一种铝塑复合膜及其制备方法
文献发布时间：2023-06-19 19:28:50
技术领域
本发明涉及铝塑复合膜技术领域，更具体地涉及一种铝塑复合膜及其制备方法。
背景技术
锂离子电池广泛地应用于数码、交通工具、军事以及储能方面的新能源系统。当前，一般铝塑复合膜(也简称铝塑膜)作为锂离子电池的软包装膜。铝塑复合膜由外至内包括尼龙、铝箔和聚丙烯膜，尼龙作为最外层结构，一般包括表层、芯层和复合层，聚丙烯膜包括热封层、粘结层及位于热封层和粘结层之间的中间层，粘结层与铝箔相连。随着科技的发展，各行业对电池能量密度及续航要求的提高，对铝塑膜冲深要求越来越高，冲深深度越深，对铝塑膜整体要求更高，因深度的加深对冲壳后翘曲也会更加明显。铝塑膜的冲深过程是铝箔及尼龙的协同作用形成，目前，尼龙一般采用双向拉伸的尼龙膜，双向拉伸的尼龙膜抗拉强度大，但各向异性差，在冲深过程中，冲深成型及卷曲问题不可忽视。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种铝塑复合膜及其制备方法，可有效地改善铝塑复合膜的冲深成型性及冲深卷曲问题。
为了实现上述目的，本发明公开了一种铝塑复合膜，包括尼龙膜、铝箔和聚丙烯膜，所述尼龙膜包括表层、复合层及位于所述表层和所述复合层之间的芯层，所述复合层与所述铝箔相连，所述芯层的制备原料含改性聚丙烯，且所述改性聚丙烯含量占所述芯层总质量的10％-25％，所述改性聚丙烯为极性聚丙烯。
与现有技术相比，本发明提供的铝塑复合膜中，通过在尼龙膜中的芯层中加入10％-25％的改性聚丙烯，改性聚丙烯与尼龙的相容性问题得以解决，因聚丙烯具有更好的拉伸延伸性，可在一定程度上改善尼龙膜拉伸的各向异性，提高铝塑复合膜的冲深成型性，又因改性聚丙烯取代部分尼龙，冲深成型时，尼龙膜的应力有所衰减，故而可改善铝塑膜冲深卷曲问题。
需要说明的是，改性聚丙烯含量占所述芯层总质量的10％-25％，示例地，改性聚丙烯含量可为但不限于10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％。若改性聚丙烯含量过少，则效果不明显，然而改性聚丙烯含量超过一定量，冲深深度有所下降，且冲壳后膜面较软，挺度不够。优选地，改性聚丙烯含量占所述芯层总质量的10％-20％。
较佳地，所述改性聚丙烯为酸改性聚丙烯，熔点在200℃以上，示例地的，可为PX6006，但不限于此。
较佳地，所述芯层的制备原料包括质量比为30-50：40-60：10-25的尼龙6、半芳香尼龙和改性聚丙烯。作为示例地，半芳香尼龙包括但不限于PA6T、PA9T、PA12T。
较佳地，所述表层的制备原料包括为质量比为94-98：1-3：1-3的尼龙66、开口剂、爽滑剂。
较佳地，所述复合层的制备原料包括长碳链尼龙，作为示例地，长碳链尼龙包括但不限于PA11、PA12、PA512。
相应地，本发明还提供一种铝塑复合膜的制备方法，包括步骤：
(1)将表层的制备原料、复合层的制备原料及芯层的制备原料投入挤出机，经T形模头熔融挤出，经水冷辊冷却，再双向同步拉伸成薄膜，经电晕处理，制得尼龙膜；
(2)提供铝箔，在铝箔的哑面复合尼龙膜；
(3)在铝箔的亮面复合聚丙烯膜，制得铝塑复合膜。
较佳地，步骤(2)中，在铝箔的哑面涂覆胶水，再贴合尼龙膜，在60-70℃条件下固化1-5天。
较佳地，步骤(3)中，在铝箔的亮面覆胶水，再贴合聚丙烯膜，在50-70℃条件下固化1-5天。
附图说明
图1本发明的铝塑复合膜的结构示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式详予说明。
请参考图1，本发明的铝塑复合膜，包括尼龙膜10、铝箔30和聚丙烯膜50，尼龙膜10包括表层11、复合层15及位于表层11和复合层15之间的芯层13，复合层15与铝箔30相连，芯层13的制备原料含改性聚丙烯，且改性聚丙烯含量占芯层13总质量的10％-25％，改性聚丙烯为极性聚丙烯。复合层15与铝箔30之间通过胶水进行粘结固定，铝箔30和聚丙烯膜50之间通过胶水进行粘结固定。通过在尼龙膜10中的芯层13中加入10％-25％的改性聚丙烯，改善尼龙膜的伸长率，又因改性聚丙烯为极性聚丙烯，改性聚丙烯与尼龙的相容性问题得以解决，因聚丙烯具有更好的拉伸延伸性，可在一定程度上改善尼龙膜拉伸的各向异性，提高铝塑复合膜的冲深成型性，又因改性聚丙烯取代部分尼龙，冲深成型时，尼龙膜的应力有所衰减，故而可改善铝塑膜冲深卷曲问题。
下面，通过几个具体实施方式进一步阐述本发明的铝塑复合膜，但不是对本发明保护范围的限制。
实施例1
一种铝塑复合膜的制备方法，包括步骤：
(1)制备尼龙膜：
表层的制备原料为质量比为98:1:1的尼龙66、开口剂及爽滑剂；
复合层的制备原料为长碳链尼龙P12；
芯层的制备原料为质量比40:50:10的尼龙6(巴斯夫)、半芳香尼龙PA6T(潍坊东盛塑胶科技有限公司)和改性聚丙烯PX6006(利安德巴塞尔)；
将表层的制备原料、复合层的制备原料及芯层的制备原料分别混合均匀后按照1:8:1的质量比例，投入挤出机，经T形模头熔融挤出，经水冷辊冷却，再双向同步拉伸成薄膜，经电晕处理，制得25μm的尼龙膜；
(2)提供40μm的8021铝箔，将铝箔双面钝化处理，然后在铝箔的哑面涂胶水，再贴合尼龙膜，在60℃固化3天，得到半成品；
(3)在铝箔的亮面涂胶水，再贴合40μm的聚丙烯膜，在70℃条件下固化3天，制得铝塑复合膜。
实施例2
一种铝塑复合膜的制备方法，包括步骤：
(1)制备尼龙膜：
表层的制备原料为质量比为96:2:2的尼龙66、开口剂、爽滑剂；
复合层的制备原料为长碳链尼龙P11；
芯层的制备原料为质量比30:55:15的尼龙6(巴斯夫)、半芳香尼龙PA6T(潍坊东盛塑胶科技有限公司)和改性聚丙烯PX6006(利安德巴塞尔)；
将表层的制备原料、复合层的制备原料及芯层的制备原料分别混合均匀后按照1:8:1的质量比例，投入挤出机，经T形模头熔融挤出，经水冷辊冷却，再双向同步拉伸成薄膜，经电晕处理，制得25μm的尼龙膜；
(2)提供40μm的8021铝箔，将铝箔双面钝化处理，然后在铝箔的哑面涂胶水，再贴合尼龙膜，在50℃固化5天，得到半成品；
(3)在铝箔的亮面涂胶水，再贴合40μm的聚丙烯膜，在60℃条件下固化4天，制得铝塑复合膜。
实施例3
一种铝塑复合膜的制备方法，包括步骤：
(1)制备尼龙膜：
表层的制备原料为质量比为94:3:3的尼龙66、开口剂、爽滑剂；
复合层的制备原料为长碳链尼龙P12；
芯层的制备原料为质量比30:45:25的尼龙6(巴斯夫)、半芳香尼龙PA6T(潍坊东盛塑胶科技有限公司)和改性聚丙烯PX6006(利安德巴塞尔)；
将表层的制备原料、复合层的制备原料及芯层的制备原料分别混合均匀后按照1:8:1的质量比例，投入挤出机，经T形模头熔融挤出，经水冷辊冷却，再双向同步拉伸成薄膜，经电晕处理，制得25μm的尼龙膜；
(2)提供40μm的8021铝箔，将铝箔双面钝化处理，然后在铝箔的哑面涂胶水，再贴合尼龙膜，在60℃固化3天，得到半成品；
(3)在铝箔的亮面涂胶水，再贴合40μm的聚丙烯膜，在70℃条件下固化3天，制得铝塑复合膜。
对比例1
该对比例1与实施例1基本相同，不同在于，该对比例1中芯层不含改性聚丙烯，而实施例1中芯层含改性聚丙烯，其余与实施例1均相同，在此不进行阐述。
对比例2
该对比例2与实施例1基本相同，不同在于，该对比例2中芯层的制备原料为质量比40:50:10的尼龙6(巴斯夫)、半芳香尼龙PA6T(潍坊东盛塑胶科技有限公司)和未改性聚丙烯PP3015(台塑)，而实施例1中芯层的制备原料为质量比40:50:10的尼龙6(巴斯夫)、半芳香尼龙PA6T(潍坊东盛塑胶科技有限公司)和改性聚丙烯PX6006(利安德巴塞尔)，其余与实施例1均相同，在此不进行阐述。
对比例3
该对比例3与实施例1基本相同，不同在于，该对比例3中芯层的制备原料为质量比30:45:25的尼龙6(巴斯夫)、半芳香尼龙PA6T(潍坊东盛塑胶科技有限公司)和改性聚丙烯PX6006(利安德巴塞尔)，而实施例1中芯层的制备原料为质量比为40:50:10的尼龙6(巴斯夫)、半芳香尼龙PA6T(潍坊东盛塑胶科技有限公司)和改性聚丙烯PX6006(利安德巴塞尔)，其余与实施例1均相同，在此不进行阐述。
将实施例1-3和对比例1-3制得铝塑复合膜进行性能检测，结果如表1所示。
测试项目和条件为：
冲深深度：将铝塑膜裁切140*280mm大小的样片，用冲壳机进行冲深，坑位尺寸60*110mm，设定冲壳深度Xmm，连续冲壳40个，在暗箱中用强光电筒对着坑位观察有无透光判定是否破损，如未破损则在X基础上增加0.2mm深度，如Xmm概率性破损，则在X基础上降低0.2mm深度，按上述方法继续冲深及观察破损情况。冲深深度H最终以某个深度不破，同时增加0.2mm出现概率性破损，以此时的不破值作为冲深深度的结果。
冲深卷曲高度测试方法：将铝塑膜裁切140*280mm大小的样片，用冲壳机进行冲深，坑位尺寸60*110mm(双坑)，冲壳深度6.0mm，冲壳后平放在桌面上，测量尼龙面翘起高度与桌面的垂直高度作为冲深卷曲高度。
冲壳后膜面挺度：将铝塑膜裁切140*280mm大小的样片，用冲壳机进行冲深，坑位尺寸60*110mm，冲壳深度6.0mm，冲壳脱模后观察壳体有无塌陷，挺度1代表优，2代表次之，冲壳后膜面存在塌陷。
表1测试结果
由表1的数据可知，实施例1-3中的铝塑复合膜较对比例1-3而言，具有较好的冲深深度、冲深卷曲性和冲壳后膜面挺度。主要是因本发明通过在尼龙膜中的芯层中加入10％-25％的改性聚丙烯，改性聚丙烯与尼龙的相容性问题得以解决，因聚丙烯具有更好的拉伸延伸性，可在一定程度上改善尼龙膜拉伸的各向异性，提高铝塑复合膜的冲深成型性，又因改性聚丙烯取代部分尼龙，冲深成型时，尼龙膜的应力有所衰减，故而可改善铝塑膜冲深卷曲问题。
对比例1中因芯层中不含改性聚丙烯，尼龙膜的各向异性差，聚丙烯膜的收缩应力不足以抵挡尼龙膜面的应力，使得卷曲明显。
对比例2中芯层加入未改性的聚丙烯，未改性的聚丙烯属于非极性聚丙烯，其与极性的尼龙相容性，未能发挥作用，同时相当于衰减了尼龙的冲深能力，导致冲深深度和冲深卷曲性较差。
对比例3中芯层加入过量的改性聚丙烯，虽然铝塑复合膜的卷曲性较实施例1有所改善，但是冲深深度有所下降，且冲壳后膜面较软，挺度不够，还会影响冲壳后的电池外观。
以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。