膨润土—黄原胶改性锂离子电池粘合剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种膨润土—黄原胶改性锂离子电池粘合剂的制备方法，其主原料由以下重量含量的成分组成：膨润土0.5%～1%，无机酸溶液1%～5%，醇-水溶液1%～3%；所述醇-水溶液中醇：水的体积比=1:3～4；黄原胶溶液2～5%，黄原胶溶液中黄原胶的质量浓度为1%；丙烯酸15～30%，丙烯酸辛酯20～40%，异戊二烯5～15%，乳化剂0.1～1%，引发剂0.1～0.5%，余量为软水；包括了膨润土的改性、乳化液的制备以及粘合剂的制备。所得的锂离子电池粘合剂具有粘结性能好、应用范围广的特点。

【技术实现步骤摘要】
膨润土一黄原胶改性锂离子电池粘合剂的制备方法
本专利技术属于锂离子电池粘合剂的制备领域，涉及一种膨润土一黄原胶改性锂离子电池粘合剂及其制备方法。
技术介绍
锂离子电池是近20年来处于高速发展的一种新型高性能蓄电池，具有电压高、质量轻、比能量密度大、自放电小等许多优点，其应用范围涵盖了民用、国防和航空航天等领域。目前，锂离子电池制造过程中使用的溶剂型粘结剂主要为PVdF/N-甲基吡咯烷酮(NMP)体系，NMP在德国等国家被定为三类有毒化学品，允许排入大气质量浓度为100mg/m3，在电池制造过程中NMP用量较大，它不仅对环境造成严重污染，对操作人员身体健康具有一定的损害，而且溶剂粘合剂只能粘结进口的MCMB炭粉,对国产化的人造石墨改性的廉价炭粉则粘结不良。 膨润土又名膨土岩、斑脱岩，有时也称白泥，是一种性能十分优良，经济价值较高，应用范围较广的粘土资源。主要成分为蒙脱石，具有特殊的性质，如膨润性、粘结性、吸附性、催化性、触变性、悬浮性等。膨润土经化学酸处理所得的改性膨润土称为活性白土或漂白土。用酸对膨润土进行处理时，酸与硅酸盐进行的是物化反应，首先蒙脱石层间的钾、镁、钠等金属阳离子转化为可溶性盐类物质溶解到溶液中，削弱了层间的健能，促使层状晶格裂开，增大层间距，从而增加了蒙脱石表面活性。同时，酸还可以有效去除分布在膨润土通道中的杂质，吸附性能得到提高。黄原胶是一种淀粉衍生物高分子杂多糖，可在天然环境中降解，分子链上含有大量的羟基、羧基等活性基团，具有优越的增稠、悬浮、乳化等性能。CN200910017155.5告知了一种水下环氧胶黏剂及其制备方法。该胶黏剂由A、B两种组分组成，其中A组分中包含环氧树脂、环氧活性稀释剂、增韧剂304树脂、滑石粉、氧化钙、有机膨润土、钛白粉、偶联剂、分散剂等。将A、B组分分别搅拌分散均匀后，将B组分倒入A组分混合均匀，即制得水下环氧胶黏剂。CN201210083414.6告知了一种陶瓷纤维改性耐磨胶黏剂，包括甲乙两部分，甲组份包括改性环氧树脂、A-1160硅烷偶联剂、690稀释剂、液体聚硫橡胶、陶瓷纤维、有机膨润土、821阻燃剂、160目石英砂、1.5mm耐磨氧化铝陶瓷球；乙组份包括T31固化剂、DMP-30促进剂、陶瓷纤维、有机膨润土、160目石英砂、1.5_耐磨氧化铝陶瓷球；具有维修效率高、维修时间短、施工难度小和耐磨损效果好的特点。CN201110270797.3告知了一种防辐射胶黏剂，分为A部分和B部分，在使用前将A部分和B部分均匀混合成胶液，其中A部分包含氯丁橡胶、增粘剂、余量为有机溶剂；B部分包含纳米级二氧化钛、准纳米级硫酸钡、特种活性炭、纳米级膨润土等。CN201110348702.5告知了一种实木复合地板用酚醛树脂复合填充剂及酚醛树脂胶黏剂，包含树皮粉、矿物质粉末和玉米淀粉，依次加入混合机中混匀制成；矿物质粉末选自天然钠基膨润土、重质碳酸钙或轻质碳酸钙中一种或几种小于200目的粉末或其粉末的混合物。在不降低胶黏剂固化速度、胶合强度，多层实木复合地板热压温度由130°C降至115°C，复合地板中甲醛释放量达EO级。CN201210442657.4告知了一种环保型建筑胶粘剂，其特征是在于是由如下质量百分比的原料组成:瓜尔豆胶、田菁胶、羧甲基淀粉钠、黄原胶、羧甲基纤维素、微胶囊交联剂等。具体地说是采用微胶囊技术将交联剂进行改性，使其在干粉状态下与天然植物胶共混不发生交联反应，当加水溶解交联剂释放与植物胶粉发生交联反应，解决了天然植物胶制备胶粘剂耐水性差的缺陷，具有较强的水溶性、耐水性、粘结性、环保等优点。CN200910071462.1告知了一种水性高分子复合胶粘剂的制备方法，制备方法包括:一、制备预聚体；二、制备混合溶液；三、将预聚体加入到混合溶液中，搅拌制备异氰酸酯乳液；四、将异氰酸酯乳液与水性高分子混合、搅拌即得到水性高分子复合胶粘剂。其中步骤四中水性高分子由聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸聚合物、聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚马来酸、聚乙烯吡咯烷酮、淀粉、纤维素醚、甲壳质、黄原胶、蛋白质、脲醛树脂、三聚氰胺树脂及水溶性酚醛树脂低聚物中的一种或几种组成。CN200810123428.X告知了一种接枝改性蛋白基胶粘剂的制备方法，其特征在于:以蛋白为基料，采用自由基溶液聚合方法接枝改性蛋白，所述的增稠剂为黄原胶、海藻酸钠、羟丙基淀粉醚、藻酸丙二醇酯等。采用氧化还原体系引发剂，在一定温度下反应一段时间，在蛋白主链上接 上乙烯基类单体支链，获得接枝改性蛋白基胶粘剂。本专利技术在生产和使用过程中不释放甲醛等物质，有利于环保；同时可以增加蛋白产品的附加值，具有重要的经济价值。CN200610114100.2告知了一种不含甲醛的胶粘剂及其制备方法。本专利技术包含组分A和B ;其中组分A中含有聚乙烯醇、黄原胶、改性淀粉、植物蛋白粉、谷氨酸、AEO — 9等；使用前，将所需的组分A、组分B混合均匀。本专利技术不含甲醛，没有异味，无毒无公害；其价格较低，可广泛用于半成品木材的加工、金属材料、非金属材料等的粘合；粘接强度高，耐水性好。适合各种生产线的要求,无须改变生产条件。US6667354介绍了一种环境友好的悬浮液中包含液体载体悬浮介质和补强填料，液体载体悬浮介质选自苯乙烯异戊二烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯嵌段共聚物等，补强调料为粘土等。US2363703(A) —中橡胶类聚合物由共轭二烯烃组成，在加工过程中加入了膨润土。目前国内外虽有一些在胶黏剂中应用膨润土或者黄原胶的报道，但均为简单的分散，且没有同时应用这两种物质的胶黏剂，更没有在锂离子电池胶黏剂中应用的报道。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种粘结性能好、应用范围广的膨润土一黄原胶改性锂离子电池粘合剂的制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种膨润土一黄原胶改性锂离子电池粘合剂的制备方法，其主原料由以下重量含量的成分组成:膨润土0.5% ~1%，无机酸溶液1%~5%，醇-水溶液1%~3% (较佳为1%);所述醇-水溶液中醇:水的体积比=1:3~4 ;黄原胶溶液2~5% (较佳为3~5%)，黄原胶溶液中黄原胶的质量浓度为1% ；丙烯酸15~30%，丙烯酸辛酯20~40% (较佳为20~35%)，异戊二烯5~15%，乳化剂0.1~1% (较佳为0.6~1%)，引发剂0.1~0.5% (较佳为0.4~0.5%),余量为软水；依次进行以下步骤:I)膨润土的改性:将膨润土浸于无机酸溶液中，先在60~100°C的水浴温度下搅拌I~3小时，然后60~80°C下静置30~80min，接着抽滤，用蒸馏水将抽滤所得的滤饼洗至中性，将洗涤后的滤饼于60~80°C温度下干燥I~5小时,再研磨至粒径≤1OOmm ;接着加入醇-水溶液进行溶胀，溶胀时间为2~4小时；得膨润土的溶胀液；2)、乳化液的制备:在搅拌器中加入乳化剂以及部分软水，搅拌均匀后，再加入异戊二烯、丙烯酸、丙烯酸辛酯进行预乳化，预乳化时间为30~60min ;预乳化温度为20~60°C ;得乳化液；[0031 ] 所述部分软水为占软水总体积量40~60%的软水；3)、粘合剂的制 备:在容器中加入剩 余的软水以及加入黄原胶溶液，然后加入(滴加，时间为50~80分本文档来自技高网...

【技术保护点】
膨润土—黄原胶改性锂离子电池粘合剂的制备方法，其特征是：其主原料由以下重量含量的成分组成：膨润土0.5%～1%，无机酸溶液1%～5%，醇?水溶液1%～3%；所述醇?水溶液中醇：水的体积比=1:3～4；黄原胶溶液2～5%，黄原胶溶液中黄原胶的质量浓度为1%；丙烯酸15～30%，丙烯酸辛酯20～40%，异戊二烯5～15%，乳化剂0.1～1%，引发剂0.1～0.5%，余量为软水；依次进行以下步骤：1）膨润土的改性：将膨润土浸于无机酸溶液中，先在60～100℃的水浴温度下搅拌1～3小时，然后60～80℃下静置30～80min，接着抽滤，用蒸馏水将抽滤所得的滤饼洗至中性，将洗涤后的滤饼于60～80℃温度下干燥1～5小时，再研磨至粒径≤100mm；接着加入醇?水溶液进行溶胀，溶胀时间为2～4小时；得膨润土的溶胀液；2）、乳化液的制备：在搅拌器中加入乳化剂以及部分软水，搅拌均匀后，再加入异戊二烯、丙烯酸、丙烯酸辛酯进行预乳化，预乳化时间为30～60min；预乳化温度为20～60℃；得乳化液；所述部分软水为占软水总体积量40～60%的软水；3）、粘合剂的制备：在容器中加入剩余的软水以及加入黄原胶溶液，然后加入占步骤2）所得的乳化液总重量20～30%的乳化液，搅拌均匀后再加入步骤1）所得的膨润土的溶胀液以及加入引发剂，搅拌加热至20～40℃反应1～3h；然后再加入剩余的乳化液；最后用碱液调节pH值7～9，得膨润土—黄原胶改性锂离子电池粘合剂。...

【技术特征摘要】
1.膨润土一黄原胶改性锂离子电池粘合剂的制备方法，其特征是:其主原料由以下重量含量的成分组成: 膨润土 0.5%~1%， 无机酸溶液1%~5%， 醇-水溶液1%~3% ;所述醇-水溶液中醇:水的体积比=1:3~4 ; 黄原胶溶液2~5%，黄原胶溶液中黄原胶的质量浓度为1% ； 丙烯酸15~30%， 丙烯酸辛酯20~40%， 异戊二烯5~15%， 乳化剂0.1~1%， 引发剂0.1~0.5%, 余量为软水； 依次进行以下步骤: O膨润土的改性: 将膨润土浸于无机酸溶液中，先在60~100°C的水浴温度下搅拌I~3小时，然后60~80°C下静置30~80min，接着抽滤，用蒸馏水将抽滤所得的滤饼洗至中性，将洗涤后的滤饼于60~80°C温度下干燥I~5小时,再研磨至粒径IOOmm ;接着加入醇_水溶液进行溶胀，溶胀时间为2~4小时；得膨润土的溶胀液； 2)、乳化液的制备: 在搅拌器中加入乳化剂以及部分软水，搅拌均匀后，再加入异戊二烯、丙烯酸、丙烯酸辛酯进行预乳化，预乳化时间为30~60min ;预乳化温度为20~60°C ;得乳化液； 所述部分软水为占软水总体积量40~60%的软水； 3)、粘合剂的制备: 在容器中加入剩余的软水以及加入黄原胶溶液，然后加入占步骤2)所得的乳化液总重量20~30%的乳化液，搅拌均匀后再加入步骤I)所得的膨润土的溶胀液以及加入引发剂，搅拌加热至20~40°C反应I~3h ; 然后再加入剩余的乳化液；最后用碱液调节pH值7~9，得膨润土一黄原胶改性锂离子电池粘合剂。2.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张超，张华，陈新志，钱超，叶传伟，
申请(专利权)人：四川之江化工新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：