隐患。为了克服这一个问题，科学家们采用了一系列的改进措施，比如采用固态电解质、阻燃性电解液等，但是，相较于原本电解液，无论是固态电解质还是阻燃电解液，在改性过后，电池的本身阻抗会严重增加，离子电导率严重下降，例如，固态电解质的离子电导率往往低于常用的碳酸乙烯酯电解液一个数量级、改性后的
技术实现思路
1、针对以上问题，本专利技术提供了一种耐高温阻燃陶瓷涂覆隔膜水性粘结剂的溶液聚合制备方法及其应用。采用水相溶液聚合的方法，以dopo类单体为阻燃改性剂，获得了体系简单纯净，且阻燃性能优异的用于陶瓷涂覆隔膜的水性粘结剂。
2、本专利技术提供的耐高温阻燃陶瓷涂覆隔膜水性粘结剂的溶液聚合制备方法，所述的“溶液聚合方法”指的是包含以下特征的一种聚合方法：其聚合体系中溶剂只包含水，不添加其他溶剂；不添加分散剂、小分子阻燃剂和悬浮剂，所得聚合物均匀、稳定地分散在水相当中，最终得到水性粘结剂。
3、本专利技术的技术方案如下：
4、一种耐高温阻燃陶瓷涂覆隔膜水性粘结剂的溶液聚合制备方法，包含以下步骤：
5、(1)在惰性气体保护下，将水溶性不饱和单体a、油溶性不饱和单体b、水溶性引发剂在水中充分搅拌混合，水浴加热反应；
6、(2)滴加阻燃改性单体c保温反应，滴加ph调节剂调节ph，搅拌均匀得到一种耐高温阻燃陶瓷涂覆隔膜水性粘结剂。
7、进一步的，所述的水性粘结剂的原料和水按照以下比例组成，份数以质量计：
8、水溶性不饱和单体a 10-2000份
9、油溶性不饱和单体b 0-1000份
10、阻燃改性单体c1-500份
11、ph调节剂0.1-10份
12、引发剂0.1-60份
13、水500-5000份。
14、进一步的，步骤(1)中，所述水溶性不饱和单体a包括以下物质中的至少一种：丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、单宁酸、衣康酸、醋酸乙烯酯、乙烯基吡咯酮、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、亚甲基丁二酸、马来酸酐、双丙酮丙烯酰胺。
15、进一步的，步骤(1)中，所述油溶性不饱和单体b包括以下物质中的至少一种：丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸十八酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯腈、甲基丙烯腈、α-甲基苯乙烯。
16、进一步的，步骤(1)中，所述水溶性引发剂包括以下物质中的至少一种：过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸铵-亚硫酸氢钠、过硫酸钾-硫代硫酸钠、偶氮二氰基戊酸、偶氮二异丙基咪唑啉。
17、进一步的，步骤(1)中，所述水浴加热反应的温度为60～70℃；所述水浴加热反应的时间为0.5～4h；所述惰性气体包括氩气、氮气中的一种以上。
18、进一步的，步骤(2)中，所述阻燃改性单体c包括以下物质中的至少一种：10-(2,5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(dopo)、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、马来酸-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、[(6-氧-(6h)-二苯并-(ce)(1,2)-氧磷杂已环-6-酮)甲基]-丁二酸。
19、进一步的，步骤(2)中，所述的ph调节剂包括以下物质中的至少一种：氨水、碱金属氢氧化物、有机胺类化合物。
20、更进一步地，所述碱金属氢氧化物包括氢氧化锂、氢氧化钠中的一种以上；所述有机胺类化合物包括三乙胺。
21、进一步的，步骤(2)中，滴加阻燃改性单体c的时间为2～8h。
22、进一步的，步骤(2)中，所述保温反应的温度为80～100℃；所述保温反应的时间为2-6h。
23、进一步的，步骤(2)中，所述调节ph为调节ph至5.0～9.0。
24、本专利技术提供上述任一项制备方法制备得到的一种耐高温阻燃陶瓷涂覆隔膜水性粘结剂。
25、进一步的，所述的水性粘结剂是玻璃化转变温度为0～250℃的共聚物。
26、本专利技术还提供上述的一种耐高温阻燃陶瓷涂覆隔膜水性粘结剂在电池隔膜制备中的应用。
27、进一步的，所述电池隔膜为锂电池陶瓷涂覆有机聚合物薄膜。
28、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和有益效果：
29、本专利技术提供了一种耐高温陶瓷涂覆隔膜水性粘结剂及其制备方法，其聚合过程中，溶剂只包含水，不添加分散剂和悬浮剂，制备出的水性粘结剂离火自熄，显著提高了聚合物隔膜的安全性能。
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1.一种耐高温阻燃陶瓷涂覆隔膜水性粘结剂的溶液聚合制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种耐高温阻燃陶瓷涂覆隔膜水性粘结剂的溶液聚合制备方法，其特征在于，所述水性粘结剂的原料和水按照以下比例组成：
3.根据权利要求1所述的一种耐高温阻燃陶瓷涂覆隔膜水性粘结剂的溶液聚合制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述水溶性不饱和单体A包括以下物质中的至少一种：丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、单宁酸、衣康酸、醋酸乙烯酯、乙烯基吡咯酮、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、亚甲基丁二酸、马来酸酐、双丙酮丙烯酰胺。
4.根据权利要求1所述的一种耐高温阻燃陶瓷涂覆隔膜水性粘结剂的溶液聚合制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述油溶性不饱和单体B包括以下物质中的至少一种：丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸十八酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯腈、甲基丙烯腈、α-甲基苯乙烯。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温
6.根据权利要求1所述的一种耐高温阻燃陶瓷涂覆隔膜水性粘结剂的溶液聚合制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述阻燃改性单体C包括以下物质中的至少一种：10-(2,5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、马来酸-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、[(6-氧-(6H)-二苯并-(CE)(1,2)-氧磷杂已环-6-酮)甲基]-丁二酸。
7.根据权利要求1所述的一种耐高温阻燃陶瓷涂覆隔膜水性粘结剂的溶液聚合制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的PH调节剂包括以下物质中的至少一种：氨水、碱金属氢氧化物、有机胺类化合物；所述滴加阻燃改性单体C的时间为2～8h；所述保温反应的温度为80～100℃；所述保温反应的时间为2-6h；所述调节pH为调节pH至5.0～9.0。
8.权利要求1-7任一项所述的制备方法制备得到的一种耐高温阻燃陶瓷涂覆隔膜水性粘结剂。
9.根据权利要求8所述的一种耐高温阻燃陶瓷涂覆隔膜水性粘结剂，其特征在于，所述的水性粘结剂是玻璃化转变温度为0～250℃的共聚物。
10.权利要求8～9任一项所述的一种耐高温阻燃陶瓷涂覆隔膜水性粘结剂在电池隔膜制备中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种耐高温阻燃陶瓷涂覆隔膜水性粘结剂的溶液聚合制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种耐高温阻燃陶瓷涂覆隔膜水性粘结剂的溶液聚合制备方法，其特征在于，所述水性粘结剂的原料和水按照以下比例组成：
3.根据权利要求1所述的一种耐高温阻燃陶瓷涂覆隔膜水性粘结剂的溶液聚合制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述水溶性不饱和单体a包括以下物质中的至少一种：丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、单宁酸、衣康酸、醋酸乙烯酯、乙烯基吡咯酮、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、亚甲基丁二酸、马来酸酐、双丙酮丙烯酰胺。
4.根据权利要求1所述的一种耐高温阻燃陶瓷涂覆隔膜水性粘结剂的溶液聚合制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述油溶性不饱和单体b包括以下物质中的至少一种：丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸十八酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯腈、甲基丙烯腈、α-甲基苯乙烯。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温阻燃陶瓷涂覆隔膜水性粘结剂的溶液聚合制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述水溶性引发剂包括以下物质中的至少一种：过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸铵-亚硫酸氢钠、过硫酸钾-硫代硫酸钠、偶氮二氰基戊酸、偶氮二异丙基咪唑啉；所述水浴加热反应的温度为...
【专利技术属性】
技术研发人员：王朝阳，李钰杰，叶湘宜，郑培涛，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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