一种耐高温剥离的CPP膜与铝塑膜粘接制备工艺的制作方法

一种耐高温剥离的cpp膜与铝塑膜粘接制备工艺
技术领域
1.本发明涉及锂电池包装中铝塑膜的干式复合技术领域，尤其是一种耐高温剥离的cpp膜与铝塑膜粘接制备工艺。


背景技术：

2.锂电池包装现已成为应用越来越广泛的包装形式，其主要结构按照由内而外的顺序：内保护层、铝箔层和外保护层，其中内保护层通常使用流延聚丙烯(cpp)，cpp与铝箔层复合在一起，其中一种工艺路径为干式复合，即以胶黏剂将cpp膜和铝塑膜粘结在一起。
3.铝塑膜的干式复合是以胶黏剂作为粘接材料，胶黏剂体系的软化温度及粘接形式决定了铝塑膜内层对抗高温的能力高低。电池在使用中不可避免会面临热失控的情况，一旦出现高温致使内层胶失效导致cpp膜脱落，后果严重。而现有粘接体系应对高温情况并不理想，故而本发明从胶黏剂应用、粘接形式等多维度进行开发，研发耐高温剥离的内层粘接铝塑膜工艺。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是：提供一种耐高温剥离的cpp膜与铝塑膜粘接制备工艺。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种耐高温剥离的cpp膜与铝塑膜粘接制备工艺，包括以下步骤：
6.a.将内层粘接剂置于溶剂(甲苯、丁酮、甲基环己烷的混合溶剂)中混合至完全溶解；
7.b.将步骤a中的溶液筛滤除去残渣；
8.c.将步骤b中得到的溶液涂布于cpp膜的电晕层面上，并过烘箱将溶剂挥发，其中，cpp膜电晕后，达因值在30-50，优选38-48，进一步优选40-46，烘箱温度为40℃—150℃，优选70℃-120℃，进一步优选80℃-110℃，所述的电晕层配方包括共聚聚丙烯40％-62％、弹性体10％-20％、聚乙烯10％-20％、改性共聚聚丙烯5％-15％；
9.d.将步骤c中得到的cpp膜与铝箔热压复合，热压温度为50℃～150℃，优选80℃-120℃，进一步优选90℃-110℃，压力为0.1mpa～1.5mpa，优选0.5mpa-1.3mpa，进一步优选0.6mpa-1.0mpa；
10.e.将步骤d中得到的复合铝箔过烘道(烘道是可加热的通道，为常规普通设备，常应用于需挥发溶液的行业)或者加热辊加热至60-100℃，出口位置使用冷辊进行骤冷，降至室温收卷，进行高温熟化。
11.进一步地，本发明所述的cpp膜的结构包括热封层、心层和电晕层。
12.原电晕层是将膜的表面以电晕形式制造出粗糙面，增加表面积，从而使得内层胶有足够的锚定点，同时伴随出现羟基、羧基等极性基团，但因为这些基团的不稳定性，往往会随着温度、时间的变化而逐步消失，其提供支撑粘接力的来源主要是通过锚定产生；因
此，一旦温度升高，锚定点的粘接剂软化，会导致锚定力不足而出现脱离致使粘接不足。
13.通过添加改性共聚聚丙烯，在原有的锚定基础上，加入稳定的极性基团，和内层胶进行化学反应形成稳定的共价键，即使因为粘接剂出现轻微软化，共价键的稳定性依然能够提供支撑力。
14.进一步地，本发明所述的改性共聚聚丙烯为带有羧基或者酸酐基的单体接枝，进一步优选顺丁烯二酸酐。
15.进一步地，本发明所述的共聚聚丙烯接枝方案为固相接枝，接枝率0.5％-3.0％,进一步优选1.2％-2.5％。
16.进一步地，本发明所述的内层粘接剂为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体、异氰酸酯固化剂、催化剂的共混物。
17.进一步地，本发明所述的聚烯烃弹性体为丙烯-乙烯共聚物、丙烯-丁烯共聚物、丙烯-辛烯共聚物、丙烯-α烯烃共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-α烯烃共聚物中的一种或几种组合,进一步优选丙烯-丁烯共聚物。
18.进一步地，本发明所述的马来酸酐接枝率优选0.5％-3.0％，进一步优选1.0％-2.0％,聚烯烃弹性体的软化温度优选50℃-120℃,进一步优选80℃-100℃,软化温度太低，高温下聚烯烃快速软化而导致整体失效；软化温度太高，又导致溶解性偏低而不利于应用。
19.进一步地，本发明步骤c中烘干后的实际涂布量为1.0g/
㎡
—4.0g/
㎡
，优选2.5g/
㎡‑
3.5g/
㎡
，进一步优选2.7g/
㎡‑
3.3g/
㎡
。
20.进一步地，本发明所述的催化剂用于促进异氰酸酯三聚反应,为碱金属类催化剂、有机金属化合物催化剂、盐类催化剂胺类催化剂、有机磷催化剂、季铵盐/季铵碱类催化剂中的一种或几种,考虑到反应控制，进一步优选有机磷催化剂,通过异氰酸酯的三聚反应，可进一步提高内层粘接的整体热稳定性，为高温下出现软化的接枝聚烯烃弹性体提供一定支撑。
21.进一步地，本发明步骤e中高温熟化温度为40℃～70℃。
22.本发明的有益效果是，解决了背景技术中存在的缺陷，采用了新配方电晕层的cpp膜和优选粘接剂，配合更加精准调教的热压复合工艺，使得粘接的稳定性更高，大大降低了高温情况下cpp膜因为内层粘接剂失效导致的脱落风险。
具体实施方式
23.现在结合优选实施例对本发明作进一步详细的说明。
24.实施例1
25.cpp膜的热封层、芯层为量产配方，电晕层配方：共聚聚丙烯62％，弹性体20％，聚乙烯12％，顺丁烯二酸干接枝改性共聚聚丙烯6％，其中，酸酐接枝率2.4％，达因值42。
26.将接枝率1.5％、软化温度85℃的改性聚丙烯丁烯弹性体、异氰酸酯固化剂、有机磷催化剂于溶剂(甲苯、丁酮、甲基环己烷的混合溶剂)中混合至完全溶解，筛滤除去残渣，涂布于cpp膜电晕面，过80℃烘箱将溶剂挥发，将其与铝箔100℃、0.6mpa条件下热压复合，复合铝箔过烘道或加热辊加热至80℃，出口位置使用冷辊进行骤冷，降至室温收卷，50℃环境中进行熟化。
27.实施例2
28.cpp膜的热封层、芯层为量产配方，电晕层配方：共聚聚丙烯56％，弹性体23％，聚乙烯12％，顺丁烯二酸干接枝改性共聚聚丙烯9％，其中，酸酐接枝率1.8％，达因值40。
29.将接枝率2.0％，软化温度80℃的改性聚丙烯丁烯弹性体、异氰酸酯固化剂、有机磷催化剂于溶剂(甲苯、丁酮、甲基环己烷的混合溶剂)中混合至完全溶解，筛滤除去残渣，涂布于cpp膜电晕面，过80℃烘箱将溶剂挥发，将其与铝箔100℃、0.6mpa条件下热压复合，复合铝箔过烘道或加热辊加热至80℃，出口位置使用冷辊进行骤冷，降至室温收卷，50℃环境中进行熟化。
30.对比例1
31.使用常规cpp膜，达因值为42，改性聚烯烃弹性体为常规原材料，软化温度65℃，接枝率1％。将改性聚烯烃弹性体、异氰酸酯于溶剂(甲苯、丁酮、甲基环己烷的混合溶剂)中混合至完全溶解，筛滤除去残渣，涂布于cpp膜电晕面，过80℃烘箱将溶剂挥发，将其与铝箔100℃、0.6mpa条件下热压复合，复合铝箔过烘道或加热辊加热至80℃，出口位置使用冷辊进行骤冷，将至室温收卷，50℃环境中进行熟化。
32.对比例2
33.cpp膜热封层、芯层为量产配方，电晕层配方：共聚聚丙烯62％，弹性体20％，聚乙烯12％，顺丁烯二酸干接枝改性共聚聚丙烯6％，其中，酸酐接枝率2.4％，达因值42。
34.改性聚烯烃弹性体为常规原材料，软化温度65℃，接枝率1％。将改性聚烯烃弹性体、异氰酸酯于溶剂(甲苯、丁酮、甲基环己烷的混合溶剂)中混合至完全溶解，筛滤除去残渣，涂布于cpp膜电晕面，过80℃烘箱将溶剂挥发，将其与铝箔100℃、0.6mpa条件下热压复合，复合铝箔过烘道或加热辊加热至80℃，出口位置使用冷辊进行骤冷，将至室温收卷，50℃环境中进行熟化。
35.使用上述实施例1-2和对比例1-2得到的铝塑膜分别进行al/pp的初始剥离测试、al/pp在常规电解液含水条件下剥离测试、80℃剥离测试、120℃剥离测试，其中，cpp膜厚80um。
36.将测试样品裁成宽度15mm、长100mm的尺寸。电解液的测试环境为85℃高温。
37.实施例1-2与对比例1-2的数据列表如下：
[0038][0039]
本发明通过调整cpp电晕层配方、主体树脂熔点、接枝率、催化剂等手段，有效改善在高温下粘接强度偏低的问题，一定程度避免高温情况下出现cpp膜脱落导致电池包漏液的风险。
[0040]
以上说明书中描述的只是本发明的具体实施方式，各种举例说明不对本发明的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的具体实施方式做修改或变形，而不背离发明的实质和范围。

技术特征：
1.一种耐高温剥离的cpp膜与铝塑膜粘接制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：a.将内层粘接剂置于溶剂中混合至完全溶解；b.将步骤a中的溶液筛滤除去残渣；c.将步骤b中得到的溶液涂布于cpp膜的电晕层面上，并过烘箱将溶剂挥发，所述的电晕层配方包括共聚聚丙烯40％-62％、弹性体10％-20％、聚乙烯10％-20％、改性共聚聚丙烯5％-15％；d.将步骤c中得到的cpp膜与铝箔热压复合，热压温度为50℃～150℃，压力为0.1mpa～1.5mpa；e.将步骤d中得到的复合铝箔过烘道或者加热辊加热，出口位置使用冷辊进行骤冷，降至室温收卷，进行高温熟化。2.如权利要求1所述的一种耐高温剥离的cpp膜与铝塑膜粘接制备工艺，其特征在于：所述的cpp膜的结构包括热封层、心层和电晕层。3.如权利要求1所述的一种耐高温剥离的cpp膜与铝塑膜粘接制备工艺，其特征在于：所述的改性共聚聚丙烯为带有羧基或者酸酐基的单体接枝。4.如权利要求1所述的一种耐高温剥离的cpp膜与铝塑膜粘接制备工艺，其特征在于：所述的共聚聚丙烯接枝方案为固相接枝，接枝率0.5％-3.0％。5.如权利要求1所述的一种耐高温剥离的cpp膜与铝塑膜粘接制备工艺，其特征在于：所述的内层粘接剂为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体、异氰酸酯固化剂、催化剂的共混物。6.如权利要求5所述的一种耐高温剥离的cpp膜与铝塑膜粘接制备工艺，其特征在于：所述的聚烯烃弹性体为丙烯-乙烯共聚物、丙烯-丁烯共聚物、丙烯-辛烯共聚物、丙烯-α烯烃共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-α烯烃共聚物中的一种或几种组合。7.如权利要求5所述的一种耐高温剥离的cpp膜与铝塑膜粘接制备工艺，其特征在于：所述的马来酸酐接枝率为0.5％-3.0％，聚烯烃弹性体的软化温度为50℃-120℃。8.如权利要求1所述的一种耐高温剥离的cpp膜与铝塑膜粘接制备工艺，其特征在于：步骤c中烘干后的实际涂布量为1.0g/
㎡
—4.0g/
㎡
。9.如权利要求5所述的一种耐高温剥离的cpp膜与铝塑膜粘接制备工艺，其特征在于：所述的催化剂为碱金属类催化剂、有机金属化合物催化剂、盐类催化剂胺类催化剂、有机磷催化剂、季铵盐/季铵碱类催化剂中的一种或几种。10.如权利要求1所述的一种耐高温剥离的cpp膜与铝塑膜粘接制备工艺，其特征在于：步骤e中高温熟化温度为40℃～70℃。

技术总结
本发明涉及一种耐高温剥离的CPP膜与铝塑膜粘接制备工艺，包括以下步骤：A.将内层粘接剂置于溶剂中混合至完全溶解；B.将步骤A中的溶液筛滤除去残渣；C.将步骤B中得到的溶液涂布于CPP膜的电晕层面上，并过烘箱将溶剂挥发；D.将步骤C中得到的CPP膜与铝箔热压复合；E.将步骤D中得到的复合铝箔过烘道或者加热辊加热，出口位置使用冷辊进行骤冷，降至室温收卷，进行高温熟化。本发明采用了新配方电晕层的CPP膜和优选粘接剂，配合更加精准调教的热压复合工艺，使得粘接的稳定性更高，大大降低了高温情况下CPP膜因为内层粘接剂失效导致的脱落风险。落风险。


技术研发人员：孙运昌
受保护的技术使用者：新纶新能源材料（常州）有限公司
技术研发日：2023.03.31
技术公布日：2023/7/12