用于聚合物锂离子电池复合材料的尼龙材料制造技术

本发明专利技术提出的一种用于聚合物锂离子电池复合材料的尼龙材料，旨在提供一种热学性能稳定、纵、横向机械性能优越，多层复合相容性好，同步流动延伸一致，冲深3-12mm或以上拐角不破裂的尼龙及其制造方法。所述尼龙主要包括：以PA6或PA66为主的尼龙树脂基体，在所述尼龙树脂基体中至少含有增强、增韧性尼龙填充体或增塑剂共混材料形成接枝共聚物，其中加入尼龙树脂中添加量为3wt％-20wt％尼龙增韧剂是接枝弹性体。本发明专利技术加入尼龙填充体或增塑剂共混材料形成接枝共聚物能够提高尼龙的抗冲击性、耐寒性、成型加工性、降低吸水率。主要解决了BOPA在成型过程中过分延伸，在热封层收缩，当收缩力大于BOPA层和AL层的粘接强度时出现分层，拐角、折边发生气泡难题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种主要用于聚合物锂离子电池的复合材料尼龙材料。
技术介绍
聚酰胺俗称尼龙(Nylon)，英文名称Polyamide (简称PA)，是分子主链上含有重复酰胺基团--的热塑性树脂总称。PA是一种高结晶度聚合物，一拉伸马上会结晶， 因此不能连续拉伸，在传统两步法生产线上加工必须添加特殊的助剂才能生产，且价格昂贵。尼龙薄膜是一种极易吸潮的产品，吸潮后将对使用造成不利影响，如尺寸变化导致印刷时套印不准，表面的水膜导致复合强度不足、起泡等。尼龙的改性品种数量繁多，如增强尼龙，单体浇铸尼龙(MC尼龙)，反应注射成型(RIM)尼龙，芳香族尼龙，透明尼龙，高抗冲(超韧)尼龙，电镀尼龙，导电尼龙，阻燃尼龙，尼龙与其他聚合物共混物和合金等，满足不同特殊要求，广泛用作金属，木材等传统材料代用品，作为各种结构材料。尼龙中的主要品种是尼龙PA6和尼龙PA66，其次是尼龙PA11、尼龙PA12、尼龙PA 610、尼龙PA612，另外还有尼龙PA1010、尼龙PA46、尼龙PA7、尼龙PA9、尼龙PA13，新品种有尼龙PA 61、尼龙PA 9T和特殊尼龙MXD6(阻隔性树脂)等。现有技术中比较适合聚合物锂离子电池的复合材料尼龙材料PA6、PA66、PA610、PAlU PA12、PA6尼龙的横切面为圆形，亦有三角形，其性能断裂强度为5. 9 9. 5，干湿为5. 1 8.0，拉力强度86000 134000。伸长率为16 沘％，回弹率4%，比重1 14，吸湿率4. 5%，耐热性180°C软化，溶点215°C，耐酸或碱性，5%盐煮沸分解，硝酸硫酸冷浓盐酸中部份分解。溶解性及化学性，一般溶剂不溶于苯酸及浓甲酸中溶解。防腐蚀性耐蛀不腐，长期曝晒，强力下降.色变黄。其中聚酰胺6树脂，也称聚己内酰胺，简称PA6，俗称尼龙6或锦纶6。其结构式为H-n-0H。ΒΟΡΑ薄膜是以聚酰胺6(ΡΑ6)为原材料制成的。聚酰胺分子内含有极性酰胺基(-C0-NH-)，其中的-NH-基能和-C = 0基形成氢键，氢键的形成是聚酰胺具有较高结晶性的重要因素之一，但不是所有聚酰胺中的分子都能结晶，还有一部分非结晶性的聚酰胺存在，这部分非结晶性的聚酰胺分子链中的酰胺基可以与水分子配位，即具有吸水性。有人提出ΡΑ6分子中每2个酰胺基可以与3个水分子配位，其中1个水分子以强的氢键存在，另外2个水分子以松散的结合状态存在。水渗透到尼龙中使现存的键变弱，正是由于其分子结构的这些特点，聚酰胺6具有以下特性优异的力学性能、耐磨性和耐腐蚀性；具有自润滑性；耐高温；具有良好的氧气阻隔性、耐穿刺和耐撕裂性；缺点是吸水性强。而ΡΑ66是一种通用的工程塑料，因其本身具有较高的拉伸强度、冲击强度、良好的耐磨性和耐腐蚀性、自润滑性等优点，被广泛应用于机械、汽车、电器等行业。ΡΑ66是一种极性聚合物，它的吸水性较大，一般在3 % 4 %之间。由于自身吸水性大，因此存在干态和低温冲击强度低以及吸水后变形等缺点。由于聚合物锂离子电池的复合包装材料必须具有足够的力学性能(如拉伸强度、冲击强度、刚性、韧性等)；良好的尺寸稳定性；良好的耐温、耐油、耐酸碱、耐有机溶剂性能；对水分的阻隔性较好，耐紫外线等。而现有技术为满足聚合物锂离子电池所用铝塑复合膜软包装材料外层的多层共挤复合，通常选用PET和尼龙BOPA/铝箔作为聚合物锂离子电池的外包装阻隔层，这种多层共挤复合通常将最近几年新开发出的许多阻隔性能优良阻隔材料，如MXD6特殊尼龙膜、镀氧化硅薄膜作为聚合物锂离子电池所用铝塑复合膜软包装材料外层的阻隔基材，但由于多层共挤复合的上述材料物理机械性能存在较大的差异性， 往往难以满足聚合物锂离子电池外阻隔层的同步成型，使得在多层共挤复合过程中，各层材料流动性的不一致，导致在阻隔性上难度最大的冷冲压成型软包装材料的冷冲压成型深度、铝箔伸长率和冷冲压前后铝箔厚度变化之间的关系变的极为复杂，而达不到在多层共挤出的PP、PE或CPP以及铝箔的最外层尼龙PA或PET复合后，很难达到冷冲压成型性要求冷冲压深度为3-12mm或以上，冲压深度不足3mm就会产生分层、破裂、针孔漏光现象，失去形状保持性，并且找不到合适的解决方案。国内能够解决上述技术问题的厂家几乎微乎其微，无法满足聚合物锂离子电池所用铝塑复合膜软包装材料外层PET和尼龙BOPA最内层 PP, CPP、PE的复合强度达到冲深值和冲深直角的要求，达不到尼龙/AL阻隔、冲深、绝缘作用的要求。导致大量投入的研发资金前功尽弃。现有技术在把两种或两种以上的材料在熔融状态下，在一个模头内复合熔接在一起的多层共挤复合中，一般是用HDPE、PP等树脂作为共挤复合的基础树脂，用PA、EV0H、 PVDC等作为主要阻隔树脂。由于阻隔材料与各层间材料机械性能的相容性很差，都会导致流动性的不一致。流动性太差或几种树脂之间流动性相差太大，都会导致层流的形成步调不一致而降低复合膜成型的同步性和阻隔性能。BOPA在成型过程中过分延伸，在热封后 BOPA层收缩，当收缩力大于BOPA层和AL层的粘接强度时出现分层，一经热封会在某一拐角或折边发生气泡或分层现象。众所周知，尼龙材料构成的BOPA是一种具有高冲击强度的薄膜，该种薄膜与铝箔复合后做的软包装，通常需要在常温下冲压做成各种形状的盒子，在现有的工艺条件下冲压目前的BOPA薄膜容易引起拐角破裂，导致报废。如果在BOPA薄膜表面通过真空镀上一层极薄的铝层，或涂布一层PVDC材料，就可以极大地提高BOPA薄膜的阻隔性能。但是 BOPAB薄膜同时也是一种吸湿性极强的材料，一旦吸湿，其阻隔材料就会大大下降。按照日本JISZ-1707透氧分级办法，阻隔材料分为11级，尼龙_6在湿度< 65%时可达5级，而当湿度达90%时，则降为6级，氧气透过量是5级的一倍以上。BOPA薄膜的这一性能会对其生产和使用造成很大的影响。举例来说，BOPA薄膜吸湿到一定程度后，就会发生收缩变形， 在印刷环节会影响套印精度，在复合环节会降低复合牢度，在制袋环节会导致前后错位等质量故障。现在市场上用的冲压用BOPA膜高档的依靠进口，冲压深度较浅或要求较低的采用普通BOPA膜。现有技术按生产工艺的不同，BOPA薄膜的制造方法可分为“平膜法”和“管膜法”两种。其中，平膜法BOPA的制造方法又可分为“两步法”和“同步法”。两步法是指在制膜过程中先进行纵向拉伸再进行横向拉伸，而同步法则是纵横向拉伸同时进行。两步拉伸又叫间次拉伸，一般是在加垫的同时，先进行纵向拉伸，然后将薄膜的两边用膜夹夹住， 在拉幅机内进行横向拉伸，拉伸后还要在拉幅机内进行热定型。这种拉伸方式优点是产品性能容易控制，操作较为方便，拉伸后可在同一横拉机内完成必要的热处理、冷却处理。生产速度较高。但是这种方法由于在横向拉伸、热处理时会损坏分子的纵向取向，难以制作强化薄膜。此外，由于热处理在横拉机内进行，也难以制作纵向热收缩为零的薄膜。两步法的5缺点之一是弓形效应大，会导致BOPA薄膜的表面均衡性能较差；而同步法可以有效地改善这一问题，但其又存在BOPA薄膜强度较差、成膜率和生产效率偏低的缺点。总而言之，这两种生产工艺各有很难融合的优缺点。
技术实现思路
本专利技术的任务是提出一种热学性能稳定、纵、横向机械本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于聚合物锂离子电池复合材料的尼龙材料，主要包括：以ＰＡ６或ＰＡ６６为主的尼龙树脂基体，其特征在于，在所述尼龙树脂基体中至少含有增强、增韧性尼龙填充体或增塑剂共混材料形成接枝共聚物，其中加入尼龙树脂中的尼龙增韧剂是接枝弹性体，该接枝弹性体的添加量为３ｗｔ％－２０ｗｔ％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘继福，
申请(专利权)人：刘继福，
类型：发明
国别省市：44