一种阻燃胶带的制备方法及在锂离子电池中的应用

技术领域

本发明涉及胶带领域，具体涉及一种阻燃胶带的制备方法及在锂离子电池中的应用。

背景技术

锂离子电池具有重量轻、储能大、功率大、无污染等特点，在各个领域的应用也越来越广泛，它的研究和生产都取得了飞速发展，锂离子电池在电动车上作为动力能源，成为了电动车发展的一个新趋势。在锂离子电池的组装生产过程中，一般使用专用胶带对锂离子电池的电芯，极耳以及终止部位进行固定、绝缘和保护。这种锂电池专用胶带通常采用高分子薄膜为基材，在此基础上涂上耐锂电池电解液专用胶水，厚度为5-50μm。锂电池专用胶带通常要具有较好的抗拉强度高，粘性好，胶带揭开不留残胶，耐100℃高温，耐电解液(pH值：5.5-6.5)，电气绝缘性高等性能。

随着手机性能以及集成度的提高，高电池容量也越来越受欢迎，高电池容量手机持续运行热量也会随之产生，可能发生锂电池自燃的风险，现有包裹锂电池胶带阻燃解决方案是添加型白色粉末阻燃剂，胶带雾度普遍＞10％，透明度低，不利于电池扫码激活。

卤系阻燃剂作为有机阻燃剂的一个重要品种，是最早使用的一类阻燃剂。由于其价格低廉、稳定性好、添加量少、与合成树脂材料的相容性好，而且能保持阻燃剂制品原有的理化性能，是目前世界上产量和使用量最大的有机阻燃剂。但是，由于卤系阻燃剂存在毒性进而危害生态安全性，欧美都相继出台法规对部分品种禁用。反之，有机磷系阻燃剂大都具有低烟、无毒、低卤、无卤等优点，符合阻燃剂的发展方向，具有很好的发展前景。但是，小分子磷系阻燃剂存在添加量大且易析出导致阻燃性能下降的缺点，因此，本发明研究出一种聚酯型聚合阻燃剂，与其他组分具有良好的相容性，阻燃性能优异，制备的阻燃胶带具有良好的耐电解液性能，与被粘结物的表面的贴合性较好，且能维持良好的阻燃性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种阻燃胶带的制备方法，该阻燃胶带由上到下依次包括基膜层、阻燃胶层、压敏胶层；

所述的基膜为聚酯离型膜或者为聚乙烯离型膜；

所述的压敏胶层为聚丙烯酸酯压敏胶；

所述的阻燃胶层包括以下重量份的原料：聚氨酯树脂60-70份、聚丙烯酸树脂30-50份、聚合阻燃剂25-30份、6-8份增粘剂、70-100份乙酸乙酯；

所述的增粘剂为有机硅橡胶或丁苯橡胶；

所述的聚合阻燃剂的制备方法为：

步骤一：称量2.10-2.30g 9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物和40-60ml甲苯加入到烧瓶中，通入氮气置换掉烧瓶中的空气，加热至110-120℃，使得9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物全部溶解，接着加入2.2-2.5g 2-乙烯基对苯二甲酸,升温至125-130℃，在此温度下保温反应7-10h，反应结束后，自然冷却到室温，抽滤，产物采用无水乙醚洗涤，接着放入烘箱中在温度为45-50℃下真空干燥8-12h，即得到DOPO-二羧酸，备用；

步骤二：称量1.0-1.2g 2,6-吡啶二甲醇、3.0-3.3g步骤一制备的DOPO-二羧酸加入到烧瓶中，加热使其熔融，接着滴加1-3滴浓硫酸，升温至160-170℃，保温反应2-3h，加入1-2g无水硫酸钠，继续保温反应3-5h,反应结束后，自然冷却到室温，加入去离子水100ml，搅拌5-10min过滤，反应产物采用无水乙醚洗涤，接着放入烘箱中在温度为45-50℃下真空干燥8-12h，即得到聚合阻燃剂；

聚合阻燃剂可能的反应原理为：

首先，9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物上的活性磷-氢，与2-乙烯基对苯二甲酸上的碳碳双键发生加成反应，得到了含有双羧基的DOPO-二羧酸，结构式为：

该阻燃胶带的制备方法为:将阻燃胶加入到涂布机中，启动涂布机，将基膜加入到涂布机中，在基膜的一侧涂覆上阻燃胶，接着在温度为85-100℃下烘烤3-5min，形成阻燃胶层；阻燃胶层的厚度为20-25um；

接着将压敏胶加入到涂布机中，在阻燃胶层上涂覆上压敏胶，在温度为85-100℃下烘烤3-5min，形成压敏胶层；压敏胶层的厚度为10-15um；

最后收卷即得到阻燃胶带。

一种锂离子电池，该锂离子电池通过上述制备的阻燃胶带进行包覆保护。

本发明的有益效果：

本发明公开了一种阻燃胶带的制备方法，制备的阻燃胶带具有良好的耐电解液性能，与被粘结物的表面的贴合性较好，且能维持良好的阻燃性能；

该阻燃胶带由上到下依次包括基膜层、阻燃胶层、压敏胶层；所述的基膜为聚酯离型膜或者为聚乙烯离型膜；所述的压敏胶层为聚丙烯酸酯压敏胶；所述的阻燃胶层包括含有DOPO的聚合阻燃剂；制备的阻燃剂中含有大量的刚性基团苯环和吡啶环，可以进一步提高阻燃剂的热稳定性，可产生延迟燃烧时间，另外，阻燃剂中不仅含有阻燃元素P，还含有阻燃元素N，在燃烧时，可生成磷氧自由基以及含氮的气体如一氧化氮、二氧化氮等以及，可协同中断火焰燃烧中的自由基反应，大大提高了阻燃效率。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为2,6-吡啶二甲醇的红外谱图，b为DOPO-二羧酸的红外谱图，c为阻燃剂的红外图谱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

一种阻燃胶带的制备方法，该阻燃胶带由上到下依次包括基膜层、阻燃胶层、压敏胶层；

所述的基膜为聚酯离型膜或者为聚乙烯离型膜；

所述的压敏胶层为聚丙烯酸酯压敏胶；

所述的阻燃胶层包括以下重量份的原料：聚氨酯树脂65份、聚丙烯酸树脂40份、聚合阻燃剂27份、6份增粘剂、80份乙酸乙酯；

所述的增粘剂为有机硅橡胶；

所述的聚合阻燃剂的制备方法为；

步骤一：称量2.20g 9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物和50ml甲苯加入到烧瓶中，通入氮气置换掉烧瓶中的空气，加热至115℃，使得9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物全部溶解，接着加入2.4g 2-乙烯基对苯二甲酸,升温至125℃，在此温度下保温反应8h，反应结束后，自然冷却到室温，抽滤，产物采用无水乙醚洗涤，接着放入烘箱中在温度为45℃下真空干燥11h，即得到DOPO-二羧酸，备用；经质谱仪检测，DOPO-二羧酸的质谱结果为：HRMS m/z(ESI

步骤二：称量1.1g 2,6-吡啶二甲醇、3.2g步骤一制备的DOPO-二羧酸加入到烧瓶中，加热使其熔融，接着滴加1-3滴浓硫酸，升温至160℃，保温反应2h，加入2g无水硫酸钠，继续保温反应4h,反应结束后，自然冷却到室温，加入去离子水100ml，搅拌10min过滤，反应产物采用无水乙醚洗涤，接着放入烘箱中在温度为50℃下真空干燥10h，即得到聚合阻燃剂；如图1所示，a为2,6-吡啶二甲醇的红外谱图，b为DOPO-二羧酸的红外谱图，c为阻燃剂的红外图谱；2,6-吡啶二甲醇中的1540cm

制备的阻燃剂中含有大量的刚性基团苯环和吡啶环，可以进一步提高阻燃剂的热稳定性，可产生延迟燃烧时间，另外，阻燃剂中不仅含有阻燃元素P，还含有阻燃元素N，在燃烧时，可生成磷氧自由基以及含氮的气体如一氧化氮、二氧化氮等以及，可协同中断火焰燃烧中的自由基反应，大大提高了阻燃效率；

该阻燃胶带的制备方法为:将阻燃胶加入到涂布机中，启动涂布机，将基膜加入到涂布机中，在基膜的一侧涂覆上阻燃胶，接着在温度为90℃下烘烤5min，形成阻燃胶层；阻燃胶层的厚度为20-25um；

接着将压敏胶加入到涂布机中，在阻燃胶层上涂覆上压敏胶，在温度为90℃下烘烤3min，形成压敏胶层；压敏胶层的厚度为10-15um；

最后收卷即得到阻燃胶带。

一种锂离子电池，该锂离子电池通过上述制备的阻燃胶带进行包覆保护。

对制备的应用于锂离子电池上的阻燃胶带进行性能测试

由上表可知，制备的阻燃胶带具有良好的耐电解液性能，与被粘结物的表面的贴合性较好，且能维持良好的阻燃性能。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。