專利名稱：聚合物鋰離子電池芯外包裝成型材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種主要用于電池、特別是能泛應(yīng)用于手機(jī)、掌上電腦，手提電腦，便攜軍用工具，便攜攝像機(jī)、DVD影碟機(jī)，電動(dòng)車(電動(dòng)自行車、摩托車及汽車)、電動(dòng)輪椅、電動(dòng)轎車及電動(dòng)客車，軍事航天領(lǐng)域的聚合物離子電池鋁塑復(fù)合軟包膜材料的組成結(jié)構(gòu)。在國(guó)家包裝通用術(shù)語(GB4122-8;3)中，軟包裝的定義為軟包裝是指在充填或取出內(nèi)裝物后， 容器形狀可發(fā)生變化的包裝。用紙、鋁箔、纖維、塑料薄膜以及它們的復(fù)合物所制成的各種袋、盒、套、包封等均為軟包裝。一般將厚度在0.25mm以下的片狀塑料稱為薄膜。國(guó)際上將對(duì)氧氣透過率小于3. 8Cm3. mm/24b. m2. MPa的聚合物稱為阻隔性聚合物。高阻隔性包裝材料的高阻隔標(biāo)準(zhǔn)是02透過量為5ml/m2，d以下，透濕量為2g/m2，d以下。
背景技術(shù)：
聚合物鋰離子蓄電它的正極、負(fù)極、聚合物膜(亦稱隔膜)、聚流體(銅網(wǎng)和鋁網(wǎng))、電解液及正負(fù)電極(鋁和銅或鋁和鎳，亦稱極耳)等是電池芯的內(nèi)容物，它們與軟包裝材料經(jīng)過熱封后一起構(gòu)成電池芯。一般來說，因?yàn)閱我槐∧げ牧蠈?duì)內(nèi)裝物的保護(hù)性不夠理想，所以多采用將兩種以上的薄膜復(fù)合為一層的復(fù)合薄膜。復(fù)合薄膜的外層材料多選用不易劃傷、磨毛，光學(xué)性能優(yōu)良，印刷性能良好的材科，如紙、玻璃紙、拉伸聚丙烯、聚酯等；中間層是阻隔性聚合物，如鋁箔、蒸鍍鋁、無毒、無味的聚乙烯等熱塑性樹脂。內(nèi)層為 EVOH, MXD6，PVDC等，需要加黏結(jié)樹脂。高阻透樹脂通常選用EVOH，MXD6，PVDC, PAN等不需要加黏結(jié)樹脂。一般可分為基層、功能層和熱封層?；鶎又饕鹈烙^、印刷、阻濕等作用。如 BOPP、BOPET、ΒΟΡΑ、MT、KOP、KPET等；功能層主要起阻隔、避光等作用，如VMPET、AL、EV0H、 PVDC等；熱封層與包裝物品直接接觸，起適應(yīng)性、耐滲透性、良好的熱封性，以及透明性等功能，如 LDPE、LLDPE、MLLDPE、CPP、VMCPP、EVA、EAA、E-MAA, EMA、EBA 等。國(guó)內(nèi)外較普遍的阻透復(fù)合方式是，國(guó)外PE//TIE//EVOH//TIE//PE、PE(EVA)TIE/ PA/EVOH/PA/TIE/PE ；國(guó)內(nèi)PP/TIE/PA/TIE/PP，LDPE/TIE/PA/TIE/LDPE, MLLDPE/TIE/ EVOH/TIE/MLLDPE, MLLDPE/TIE/PA/TIE/MLLDPE 等等。以單層LDPE或LDPE與其它樹脂共混生產(chǎn)的薄膜，性能單一，無法滿足現(xiàn)代物品發(fā)展對(duì)包裝的要求，因此三層，五層結(jié)構(gòu)的尼龍共擠膜、五層、七層的EVOH、PVDC高阻隔膜也在不斷發(fā)展。復(fù)合軟包裝材料內(nèi)層膜的發(fā)展，從LDPE、LLDPE、CPP、MLLDPE，發(fā)展到現(xiàn)在的共擠膜的大量使用，基本實(shí)現(xiàn)包裝功能化、個(gè)性化，滿足了包裝內(nèi)含物保質(zhì)、加工性能、運(yùn)輸、 貯存條件。但對(duì)于聚合物鋰離子電池來說，卻顯得微不足道，因?yàn)榫酆衔镤囯x子電池是電池行業(yè)中技術(shù)含量最高，最新的品種。它以鈷酸鋰材料為正極，碳材料為負(fù)極，電解質(zhì)采用固態(tài)或凝膠態(tài)有機(jī)導(dǎo)電膜組成，并采用鋁塑膜做外包裝的最新一代可充鋰離子電池。它是液態(tài)離電池的更新?lián)Q代產(chǎn)品，不僅具有液態(tài)鋰離子電池的高電壓、長(zhǎng)循環(huán)壽命、放電電壓平穩(wěn)以及清潔無污染等特點(diǎn)；而且消除了液態(tài)鋰離子電池存在的爆炸的安全隱患，具有更高的能量密度；同時(shí)外形更靈活、方便，重量輕巧；產(chǎn)品性能均達(dá)到或超過液態(tài)鋰離子的技術(shù)指標(biāo)，更具有安全性。因此被譽(yù)為二十一世紀(jì)的綠色化學(xué)能源。
聚合物鋰離子電池產(chǎn)品不能脫離包裝而存在，包裝的使用壽命與產(chǎn)品的庫存及使用壽命同期。包裝已成為產(chǎn)品的一個(gè)不可缺少的重要組成部分，產(chǎn)品的壽命周期，實(shí)際上就是包裝逐漸失效的過程，沒有包裝，就沒有產(chǎn)品，或者說包裝失效，產(chǎn)品隨之報(bào)廢。聚合物鋰離子電池的研制成功，主要取決于制膜技術(shù)、層壓技術(shù)和軟包裝技術(shù)三大技術(shù)難題的解決。軟包裝技術(shù)是聚合物鋰離子電池這一頂尖的高新技術(shù)行業(yè)中要解決的三大技術(shù)難題之一，它被放在如此重要的地位，說明該產(chǎn)品的技術(shù)含量在設(shè)計(jì)、制造及其應(yīng)用上和普通復(fù)合包裝材料在性能上都有質(zhì)的差別。到目前為止，國(guó)際上仍沒有一家公司的該項(xiàng)目產(chǎn)品能夠完全滿足聚合物鋰離子電池對(duì)該產(chǎn)品的綜合技術(shù)要求。因此，聚合物鋰離子電池芯內(nèi)包裝成型材料不僅僅是聚合物鋰離子電池的包裝問題，而且是構(gòu)成聚合物鋰離子電池的一個(gè)不可缺少的重要組成部分。聚合物鋰離子電池是90年代中期實(shí)驗(yàn)室開發(fā)成功的，而批量化生產(chǎn)不過三五年的時(shí)間，包裝膜的開發(fā)研制比電池更晚一些。難度最大的冷沖壓成型軟包裝材料的冷沖壓成型深度、鋁箔伸長(zhǎng)率和冷沖壓前后鋁箔厚度變化之間的關(guān)系中的些指標(biāo)可以定量描述， 能通過合適的方法檢測(cè)，有的卻不能用先進(jìn)的方法檢測(cè)出來。有些要求只能定性描述，找不到合適的方法檢測(cè)。因此還沒有形成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)進(jìn)行深入研究的廠家微乎其微，更沒有標(biāo)準(zhǔn)可循。通常意義上的多層共擠出復(fù)合薄膜結(jié)構(gòu)根本無法滿足聚合物鋰離子電池外包裝極其苛刻的要求。首先，聚合物鋰離子電池的軟包裝材料不能與電解液起反應(yīng)，既不能被電解液所溶解，也不能與電解液起溶脹作用，如果軟包裝材料被電解液所溶解，所溶解的成分將發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生氣體；如果軟包裝材料溶脹了電解液，將改變電解液的濃度而影響電池性能。其次，軟包裝材料必須具有極高的阻水、阻氧性能，且軟包裝材料的阻隔性(如水分、 氧氣)比普通鋁塑復(fù)合膜的阻隔性高10000倍，如此高的阻隔性，已經(jīng)超出了儀器的檢測(cè)精度。而且必須具有良好的耐電解液浸泡能力，電解液不能發(fā)生滲漏現(xiàn)象，必須具有較高柔韌性和機(jī)械強(qiáng)度，還必須具有極好的熱封合性。聚合物鋰離子電池對(duì)高溫非常敏感，使用溫度低于60°c，熱封溫度一般不能高于150°c。聚合物鋰離子電池的使用過程是一個(gè)不斷地充放電過程，也是一個(gè)動(dòng)態(tài)的電化學(xué)反應(yīng)過程，軟包裝材料本身要能有效抵制內(nèi)部電解液對(duì)它的溶脹、溶解、滲透、吸收及電化
學(xué)反應(yīng)。電池內(nèi)的電解液是由多種有機(jī)溶劑和遇水分能迅速產(chǎn)生強(qiáng)腐蝕性氫氟酸的鋰鹽。 該電解液由大約18種有機(jī)溶劑高揮發(fā)性物質(zhì)和鋰鹽組成，主要成分有碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、二乙基碳酸酯(DEC)、二甲氧基乙烷(DME)、一甲基碳酸酯(DMC)、六氟磷酸鋰(LiPF6)、六氟砷酸鋰(LiASF6)鈷酸鋰(j、Lie - 2)等。單片電池中間有聚流體銅網(wǎng)和鋁網(wǎng)。電解液及正負(fù)電極(鋁和銅或鋁和鎳，亦稱極耳)等是電池芯的內(nèi)容物，它們與軟包裝材料經(jīng)過熱封后一起構(gòu)成電池芯。由于電池內(nèi)容物多種高揮發(fā)性物質(zhì)和有機(jī)溶劑如遇水分，會(huì)迅速產(chǎn)生強(qiáng)腐蝕性氫氟酸，而且多種有機(jī)溶劑通常會(huì)溶脹，溶解、吸收軟包裝材料，它們又是軟包裝復(fù)合材料膠粘劑的良好溶劑，會(huì)破壞復(fù)合層間粘結(jié)效果，改變電解液中各組份的濃度，進(jìn)而影響電池的電性能。從電解液中有機(jī)溶劑的組成看，它們不單是極性強(qiáng)、滲透性強(qiáng)的溶劑，根據(jù)有機(jī)物“極性相似相容”的原理，它們正是鋁塑復(fù)合包裝材料常用粘合劑良好的有機(jī)溶劑。事實(shí)上，鋁塑復(fù)臺(tái)包裝材料用膠粘劑中最常用的溶劑是乙酸乙酯，它們同屬于酯類，對(duì)粘合劑的溶解性很好，也就是說它們能嚴(yán)重破壞(溶脹、溶解或反應(yīng))復(fù)合膜層間粘結(jié)作用，使粘接強(qiáng)度降低或脫層，從而失去復(fù)合包裝材料優(yōu)異的阻隔保護(hù)性能。電解液中鋰鹽極易水解.遇水便迅速產(chǎn)生具有強(qiáng)腐蝕性的氫氟酸.而氫氟酸一旦隨溶劑滲透到鋁塑復(fù)合膜中間的鋁箔層，將很快破壞與膠粘層相連接的鋁箔表面，使內(nèi)膜與鋁箔分離， 更為嚴(yán)重的是將加快電化學(xué)腐蝕速度能將鋁箔腐蝕穿，強(qiáng)腐蝕性氫氟酸將嚴(yán)重腐蝕鋁箔， 使底層膜與鋁箔分離，進(jìn)而把鋁箔腐蝕穿孔，從而破壞整個(gè)包裝。其次，聚合物鋰離子電池芯周邊有銅網(wǎng)和鋁網(wǎng)的毛刺，接觸聚合物鋰電池電解液最內(nèi)層的軟包裝材料內(nèi)膜必須耐電池電芯周邊毛刺的穿刺及高溫和壓力作用下熱封時(shí)金屬電極與軟包裝材料中鋁箔的絕緣性。在抽真空收縮時(shí)，毛刺會(huì)猛刺阻隔層內(nèi)膜，可能會(huì)刺穿阻隔層內(nèi)膜直至阻透層的鋁箔， 那么電芯內(nèi)的氫氟酸將直通阻透層，加速電化學(xué)腐蝕，使鋁箔產(chǎn)生點(diǎn)狀腐蝕，進(jìn)而改變電解液的組成，嚴(yán)重時(shí)將鋁箔腐蝕穿而漏液，同時(shí)也會(huì)造成短路，導(dǎo)致電池報(bào)廢。由于金屬電極片厚度IOOu左右，在190°C左右的熱封溫度和3kg/cm2左右的壓力下熱封時(shí)，阻隔層內(nèi)膜中如果沒有耐高溫的絕緣層存在的話，金屬電極常常被壓到包裝鋁箔上，造成短路，使電池報(bào)廢，成品率降低。IOOu左右厚度的金屬電極片，在170°C左右的熱封溫度和3kg/cm2左右的壓力下熱封時(shí)，內(nèi)膜中如果沒有耐高溫的絕緣層存在的話，金屬電極常常被壓到包裝鋁箔上，造成短路，使電池報(bào)廢，成品率降低。在阻隔性上，水蒸汽透過量< 10_4g/m2 · d. Iatm，氧氣透過量< 0. IcmVm2 -d. Iatm0膜的厚度偏差、尺寸偏差、熱封耐折剝離、原膜層間初始剝離強(qiáng)度， 斷裂強(qiáng)度(> 100N)、斷裂伸長(zhǎng)率(> 35% )等。軟包裝材料參與電化學(xué)反應(yīng)，對(duì)鋰離子電池電性能影響的機(jī)理十分復(fù)雜。外包裝膜的技術(shù)要求非?？量?，比如外觀不允許有針孔、異物、粘連、涂層不均勻、復(fù)合導(dǎo)間分離及明顯損傷、氣泡、皺紋、臟物等缺陷。厚度厚度上復(fù)合膜成型總厚度必須在150u以內(nèi)，非成型必須在120u以內(nèi)。冷沖壓成型性；冷沖壓深度為3_8mm，不允許分層、破裂、針孔漏光，形狀保持性， 變形度a < 5°熱封強(qiáng)度內(nèi)膜被電解液浸泡滲透到三封口(在大約12天)時(shí)，封口強(qiáng)度> 40u/15mmo耐水泡性能成品電池放在常溫水沖浸泡二十天封口嚴(yán)密，不產(chǎn)生鼓氣現(xiàn)象。電絕緣性電極與復(fù)合膜鋁箔間的電阻率，熱封極片電阻率> IXlO7S2 · cm-1'；內(nèi)膜耐穿刺性能內(nèi)膜能經(jīng)受電芯周邊毛刺穿刺及熱封時(shí)金屬電極不與膜中間 AL箔短路。成品點(diǎn)狀腐蝕率和短路率< 1%。。耐電解液穩(wěn)定性由于電解液會(huì)溶脹、溶解吸收內(nèi)層復(fù)合膜，特別是膜層間膠粘劑或粘結(jié)樹脂，其中產(chǎn)生的HF會(huì)腐蝕復(fù)合膜中間的AL箔，造成AL箔與內(nèi)膜的分離，從而產(chǎn)生漏液或氣脹，使電池報(bào)廢。三封口時(shí)，AL箔以內(nèi)各層間剝離強(qiáng)度>2.5N/15mm，才能保證封口的嚴(yán)密牢固性。電性能電性能指標(biāo)正在進(jìn)一步的摸索探討之中，生產(chǎn)廠家暫時(shí)保密，不愿詳細(xì)透露。電性能的實(shí)質(zhì)是包裝膜對(duì)電池充放率的影響，這種影響包括電絕緣性，對(duì)電解液組分平衡性影響，復(fù)合膜特別是AL箔以內(nèi)膜被電解液浸泡后的電絕緣性等等。
其它膜的厚度偏差、尺寸偏差、熱封耐折剝離、原膜層間初始剝離強(qiáng)度，斷裂強(qiáng)度 (> 100N)、斷裂伸長(zhǎng)率(> 35% )等?？傊洶b材料膜所要求的指標(biāo)很多，其中最重要的指標(biāo)也是與普通復(fù)合膜不同的地方是①極高的阻隔性；②良好的冷沖壓成型性；③耐穿刺性；④耐電解液穩(wěn)定性；⑤ 電性能(包括絕緣性)由于這些特殊的高性能要求，使軟包裝材料膜成為聚合物鋰離子電池行業(yè)的三大技術(shù)難題之一，也是當(dāng)前聚合物鋰電池最具挑戰(zhàn)性的課題。據(jù)了解，聚合物鋰離子電池芯外包裝成型材料目前完全被日本所壟斷，歐美曾經(jīng)開發(fā)出第一代非成型軟包裝膜，現(xiàn)基本上被淘汰，韓國(guó)曾經(jīng)與日本一起占領(lǐng)國(guó)際市場(chǎng)，但近年來似乎有退出的跡象，韓國(guó)退出市場(chǎng)的原因是外包裝膜產(chǎn)品性能沒有競(jìng)爭(zhēng)力。日本的最大優(yōu)勢(shì)是耐電解液穩(wěn)定性好，從而導(dǎo)致阻隔性也好，使用壽命較長(zhǎng)，它最大的弱點(diǎn)是耐穿刺性差，成品率低及電性能不良。國(guó)內(nèi)真正深入該鋰離子電池外包裝膜研究開發(fā)的廠家夏門寶龍工業(yè)、惠州TCL全能、東莞新能源ATL、順德精進(jìn)電子等，由于投入的資金之大，課題研究的難度之難，近兩年的研究成果不多，而且?guī)缀跆幱谕顟B(tài)。在阻隔性更高，冷沖壓成型性更好(沖深更深，以滿足手提電腦及電動(dòng)自行車鋰電池的要求)、耐穿刺性更優(yōu)，熱封強(qiáng)度更高，電性能影響更小，以及如何徹底解決耐電解液的穩(wěn)定性這一難題上，國(guó)內(nèi)廠商幾乎是束手無策，提不出相應(yīng)的解決辦法。聚合物鋰離子蓄電池芯軟包裝材料是由鋁箔、多種塑料及多種粘接劑(包括粘接樹脂)所組成的復(fù)合軟包裝材料。它的設(shè)計(jì)、制造及其應(yīng)用技術(shù)(簡(jiǎn)稱軟包裝技術(shù))是聚合物鋰離子蓄電池行業(yè)要解決的三大技術(shù)難題的難題。在現(xiàn)有技術(shù)中，通常用于阻隔聚合物鋰電池內(nèi)容物的外軟包裝，如果不包括粘接層，一般為三層，Al箔為中間阻透層，AI箔以外的NY和PET為外層保護(hù)層，Al箔以內(nèi)的為內(nèi)層，又叫多功能高阻隔層。該三層結(jié)構(gòu)主要是由外阻層、阻透層(中間層鋁箔)和高阻隔層(內(nèi)層) 組成的多層共擠復(fù)合薄膜，即外層/鋁箔/內(nèi)層。外層是指外保護(hù)層或印刷層，內(nèi)層則是指復(fù)合層和熱封層。外層要求耐高溫，熱封溫度在(160士 15) °C，耐磨擦性、耐穿刺性和耐折性好。外層主要是對(duì)中間層起良好的保護(hù)作用和適合冷沖壓成型性要求，特別的還要求印刷性良好。 除要求具備非冷沖壓成型外層材料的性能外，還要求合適的伸長(zhǎng)率，較高的抗沖擊強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和斷裂強(qiáng)度?，F(xiàn)有技術(shù)在外層上通常采用熱塑性塑料和內(nèi)側(cè)粘結(jié)鋁箔的熱熔膠粘結(jié)層組成。比如單面涂覆熱熔膠的聚丙烯膜(CPP)或共擠聚丙烯薄、流廷聚丙烯薄膜、聚胺類聚合物膜的熱塑性樹脂薄膜、或尼龍(PA)單面涂覆熱熔和已涂覆熱熔膠的鋁箔進(jìn)行粘。涂覆的熱熔膠通常為乙烯類或EVA類熱熔膠，聚烯烴多元醇、多功能異氰酸醇硬化劑、添加了熱塑性彈性體、添加了增粘劑等，厚度通常為0. 001-0. 01MM。外層上的尼龍耐沖擊性差，容易劃傷、漏氣，又有親水性，容易吸濕氣，氧氣阻透性降低。而用于阻透層的鋁箔(中間層)，通常采用含鐵量為0. 9以下的鋁箔材料，且在鋁箔內(nèi)層一側(cè)的表面表面上形成至少一種磷酸鹽膜、絡(luò)酸鹽膜、氟化物膜、三嗪硫醇化合物膜抗酸膜，其產(chǎn)生的抗拉強(qiáng)度，延伸率和杯突值一般很難達(dá)到直角沖深值要求，也很難達(dá)到比普通鋁塑復(fù)合材料的阻隔性高10000倍左右的要求?，F(xiàn)有技術(shù)通常采用在鋁箔的兩面選用聚酯樹脂、聚烯烴樹脂或者這些樹脂的改性物和混合物的一種來粘接內(nèi)外層非金屬薄膜。 涂覆的熱熔膠是乙烯類或EVA類熱熔膠，聚烯烴多元醇、多功能異氰酸醇硬化劑，并添加了熱塑性彈性體、添加了增粘劑等，厚度通常為0. 001-0. OlMM0并采用同一種粘接劑涂覆鋁箔的兩面。實(shí)驗(yàn)證明，無論是采用干式涂布有機(jī)溶劑粘合劑復(fù)合、濕式涂布無機(jī)粘合劑復(fù)合， 還是熱熔劑涂布復(fù)合，這種兩面采用同一種膠粘結(jié)層的不足之處在于，不能有效阻隔電池內(nèi)容物的滲透。由于鋁塑復(fù)合材料是金屬與非金屬的結(jié)合體，鋁箔與非金屬的粘合結(jié)合力度一般都比較小。在成型過程中，鋁箔和其它非金屬?gòu)?fù)合材料，包括粘接劑共同延伸、流動(dòng)， 而且在延伸的過程中鋁箔會(huì)變薄，干結(jié)后的粘接劑的分子鏈容易斷裂，形成隱形裂縫斷帶。 一般來說，40 μ m厚的鋁箔成型深度一般不能超過4mm，成型后鋁箔的厚度不能小于30 μ m。 成品電池暴露在有一定濕度的大氣環(huán)境中，空氣的水分對(duì)包裝材料有透過作用。由于鋰離子蓄電池對(duì)非水條件的要求十分苛刻，水分會(huì)直接影響電池循環(huán)壽命，因此包裝材料各復(fù)合層的阻隔性能極為重要。而各層材料中起到阻隔作用的關(guān)鍵在于鋁箔。鋁箔延展性十分重要，其延伸率不足則在拉伸成型時(shí)四周的R處易產(chǎn)生皺褶和針孔，會(huì)降低材料的阻隔性能。高阻隔層(內(nèi)層)內(nèi)膜是針對(duì)鋰離子中電解液的特殊性能而設(shè)計(jì)制作的特殊多功能層，這些功能主要有(1)耐電解液浸泡及使用時(shí)電化學(xué)反應(yīng)的過程中.內(nèi)層表現(xiàn)出良好的化學(xué)穩(wěn)定性，如不被溶脹、溶解或發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而遭到破壞。(2)熱封層必須具備較高的耐電芯周邊銅網(wǎng)，鋁網(wǎng)毛刺在抽真空強(qiáng)力收縮時(shí)穿刺的性能，從而避免點(diǎn)狀腐蝕和短路現(xiàn)象。(3)底層中間還必須具備耐175°C (熱封溫度)以上的耐高溫性材料，以避免電極邊封時(shí)產(chǎn)生短路或接觸不良現(xiàn)象。(4)底層材料中含有的水分，以及反應(yīng)而產(chǎn)生的氧氟酸，使氫氟酸不能滲透到中間層鋁箔上產(chǎn)生腐蝕。因此內(nèi)層中間必須能夠固定，能夠吸收制作過程中電芯內(nèi)的水分、空氣中的水分。(5)電池芯的極耳要通過兩層鋁塑復(fù)合膜進(jìn)行熱封，這就要求包裝材料內(nèi)層熱封性能良好，使底層材料與極耳(銅箔、鎳箔、鋁箔)有良好的親合粘附性能和密封性能，有足夠的剝離強(qiáng)度，同時(shí)要保證極耳與包裝材料不短路和電池內(nèi)電解液長(zhǎng)時(shí)間不外漏。熱封性能良好的剝離強(qiáng)度和耐化學(xué)性同樣也是鋰離子電池應(yīng)用包裝材料的重要特性。CPP薄膜的熱封效果主要通過熱封溫度、時(shí)間、壓力來控制。熱封PP層的熱封性能好壞與電池氣脹問題直接相關(guān)。CPP薄膜熱封效果受到多方面因素的影響，包括溫度、時(shí)間和壓力以及材料本身特性(密度、熔體流動(dòng)速率、厚度、制作工藝、表面性能和結(jié)構(gòu)組成等)。評(píng)價(jià)塑料薄膜熱封效果好壞主要從熱封強(qiáng)度和熱粘強(qiáng)度兩個(gè)方面進(jìn)行，同時(shí)考慮薄膜熱封后的平整性，是否出現(xiàn)褶皺或細(xì)小的微孔等缺陷。要提高復(fù)合材料的性能，除采用更好的鋁箔外，其它復(fù)合層也要采用阻隔性能和機(jī)械物理性能更好的材料。在電芯包裝完畢后進(jìn)行最后整型和翻熱封邊(一般熱封區(qū)寬度為3 5mm)時(shí)，同樣要求聚酯(PET)、尼龍(BOPA)等薄膜有良好的機(jī)械物理性能，否則在折邊的折線處會(huì)出現(xiàn)斷裂、反彈等問題。在包裝材料上拉伸出長(zhǎng)方體型腔后，可放入電池芯進(jìn)行熱封包裝，此工藝稱為包裝材料冷壓成型。這就要求軟包裝復(fù)合材料整體要有良好的延展性。目前所知的最佳阻隔層內(nèi)膜材料之一是日本研究出的一種新型特殊的阻隔層軟包裝膜材料，這種特殊的阻隔層軟包裝材料被稱為X100.其上貼有保護(hù)層，在生產(chǎn)時(shí)要將
8其撕開。日本研究的這種材料之所以稱為XlOO阻隔層軟包裝材料。上述現(xiàn)有技術(shù)采用的熱熔劑涂布復(fù)合的膠粘結(jié)層的不足之處是，不能有效阻隔電池內(nèi)容物的滲透，抗強(qiáng)酸堿和高腐蝕及抗有機(jī)溶劑和高揮發(fā)性物質(zhì)的性能不足，不能有效抵制電池內(nèi)部電解液對(duì)它的溶脹、溶解、滲透、吸收及電化學(xué)反應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是提出一種具有超強(qiáng)阻隔性，良好的冷沖壓成型性，耐穿刺性，耐電解液穩(wěn)定性，能抗有機(jī)溶劑和高揮發(fā)性物質(zhì)，熱封強(qiáng)度高的聚合物鋰離子電池芯外包裝成型材料。本發(fā)明的目的可以通過以下措施來達(dá)到，一種聚合物鋰離子電池芯外包裝成型材料，包括，外阻層、阻透層和高阻隔層疊層體組成的多層共擠復(fù)合薄膜層，其特征在于，所述的外阻層疊層體是由至少一層耐熱性樹脂薄膜PET、B0PA，PEN任選其一，或者其中兩者并存共擠復(fù)合構(gòu)成的，所述阻透層疊層體中的鋁箔至少含有含量為0. 9wt% 1.5襯％的!^ ； 所述的高阻隔層疊層體包括基層、功能層和熱封層，所述基層是由聚丙烯(PP)、氯化聚丙烯或流延聚丙烯(CPP)、聚乙烯(PE)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇脂(PET)、尼龍(PA)或芳香族尼龍 (MXD6)、MPE彈性體共混物，聚偏二氯乙烯(PVDC)、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)，聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，高阻隔性透明包裝薄膜(GT)中的至少兩種薄膜基材組合或兩兩復(fù)合組成的共聚體薄膜，在所述共聚體薄膜基材上均涂布有高阻隔耐水改性聚乙烯醇(PVA)涂布膜。本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果。本發(fā)明外阻層疊層體選用PET、ΒΟΡΑ, PEN耐熱性樹脂薄膜，對(duì)外界環(huán)境的小分子氣體、液體、水蒸汽及氣味的屏蔽能力大、阻透性高。采用雙組份聚氨酯樹酯膠粘劑與金屬鋁箔的互動(dòng)粘結(jié)相容性極佳，附著力好膠粘劑涂層不易剝落，不影響其阻隔性和復(fù)合的剝離強(qiáng)度；外膜與粘合劑分子鏈在沖深過程中，塑性互動(dòng)延伸性和復(fù)合牢固度優(yōu)異，不斷裂不分層，韌性耐高溫，耐沖擊、耐剝離強(qiáng)度高，耐外界環(huán)境滲透、幾乎無針孔漏光和破裂。由于PEN表面平滑光澤。在較寬的溫度范圍內(nèi)具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能，電絕緣性優(yōu)良，甚至在高溫高頻下，其電性能仍較好，抗蠕變性，耐疲勞性，耐摩擦性、尺寸穩(wěn)定性都很好。作為包裝材料有良好的力學(xué)性能，沖擊強(qiáng)度是其他薄膜的3 5倍。耐折性好，耐油、耐脂肪、耐稀酸、稀堿，耐大多數(shù)溶劑。具有優(yōu)良的耐高、低溫性能，可在120°C溫度范圍內(nèi)長(zhǎng)期使用，短期使用可耐150°C高溫，可耐-70°C低溫，且高、低溫時(shí)對(duì)其機(jī)械性能影響很小。氣體和水蒸氣滲透率低，有優(yōu)良的阻氣、水、油及異味性能。由于PEN的萘環(huán)結(jié)構(gòu)使PEN比PET具有更高的物理機(jī)械性能、氣體阻隔性能、化學(xué)穩(wěn)定性及耐熱、耐紫外線、耐輻射等性能。耐水性是PET的4倍。PEN對(duì)水的阻隔性是PET 的3-4倍，對(duì)氧氣和二氧化碳的阻隔性是PET的4-5倍，對(duì)水的阻隔性是PET的3. 5倍，其阻隔性可與PVDC相比，不受潮濕環(huán)境的影響。本發(fā)明通過增加接枝增韌劑，BOPA薄膜除容易形成結(jié)晶結(jié)構(gòu)外.還具有不沾水、 不易吸水，耐酸、堿等特性。對(duì)有機(jī)溶劑和多種其他化學(xué)品具有良好的耐化學(xué)性，優(yōu)異的韌性和耐穿刺性、耐沖擊、耐爆破、耐磨損性等。它優(yōu)異的耐油性、耐油脂性和耐化學(xué)溶劑性、極好的氣體(氧氣、氮?dú)?、二氧化?、香味和氣味阻隔性、耐熱性強(qiáng)，適用溫度范圍廣泛(-600C -150°C )，能夠便于與其它基材復(fù)合。而且還解決了 BOPA在成型過程中過分延伸，在熱封后BOPA層收縮，當(dāng)收縮力大于BOPA層和AL層的粘接強(qiáng)度時(shí)出現(xiàn)分層，一經(jīng)熱封會(huì)在某一拐角或折邊發(fā)生氣泡或分層現(xiàn)象的難題。加入的尼龍?zhí)畛潴w或增塑劑共混材料形成接枝共聚物能夠提高尼龍的抗沖擊性、耐寒性、成型加工性、降低吸水率，另外，增韌后，可免去尼龍制品通常需水煮之麻煩。尼龍6/聚烯烴共混物，提高了沖擊強(qiáng)度，降低了吸水率。尼龍6彈性體的加入能大幅度提高體系沖擊強(qiáng)度，具有明顯的增韌作用。當(dāng)彈性體含量達(dá)到20%時(shí)，體系沖擊強(qiáng)度提高12倍。適當(dāng)?shù)募羟袕?qiáng)度，可以調(diào)控共混體系的微觀形態(tài)結(jié)構(gòu)，得到的彈性體粒子相疇尺寸小、均勻程度高，易于使共混體系發(fā)生脆韌轉(zhuǎn)變。結(jié)果表明，微米級(jí)和納米級(jí)CaCO粒子都與彈性體粒子有協(xié)同增韌作用。但微米級(jí)碳酸鈣無增強(qiáng)作用。DMA分析表明，POE的加入使PA6的次級(jí)轉(zhuǎn)變溫度Tgg降低，改善了 PA6的低溫脆性。二步法的混合方式有利于提高材料韌性，同時(shí)使材料的強(qiáng)度提高。DMA分析表明，POE的加入，使PA6/n_CaC0。體系的tan6峰值顯著增高，次級(jí)轉(zhuǎn)變溫度Tgg降低。說明POE可以顯著提高PA6/n-CaC0。的韌性，改善低溫脆性。同時(shí)，POE的加入，對(duì)PA6/n-CaC0，對(duì)體系模量影響不大。顆粒填充PA6 二元體系的增韌增強(qiáng)機(jī)制是微空穴增韌與基體剪切屈服共同作用的結(jié)果。通過加入接枝增韌劑還可以明顯改善使用PA66的吸水性和干態(tài)、低溫沖擊性能。本發(fā)明構(gòu)成阻透層的鋁箔克服了現(xiàn)有技術(shù)所謂“鋁箔含鐵量超過0. 9重量％時(shí)， 鋁的柔軟性遭到損害，作為層合體其制袋性變差”的偏見。并且克服了工業(yè)純鋁Al-Fe-Si合金的Fe/Si比一般控制在0.25%，F(xiàn)e/Si比大于5%時(shí)，會(huì)導(dǎo)致加工硬化率提高的偏見。通過大量的實(shí)驗(yàn)，本發(fā)明最終形成的鋁箔的物理特性及機(jī)械性能0狀態(tài)，抗拉強(qiáng)度大于80 98Mpa以上，延伸率> 21%，杯突值彡6. 10以上，屈服強(qiáng)度455Mpa，彈性模E/Gpa :71。透過率為< Iml，拉伸強(qiáng)度為》30Mpa、斷裂伸張率> 40，剝離力> 1、熱合強(qiáng)度》40，光線透過率 (0. 4，沖深4_-12_，保持壓力25(kpa)無滲漏，無破裂。采用的雙組份聚氨酯樹酯膠粘劑粘接鋁箔外層，與金屬鋁箔沖深的互動(dòng)性的粘結(jié)相容性極佳，附著力好。外膜與粘合劑分子鏈在沖深過程中，塑性互動(dòng)延伸性和復(fù)合牢固度優(yōu)異，不斷裂不分層，膠粘劑涂層不易剝落，不影響其阻隔性和復(fù)合的剝離強(qiáng)度；采用聚酯多元醇類膠黏劑膠水粘接鋁箔內(nèi)層，粘度高，抗有機(jī)溶劑，抗強(qiáng)酸堿，抗高腐蝕揮發(fā)性物質(zhì)， 且韌性耐高溫，耐沖擊、耐剝離強(qiáng)度高，耐滲透、粘接無針孔，分子鏈完整不斷裂。本發(fā)明優(yōu)選地采用CPP、PE、B0PP、PET、PA、MXD6、PEN、PVDC、GT等多種基材涂布高阻隔PVA作為高阻隔層的基層，不改變基材原有性能，成倍的增加阻隔性。且具有非常好的阻隔性和優(yōu)異的阻氣、阻水、耐腐蝕、防紫外線等性能，阻隔性能明顯優(yōu)于市場(chǎng)現(xiàn)有的聚偏二氯乙烯PVDC涂布膜和乙烯-乙烯醇共聚物EVOH共擠膜。在CPP、PE等膜上進(jìn)行涂布后，成品膜可以直接彩印制袋，大大降低了包裝成本，還可廣泛用于食品、精細(xì)化工、精密電子儀器儀表和醫(yī)藥農(nóng)藥中間體等包裝領(lǐng)域。涂布的改性PVA的優(yōu)點(diǎn)還在于1.耐溶劑性好耐油、脂肪等有機(jī)溶劑性優(yōu)良，能有效阻隔其滲漏。2.防紫外線性能好能較好地防止因紫外線引起的變質(zhì)。3.耐潮濕性好PVA經(jīng)過耐水改性之后，在潮濕條件下，包裝物的阻隔性不下降， 仍有很好的保護(hù)作用，該特性是PVDC和EVOH共擠膜無法比擬的。4.穩(wěn)定性優(yōu)異即使直接受陽光照射，涂層穩(wěn)定，不發(fā)黃、不易老化。
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5.附著力好涂層不易剝落，不會(huì)影響其阻隔性和復(fù)合的剝離強(qiáng)度。6.具有良好的耐高溫性和超強(qiáng)的阻透性，同時(shí)具有超高的防穿刺性能和熱封溫度寬、抗油污封口性能好的結(jié)構(gòu)。在阻氧性能方面，耐水改性PVA涂布膜氧氣透過量平均 2cm3(m224h0. IMPa)，測(cè)試值最小的是0. 27cm3/ (m224h0. IMPa)，而涂布兩次的PVDC涂布膜氧氣透過量在15cm7(m224h0. IMPa)左右，具有良好的阻氧性能的同時(shí)，具有良好的耐水性能，涂層在有水或高濕條件下不會(huì)產(chǎn)生返黏、溶脹現(xiàn)象，經(jīng)過涂布后的PE、CPP等具有熱封性的基材可以作為高阻隔性的包裝材料直接使用。附著力好，在ΡΕ、PET、ΒΟΡΑ、BOPP, CPP 上涂布，不需任何預(yù)涂布和粘合劑。涂層不易剝落，不會(huì)影響其阻隔性和復(fù)合的剝離強(qiáng)度。 改性PVA涂布膜與未改性PVA涂布膜相比，粘結(jié)力、濕態(tài)阻隔性和耐水性有了明顯提高。本發(fā)明用密胺樹脂改性液對(duì)PVA進(jìn)行適度交聯(lián)的改性PVA，PVA在高阻隔薄膜在保留干態(tài)阻隔性能、透明、柔韌的優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，還提高了與基材的粘接性，省去了預(yù)涂布和粘結(jié)劑，尤其突出的是與未改性PVA比較濕態(tài)阻隔性能明顯提高。與未改性PVA工藝比較，改性的PVA省掉了預(yù)涂布和使用粘結(jié)劑的工序，取消了遮蔽工藝，可減少設(shè)備投資和降低產(chǎn)品成本。改性后的PVA水溶膠解決了靜態(tài)下表面結(jié)皮和生產(chǎn)條件下粘度上升的難題。性能與未改性PVA比較，改性PVA涂布層在水中浸泡M小時(shí)后涂層無溶脹和脫落現(xiàn)象，關(guān)鍵指標(biāo)氧氣透過量達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。耐油、耐有機(jī)溶劑性好，對(duì)動(dòng)物油、植物油、礦物油、醇類、醚類、酮類、酯類都是不溶的。具有優(yōu)良的氣體阻隔性，特別是有極低的透氧性，適宜于各種物品的包裝封存。本發(fā)明將MA-PVDC、PE、EVA、PP、PA等薄膜材料有機(jī)地結(jié)合起來，性能互補(bǔ)，成為一種綜合性能極佳的高阻隔軟包裝材料。因?yàn)镸A-PVDC的高阻隔性，透氧可控制在< Icm3/ τα · 0. IMPa · d (GB/T1038-2000)，透汽量控制在 < 0. 7g/m3 · d (GB/T1037-1987)。本發(fā)明將EVOH層與典型的PA層或芳香族尼龍MXD6結(jié)合在一起，既能保護(hù)PA的抗穿刺性，又增加了 EVOH的強(qiáng)度，提高了 EVOH的防裂性。選用的EVOH乙烯-乙烯醇共聚物，最顯著的特點(diǎn)是有極好的阻氣性，可以有效地阻隔氧氣、二氧化碳和其他氣體的滲透； 同時(shí)它還具有很好的透明性、光澤性、機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。試驗(yàn)表明，本發(fā)明外包裝PA層拉伸強(qiáng)度MpaMD可達(dá)252. 38 (標(biāo)準(zhǔn)值彡180)，TD可達(dá)312. 04 (標(biāo)準(zhǔn)值彡180)。斷裂拉伸率％，]\ 可達(dá)163. 74(標(biāo)準(zhǔn)值彡180)，TD可達(dá)121. 33 (標(biāo)準(zhǔn)值彡180)。耐撕裂力mN，MD可達(dá)M5. 3 (標(biāo)準(zhǔn)值彡60)，TD可達(dá)238. 1 (標(biāo)準(zhǔn)值彡60)。選用的聚偏二氯乙烯PVDC具有很高的結(jié)晶度，其最大的特點(diǎn)是有極佳的綜合阻隔性能，但由于其質(zhì)地堅(jiān)硬、軟化點(diǎn)高、對(duì)熱不穩(wěn)定，導(dǎo)致加工成型相當(dāng)困難。若以其單體偏二氯乙烯類(VDC)與其它單體，如氯乙烯、丙烯酸甲酯、丙烯腈等共聚，則共聚物可較好地解決上述問題。選用的聚萘二甲酸乙二醇酯PEN與PET分子結(jié)構(gòu)的不同之處在于用萘環(huán)代替了 PET分子中的苯環(huán)，聚合物的原料單體用2，6萘二甲酸代替對(duì)苯二甲酸，其構(gòu)成與PET類似。因此，PEN是聚酯材料中佼佼者，它幾乎在所有方面都優(yōu)于PET，具有優(yōu)異的阻隔性，對(duì)紫外線的吸收性、耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性。選用的GT薄膜不僅可以達(dá)到鋁塑復(fù)合材料的阻隔性能，而且還有許多顯著的特點(diǎn)，如阻隔性能不會(huì)因溫度和濕度的變化而改變；能阻止外界的異味滲入；
功能層采用的丙烯和乙烯半結(jié)晶共聚物丙烯基彈性體(propylene-based elastomer, PBE) BOPP薄膜是采用埃克森美孚化工(Exxpol) TM茂金屬催化專有技術(shù)制造而成的特種烯烴彈性體，獨(dú)特的丙烯和乙烯半結(jié)晶共聚物(乙丙彈性體)，它們與其它共聚物有優(yōu)異的相容性，且可在很多軟薄膜終端用途中達(dá)到具有杰出的薄膜熱封性能，與各種聚烯烴都有優(yōu)異的粘著力，優(yōu)異的膠粘特性，高彈性和柔軟度，出色的韌性等目標(biāo)特性。在熱封層中，由于聚丁烯在聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)相溶性，封口完整性，表面平滑和干凈，平均剝離力度為5-6N/15毫米。選用POE作熱封層，是因?yàn)镻OE是一種用茂金屬催化劑生產(chǎn)的乙烯一a烯烴共聚物，該聚合物有著極低的結(jié)晶度，密度很低，分子量分布窄，玻璃催化溫度低等特征，并具有良好的回彈性和柔韌性等，且其硬度很低。這些專用聚合物對(duì)乙烯和丙烯聚合物有卓越的黏附性。與標(biāo)準(zhǔn)的無規(guī)共聚PP樹脂以及廣為人知的AFFINITY POP相比，丙烯基彈性體 (VERSIFY)塑性體和彈性體對(duì)線性低密度聚乙烯(LLDPE)和均聚聚丙烯(PP)亦有極佳的黏附性。這種高黏附性使VERSIFY塑性體和彈性體能夠與聚乙烯(PE)和PP樹脂共構(gòu)或組合(多層或摻混)制造出薄膜。VERSIFY塑性體和彈性體廣闊的結(jié)晶度范圍使得熱合溫度范圍較寬，并且起封溫度(SIT)較低，可以應(yīng)用在需要較高熱封速度的吹塑和流延薄膜中。 在BOPP應(yīng)用中，VERSIFY塑性體和彈性體可以制造具有優(yōu)異透明度和光彩奪目的柔性薄膜，同時(shí)具有適當(dāng)模量和低起封溫度的優(yōu)異性能平衡，這是在BOPP熱封層中很難實(shí)現(xiàn)的性能組合。VERSIFY塑性體和彈性體另一個(gè)令人感興趣的特性是在進(jìn)行電暈或火焰處理后依然保持熱封強(qiáng)度的能力。與同類塑料相比，VERSIFY塑性體和彈性體作為熱封層使用時(shí)不會(huì)引起熱合強(qiáng)度的明顯下降或起封溫度上升。本發(fā)明與國(guó)外公司a和公司b的電池芯外包裝鋁塑復(fù)合膜，在同等環(huán)境條件下進(jìn)行了多種性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)。1.鋁塑復(fù)合膜耐高溫、耐腐蝕，耐有機(jī)溶劑和高揮發(fā)性物質(zhì)的性能試驗(yàn)。用浸泡法將其上述鋁塑復(fù)合膜高阻層(最內(nèi)層)取其其中的PP膜層，將20mg的聚合物鋰電池電解液溶液包裝密封好，放在85 °C高溫實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)4個(gè)小時(shí)，讓分子加速運(yùn)動(dòng)， 測(cè)其耐高溫、耐腐蝕，耐有機(jī)溶劑和高揮發(fā)性物質(zhì)的性能，后取出稱量。取出后的結(jié)果是，上述兩家公司其中的電解液溶液全部揮發(fā)，無剩余物。本發(fā)明經(jīng)4小時(shí)后，電解液溶液還剩余 10-iaiig。測(cè)試證明，本發(fā)明耐高溫、耐腐蝕，耐有機(jī)溶劑和高揮發(fā)性物質(zhì)的性能優(yōu)于上述兩家外國(guó)公司。2.成品包裝膜的耐電池電解液的腐蝕破裂試驗(yàn)。將包裝有電池芯的復(fù)合膜外包成品膜，并注入20mg聚合物鋰電池電解液溶液進(jìn)
行封裝，放在85°C高溫實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)，結(jié)果是a公司的電池芯外包裝在23天后塑鋁膜被腐蝕破
裂，b公司的電池芯外包裝在25天后塑鋁膜被腐蝕破裂，本發(fā)明在觀天后塑鋁膜被腐蝕破 m農(nóng)。3.成品包裝膜的耐電池電解液與水反應(yīng)后產(chǎn)生強(qiáng)酸并溶脹的試驗(yàn)。將已制成成品的外包裝成型材料膜片，放入加有3% -5%水的聚合物鋰電池電解液溶液，并密封好，在85°C高溫實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)讓其分子加速運(yùn)動(dòng)，結(jié)果表明，b公司的電池芯外包裝膜M小時(shí)破裂，a公司的電池芯外包裝膜28小時(shí)破裂，本發(fā)明在48小時(shí)破裂。4.熱封強(qiáng)度試驗(yàn)。
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在3Mpa/熱封時(shí)間3秒、熱封壓力牛頓N/15mm條件下，A 公司40N-50N/15mmB 公司43N-55N/15mm本發(fā)明55N-68N/15mm。在針刺過試驗(yàn)程中，本發(fā)明的電池的外包裝鋁塑膜幾乎不發(fā)生變化，電池外形基本完整。
具體實(shí)施例方式在以下實(shí)施例中，外阻層疊層體所述耐熱性樹脂薄膜是聚對(duì)苯二甲酸乙二醇脂 (PET)、尼龍(ΒΟΡΑ)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)其中的一種，其中以PEN/PET共聚酯薄，含有0.1% (質(zhì)量分?jǐn)?shù)) 0.4% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))SiO2微粒，并通過萘二甲酸二甲酯(NDC)和乙二醇(EG)進(jìn)行酯交換反應(yīng)合成中間體2，6-萘二甲酸乙二醇酯(BHEN)，且BHEN含量均為 8% (摩爾分?jǐn)?shù))，在上述耐熱性樹脂薄膜的內(nèi)側(cè)面上涂布的是雙組份聚氨酯樹酯膠粘劑。 外阻層疊層體選用PET、ΒΟΡΑ, PEN耐熱性樹脂薄膜。PEN化學(xué)結(jié)構(gòu)與PET相似，不同之處在于分子鏈中PEN由剛性更大的萘環(huán)代替了 PET中的苯環(huán)。PEN的熔點(diǎn)為265度與PET相近，其玻璃化溫度在120度以上，比PET高出50度左右。PEN還具有優(yōu)良的力學(xué)性能，PEN的楊氏模量和拉伸彈性模量均比PET高出50%。而且，PEN的力學(xué)性能穩(wěn)定，即使在高溫高壓情況下，其彈性模量、強(qiáng)度、蠕變和壽命仍能保持相當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性。選擇Β0ΡΑ，則BOPA橫向拉伸強(qiáng)度(》250MPa)大于現(xiàn)有技術(shù) (180MPa)70Mpa，縱向量拉伸強(qiáng)度(彡3IOMPa)大于現(xiàn)有技術(shù)(180MPa) 130，橫向縱向耐撕裂 (245M/N)大于現(xiàn)有技術(shù)(60M/N) 180M/N。在選擇PEN/PET共聚酯的情況下，在相同的拉伸倍數(shù)下，由于2，6_萘二甲酰結(jié)構(gòu)單元隨著共聚酯中2，6_萘環(huán)單元的引入，增加了共聚酯大分子鏈的剛性。這是由于在薄膜制造過程中，萘環(huán)比苯環(huán)具有更大的共軛結(jié)構(gòu)，分子鏈剛性高，傾向于生成伸直鏈結(jié)構(gòu)，而 PET盡管也發(fā)生分子取向，但呈折疊鏈結(jié)構(gòu)，所以聲波在PEN/PET共聚酯薄膜拉伸取向方向傳播時(shí)，其傳播方向與共聚酯大分子鏈比與PET大分子鏈更平行。隨著拉伸倍數(shù)的增加，說明共聚酯薄膜的性能有利于分子鏈沿著與拉伸方向平行的方向排列。相同拉伸倍數(shù)的PEN/ PET比PET斷裂強(qiáng)度略有增大，但斷裂伸長(zhǎng)顯著變小。這是由于引入的萘環(huán)有更大的共扼結(jié)構(gòu)，使分子鏈剛性高，因此改性后的共聚酯并沒有因?yàn)榉肿渔湹膶?duì)稱性和規(guī)整性被破壞而使強(qiáng)度下降。同一組成的PEN/PET共聚酯卻隨拉伸倍數(shù)的增大，強(qiáng)度逐漸增大，伸長(zhǎng)逐漸減小。這是因?yàn)榫酆衔锏膹?qiáng)度的各向異性隨取向程度的增高而增大的結(jié)果。該耐熱性樹脂薄膜可以選擇聚對(duì)苯二甲酸乙二醇脂(PET)、尼龍(BOPA)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)中的任一種作為聚合物鋰離子電池的外阻層。優(yōu)選地還可以選擇PEN/ PET共聚酯薄。PEN/PET共聚酯薄含有0. (質(zhì)量分?jǐn)?shù)) 0.4% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))SiO2微粒， 并通過萘二甲酸二甲酯(NDC)和乙二醇(EG)進(jìn)行酯交換反應(yīng)合成中間體2，6_萘二甲酸乙二醇酯(BHEN)，且BHEN含量均為8% (摩爾分?jǐn)?shù))。PEN/PET共聚酯薄以醋酸鋅為催化劑， 以位阻酚1010為抗氧劑，反應(yīng)溫度為295°C;每摩爾BHEN用催化劑的量為4X ΙΟΛιοΙ，反應(yīng)時(shí)間為ISOmin ；每摩爾BHEN用抗氧劑的量為IX IO-5Hiol。將上述獲得的PEN/PET共聚酯通過雙軸拉伸制成性能優(yōu)異的薄膜。結(jié)果表明=SiO2粒子含量不同的樣條斷面，顆粒分散得比較均勻，顆粒直徑都在0. 4μπι以下，無過大微粒存在；當(dāng)SiO2微粒含量增大時(shí)，并沒有絮凝成顆粒過大的粒子。在薄膜制造過程中，PEN/PET共聚酯的拉膜，采用LSJ20塑料擠出裝置進(jìn)行擠出， 螺桿直徑20mm，螺桿長(zhǎng)度直徑比L/D為25，轉(zhuǎn)速60r/min。采用雙軸延伸機(jī)進(jìn)行拉伸。先在LSJ20塑料擠出裝置于275°C擠成厚片，再在雙軸延伸機(jī)上于130°C以相同的倍數(shù)雙向拉伸到3-4倍。在薄膜制造過程中，由于萘環(huán)比苯環(huán)具有更大的共軛結(jié)構(gòu)，分子鏈剛性高.傾向于生成伸直鏈結(jié)構(gòu)，而PET盡管也發(fā)生分子取向。雙軸取向高聚物薄膜沿著它的平面縱橫二個(gè)方向拉伸，高分子鏈傾向于與薄膜平面平行的方向排列，但在此平面內(nèi)分子鏈的取向是無規(guī)則的。聲波在PEN/PET共聚酯薄膜拉伸取向方向傳播時(shí)，其呈折疊鏈結(jié)構(gòu)的傳播方向與共聚酯大分子鏈比與PET大分子鏈更平行，聲速更大。因此，計(jì)算的聲速取向因子增大。每一組成的共聚酯，隨著拉伸倍數(shù)的增加，聲速模量和聲速取向因子增大，這說明隨著拉伸倍數(shù)的增加，更有利于分子鏈沿著與拉伸方向平行的方向排列。在薄膜制造過程中，PEN/PET共聚酯隨著共聚酯中2，6_萘環(huán)單元的引入以及含量的增加，干熱收縮率明顯減小，這是由于2，6_萘二甲酰單元的引入增加了共聚酯大分子鏈的剛性，從而使PEN/PET共聚酯表現(xiàn)出比PET更為優(yōu)良的熱穩(wěn)定性能，且2，6-萘環(huán)單元含量越大，熱穩(wěn)定性能越好。最突出之點(diǎn)是取向產(chǎn)生各向異性和取向方向的增強(qiáng)。無論選擇PET、ΒΟΡΑ、PEN還是PEN/PET共聚酯薄，在這些耐熱性樹脂薄膜的內(nèi)側(cè)面上或鋁箔外表面上涂布的是一種耐沖擊、耐高溫高壓、與金屬鋁箔結(jié)合力牢固度大，延展韌性好的雙組份聚氨酯樹酯膠粘劑。該雙組份聚氨酯樹酯膠粘劑由兩種組分組成，第一組分(A)可以是聚酯和異氰酸酯/含苯環(huán)的聚醚共混物，聚酯和異氰酸酯/含苯環(huán)的聚醚以 75/25 55/45的質(zhì)量比進(jìn)行復(fù)配，并加入助劑反應(yīng)得到的乳狀水性聚氨酯預(yù)聚體(PU)，加入助劑包括水解穩(wěn)定劑、長(zhǎng)鏈二元酸及有支鏈的二元醇、有機(jī)硅偶聯(lián)劑中的至少一種。加入助劑可以提高聚酯本身的耐水解性。添加的水解穩(wěn)定劑可以是碳化二亞胺、環(huán)氧化合物等， 也可采用長(zhǎng)鏈二元酸及二元醇原料，如癸二酸、1，6-己二醇等。有支鏈的二元醇如新戊二醇原料提高聚酯的耐水解性。為提高膠粘層的耐水解性膠粘劑，提高聚氨酯膠的耐熱性，配方中可以添加少量有機(jī)硅偶聯(lián)劑，有機(jī)硅偶聯(lián)劑百分百重量可以是0. 5-5%。在膠粘劑配方中添加少量有機(jī)硅偶聯(lián)劑能提高膠粘層的耐水解性。硅烷偶聯(lián)劑是有機(jī)硅的一個(gè)重要分支，通式可以表示為 Y-R _SiX3，X和Y是兩類反應(yīng)特性不同的活性基團(tuán)。端硅氧基團(tuán)在催化劑存在的條件下， 借助空氣中的濕氣硅烷基團(tuán)水解固化成硅醇，進(jìn)而與另一個(gè)硅醇或硅烷基團(tuán)反應(yīng)交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生粘接。這樣可以避免NCO基團(tuán)直接與水反應(yīng)而產(chǎn)生過多氣泡，造成過多的粘接缺陷，影響粘接強(qiáng)度的弊端。上述多異氰酸酯可以是二異氰酸酯，含異氰脲酸酯環(huán)的多異氰酸酯、二異氰酸酯單體、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、3-異氰酸酯基亞甲基-3，5，5-三甲基環(huán)己基異氰酸酯(IPDI)、氫化苯基甲烷二異氰酸酯(H12MDI)、異佛爾酮二異氰酸酯、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、對(duì)苯二異氰酸酯、環(huán)己烷二異氰酸酯、苯二亞甲基二異氰酸酯、環(huán)己烷二亞甲基二異氰酸酯、四甲基間苯二亞甲基二異氰酸酯、降冰片烷二異氰酸酯、二甲基聯(lián)苯二異氰酸酯、甲基環(huán)己基二異氰酸酯等。異氰酸酯原料以甲苯二異氰酸酯(TDI)為主。二異氰酸酯分為芳香族和脂肪族(或脂環(huán)族)兩類。由芳香族二異氰酸酯合成的預(yù)聚體有較高的強(qiáng)度，但不耐黃變，而脂肪族二異氰酸酯由于分子結(jié)構(gòu)中不含不飽和雙鍵，由其制得的預(yù)聚體耐黃變性能優(yōu)良。除了低聚物多元醇和二異氰酸酯外，合成預(yù)聚體原料中可以用小分子擴(kuò)鏈劑。小分子擴(kuò)鏈劑一般有胺類和醇類兩種。胺類擴(kuò)鏈劑與異氰酸酯反應(yīng)活性高，生成物為聚氨酯脲，脲鍵的存在使得膠膜變硬，模量增大。常用胺類有乙二胺，二乙烯三胺，三乙烯四胺等。胺類擴(kuò)鏈劑一般在預(yù)聚體乳化的同時(shí)加入，邊乳化，邊擴(kuò)鏈。用混合胺類做擴(kuò)鏈劑制得水性聚氨酯脲分散液粘接性能優(yōu)良，玻璃化溫度較高。醇類擴(kuò)鏈劑有1，4_ 丁二醇，乙二醇，一縮二乙二醇等。用三官能度醇類作擴(kuò)鏈劑能提高膠膜的耐水性。親水性擴(kuò)鏈劑引入到預(yù)聚體分子中是制備水性聚氨酯的關(guān)鍵步驟之一。聚氨酯預(yù)聚體可以是按一定比例的聚醚多元醇和聚酯多元醇的混合物為原料制得的。聚氨酯預(yù)聚體的合成原料主要是低聚物多元醇和二異氰酸酯。低聚物多元醇通常分為聚醚多元醇和聚酯多元醇兩類。由聚醚多元醇制得的預(yù)聚體有良好的水解穩(wěn)定性，較好的柔韌性和延伸性，且耐低溫性能好。聚酯多元醇型預(yù)聚體內(nèi)聚力大，粘接強(qiáng)度高。低聚物多元醇的分子量和官能度對(duì)預(yù)聚體的性能有很大影響，在預(yù)聚體的分子中引入部分分子量適量的三官能度聚醚，能增加預(yù)聚體的分子交聯(lián)度，改善水性聚氨酯的耐水性。聚氨酯預(yù)聚體還可以是按一定比例，以聚醚多元醇、甲苯二異氰酸酯、二羥甲基丙酸及三乙胺等基本原料制得。上述一定比例的數(shù)值是本領(lǐng)域可知的。第二種組分(B)是一種環(huán)氧值為0. 25-0. 45的縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂和三聚氰胺-甲醛樹脂為外加交聯(lián)劑的組合物，第一組分與第二組分的重量比值為10/1 10/2，在 PU乳液中按質(zhì)量比加入一定量的上述外加交聯(lián)劑，混合均勻即得雙組分水性PU膠黏劑乳液。第二種組分(B)加入的縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂是由含活潑氫的酚類或醇類與環(huán)氧氯丙烷縮聚而成的。主要包括，(1) 二酚基丙烷型環(huán)氧樹脂，二酚基丙烷型環(huán)氧樹脂是由二酚基丙烷與環(huán)氧氯丙烷縮聚而成的。環(huán)氧值是指每IOOg樹脂中所含環(huán)氧基的物質(zhì)的量數(shù)。環(huán)氧值的倒數(shù)乘以100稱之為環(huán)氧當(dāng)量。環(huán)氧當(dāng)量的含義是含有Imol環(huán)氧基的環(huán)氧樹脂的克數(shù)。( 酚醛多環(huán)氧樹脂。酚醛多環(huán)氧樹脂包括有苯酚甲醛型、鄰甲酚甲醛型多環(huán)氧樹脂，它與二酚基丙烷型環(huán)氧樹脂相比，在線型分子中含有兩個(gè)以上的環(huán)氧基，因此固化后產(chǎn)物的交聯(lián)密度大，具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、力學(xué)性能、電絕緣性、耐水性和耐腐蝕性。由線型酚醛樹脂與環(huán)氧氯丙烷縮聚而成的酚醛多環(huán)氧樹脂，是本發(fā)明的最佳實(shí)施例。(3)其它多羥基酚類縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂。這類樹脂中具有實(shí)用性的代表有 間苯二酚型環(huán)氧樹脂、間苯二酚-甲醛型環(huán)氧樹脂、四酚基乙烷型環(huán)氧樹脂和三羥苯基甲烷型環(huán)氧樹脂，這些多官能縮水甘油醚樹脂固化后具有高的熱變形溫度和剛性，可單獨(dú)。(4)脂族多元醇縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂。脂族多元醇縮水甘油醚分子中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上的環(huán)氧基，這類樹脂絕大多數(shù)粘度很低；大多數(shù)是長(zhǎng)鏈線型分子，因此富有柔韌性。在第二種組分(B)中環(huán)氧樹脂可以是6360、6101、634。催化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為 0. 04%。
所合成的A組分(主劑)、B組分(交聯(lián)劑)貯存穩(wěn)定性均好。B組分在合成中還可以采取部分TDI與IPDI結(jié)合使用，以降低成本和提高性能。中試應(yīng)用證明，本技術(shù)工藝穩(wěn)定，在現(xiàn)有溶劑型涂復(fù)機(jī)上直接應(yīng)用雙組分膠黏劑，可制出合格的復(fù)合薄膜制品。具有高柔韌性、固化快等特點(diǎn)?；旌吓浔? 1，室溫/ (30 40)min固化。該膠黏劑為100%反應(yīng)體系，固化中無任何溶劑或揮發(fā)物釋放。對(duì)大多數(shù)塑料和鋁箔粘接性良好，剝離強(qiáng)度高達(dá) 4. 4kN · m2-l拉伸強(qiáng)度7. 9MPa，伸長(zhǎng)率大于125%，使用溫度達(dá)121°C。還具有高電絕緣性和耐化學(xué)藥品及優(yōu)良的耐熱和耐沖擊性能。制備時(shí)。可以將脫去水分的聚酯多元醇、聚醚多元醇、二羥甲基丙酸(DMPA)和甲苯二異氰酸酯(TDI)按聚酯/聚醚以75/25 55/45的質(zhì)量比例進(jìn)行復(fù)配加入到反應(yīng)器中，同時(shí)加入雙酚A擴(kuò)鏈劑，攪拌升溫到80°C，加入適量的催化劑，保溫反應(yīng)4h，然后降溫至 30°C加入偶聯(lián)劑A，同時(shí)加入一定量丙酮降低黏度，繼續(xù)反應(yīng)Ih后再加入三己胺(TEA)進(jìn)行中和反應(yīng)，15min后在高速攪拌下滴加去離子水，脫氣泡30min得到乳狀水性聚氨酯預(yù)聚體(PU)。催化劑的添加量為0.05% 0.2%，在70°C加入計(jì)量的多異氰酸酯，多異氰酸酯優(yōu)選二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)/甲苯二異氰酸酯(TDI)，或加入二羥甲基丙酸(DMPA)， 反應(yīng)溫度為95 100°C，當(dāng)溫度達(dá)到85°C時(shí)勻速攪拌，攪拌速度為400r/min，然后在溫度為95 100°C下保溫反應(yīng)池，可得到性能優(yōu)良的復(fù)合布及PET用反應(yīng)型聚氨酯熱熔膠。在 70°C加入計(jì)量的MDI/TDI能夠有效地預(yù)防爆聚及凝膠事故。制得的PU膠黏劑乳液均勻涂于經(jīng)電暈處理的塑料薄膜表面(6 7g/m2)，環(huán)氧樹脂最佳用量約為5% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))而三聚氰胺-甲醛樹脂的最佳用量為10%左右。涼干或烘干后壓合，制得復(fù)合薄膜。黏結(jié)基材為 PET/PE、BOPA/PP、BOPA/CPP、BOPP/PE、BOPP/PP、BOPA/AL、PET/AL 等。薄膜復(fù)合后放置于45°C-60°C烘房中熟化48h-7a!。經(jīng)測(cè)試，剝離強(qiáng)度均大于3N/15mm。水性聚氨酯(PU) 是以水代替有機(jī)溶劑作為分散介質(zhì)的新型聚氨酯體系，由雙組分水性聚氨酯膠黏劑黏合的 PET/ΡΕ薄膜在較高溫度下適當(dāng)處理一段時(shí)間，黏合效果更佳。加入的催化劑可以是有機(jī)錫類和脂肪族、脂環(huán)族叔胺類化合物。有機(jī)錫類化合物對(duì)NC0/0H的正反應(yīng)和逆反應(yīng)都有催化作用，叔胺類常用的有三亞乙基二胺、N-烷基二胺、 N-烷基嗎啡啉、2，2’ - 二嗎啉二乙基醚或2，6-嗎啉甲基乙基醚做催化劑，由于大多數(shù)低聚物多元醇的分子量較低，并且TDI揮發(fā)毒性大，MDI常溫下為固態(tài)，直接配成膠一般性能較差，故為了提高膠粘劑的初始粘度、縮短產(chǎn)生一定粘接強(qiáng)度所需的時(shí)間，通常把聚醚或聚酯多元醇與TDI或MDI單體反應(yīng)，制成端NCO基或OH基的氨基甲酸酯預(yù)聚物，作為NCO成分或OH成分使用。還可以將硅烷偶聯(lián)劑作為固化劑加入單組分濕固化的預(yù)聚體中，使制得的膠粘劑粘接強(qiáng)度和耐熱、耐蒸煮能力都得到提高。如將端NCO基團(tuán)的硅烷偶聯(lián)劑加入到端NCO的預(yù)聚體中。甚至還可以將含NCO端基的硅烷偶聯(lián)劑和小分子的多元醇或胺反應(yīng)。在端NCO基團(tuán)的預(yù)聚體中引入含活性端基-0H，-NH2的硅烷偶聯(lián)劑， 或在端OH的預(yù)聚體中加入含NCO基團(tuán)的硅烷偶聯(lián)劑，合成端硅氧烷基的預(yù)聚體?；蛴枚税坊墓柰榕悸?lián)劑和低聚的異氰酸酯反應(yīng)制得低聚物作為固化劑加入到端NCO的預(yù)聚物中。 比如用端異氰酸酯預(yù)聚體100份、碳黑100份、聚己內(nèi)酰胺三元醇和端NCO基取代丙基三羥甲基硅烷的反應(yīng)產(chǎn)物66份，以及HDIllO份制得低聚物作為固化劑加入到端NCO的預(yù)聚物中。上述端異氰酸酯預(yù)聚體可以由聚氧化丙烯二元醇500份，聚氧化丙烯三元醇750份和 4，4’ - 二苯甲基二異氰酸酯214份制得。
BOPA可以選擇尼龍B0PA6或尼龍B0PA66。尼龍B0PA6或尼龍B0PA66是以PA6或 PA66為主的尼龍樹脂基體構(gòu)成的膜層。所述BOPA的尼龍樹脂基體中含有增強(qiáng)、增韌性尼龍?zhí)畛潴w或增塑劑共混材料形成接枝共聚物，其中加入尼龍樹脂中的尼龍?jiān)鲰g劑是接枝彈性體，該接枝彈性體的添加量為3wt% -18wt%。尼龍?jiān)鲰g劑主要包括以馬來酸酐接枝聚乙烯和三元乙丙橡膠為界面相容劑、礦物和玻璃纖維填充的尼龍的大分子偶聯(lián)劑，納米碳酸鈣(n-CaCOJB)粒子、納米碳酸鈣、環(huán)氧樹脂、N-丁基苯磺酰胺，硅烷表面處理劑、POE或 EPDM0以聚酰胺PA6或PA66的尼龍樹脂為原材料，按重量百分比，在80% -97% (wt)尼龍樹脂與3wt% -20wt%尼龍?zhí)畛潴w或增塑劑中，任意取值填充到尼龍基體中，共混形成接枝共聚物，采用水溶液法，用鹽水溶液直接送往尼龍生產(chǎn)廠進(jìn)行縮聚。PA66工藝流程通常采用PA66樹脂干燥-原料混合-擠出造粒-注塑打樣-檢測(cè)分析。工藝條件擠出溫度 250—2800C，螺桿轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn)/分，注塑溫度230_260°C。上述尼龍樹脂基體中含有的增強(qiáng)、增韌性尼龍?zhí)畛潴w或增塑劑，可以是加入尼龍樹脂中的尼龍?jiān)鲰g劑是接枝彈性體，接枝彈性體的添加量可以在3wt% -20wt%范圍內(nèi)任意取值。優(yōu)選地，接枝彈性體的添加量可以在6wt%-ISwt%范圍內(nèi)任意取值。不同模量的彈性體顆粒的介入，不僅使PA-6材料變?yōu)閮上嘟Y(jié)構(gòu)，而且使其結(jié)晶行為發(fā)生了改變。尼龍?jiān)鲰g劑主要包括以馬來酸酐接枝聚乙烯和三元乙丙橡膠為界面相容劑、礦物和玻璃纖維填充的尼龍的大分子偶聯(lián)劑，納米碳酸鈣(n-CaCOJB)粒子、納米碳酸鈣、環(huán)氧樹脂、N- 丁基苯磺酰胺，硅烷表面處理劑、POE或EPDM任一種。(n-CaC0_3)粒子填充聚酰胺_6不僅具有異相成核劑作用，而且能引發(fā)PA-6產(chǎn)生新的晶型。結(jié)果表明，無機(jī)納米粒子在基體粘度較大的PA-6中易分散，不易團(tuán)聚，分散均勻程度高，增韌作用更強(qiáng)。在一定范圍內(nèi)適當(dāng)增加填充量，可更充分地誘使更多高分子的取向運(yùn)動(dòng)，使PA-6的斷裂強(qiáng)度降低而斷裂伸長(zhǎng)率增加，有益于PA-6的韌化。復(fù)合體系的熔體為假塑性流體，其表觀粘度隨n-CaC0_3填充量的增加而增大，隨著剪切速率的增加而降低， 同時(shí)，表觀粘度具有溫度依賴性，熔體粘度隨著測(cè)試溫度的提高而降低。用具有兩相結(jié)構(gòu)的不同模量的彈性體增韌改性PA-6，結(jié)果表明相疇尺寸的大小與分布很接近。低模量彈性體的增韌效果稍好。在擠出機(jī)中環(huán)氧擴(kuò)鏈劑可以對(duì)尼龍進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，且環(huán)氧樹脂對(duì)尼龍 1010的擴(kuò)鏈反應(yīng)活性較高，擴(kuò)鏈效果比較明顯；N-丁基苯磺酰胺是尼龍的良好增塑劑，經(jīng)增塑、增韌后可以使經(jīng)擴(kuò)鏈后的尼龍柔韌性有明顯提高。硅烷表面處理劑有很多。選用具有代表性的三種硅18(1989)4-33-烷偶聯(lián)劑， 即帶氨基的7 —氡丙基三乙氧基硅烷(KH550)，帶環(huán)氧基的一縮水甘油醚次j甲氧基硅烷 (KH560)和帶雙鍵的r甲基丙烯酸丙酯基三甲氧基硅烷(KH570)。用KH550進(jìn)行表面處理的硅灰石體系，其拉伸強(qiáng)度、沖擊韌性都較其他兩種表面處理劑優(yōu)良，這是由于KH550分子結(jié)構(gòu)中的氨基和尼龍分予結(jié)構(gòu)中用來結(jié)尾的。尼龍?zhí)畛潴w系在單螺桿和雙螺桿擠出機(jī)中混合后的物理性能數(shù)據(jù)表明，由于雙螺桿擠出機(jī)的剪切效果較好，所得復(fù)合材料的伸長(zhǎng)率、沖擊強(qiáng)度、缺口沖擊強(qiáng)度都較高，特別是無缺口沖擊強(qiáng)度數(shù)值約是單螺桿擠出機(jī)的兩倍。這說明，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)混合的復(fù)合材料更均一。用硅烷處理的礦物填充劑能減少填充體系沖擊強(qiáng)度和缺口沖擊強(qiáng)度的損失。其中尤以硅灰石填充體系的綜合性能為最佳。填充40%硅灰石(KH550偶聯(lián)劑處理)的尼龍復(fù)合體系，其拉伸強(qiáng)度可達(dá)63. OMPa，沖擊強(qiáng)度為 102. 4KJ/1TI，缺口沖擊強(qiáng)度為 12. OKJ/m。本實(shí)施例兩面涂布有粘接層的鋁箔阻透層，至少含有硅SiJ^h、銅Cu、錳Mn和鋁Al。鋁箔以鋁々1、鐵狗、硅Si、銅Cu、錳Mn和/或鎂Mg為主要化學(xué)成分進(jìn)行組分，其中，硅 Si 0. 09wt% 0. 9wt%、鐵 Fe :0. 9wt% 1. 5wt%, Fe+Si 的含量之和為 0. 99% 2. 4% (wt)、銅 Cu 0. 006wt% 0. 03wt %、猛 Mn 和鎂 Mg :0. 04% 0. 05% (wt)、或猛 Mn 0. 03wt% 0. 05wt%，或鎂 Mg :0. 005wt% 0. 010wt%，招 Al 為余量，一般地 Al-Fe-Si 合金的Fe/Si比為10.0% 1.67%。鋁Al余量可以為99. 0%或以上。按上述范圍任意取值。其它添加合金微量元素含量合計(jì)不大0.15% (wt)。鋁箔去金屬表層油污處理形成金屬鈍化層處理，且鋁箔的內(nèi)外表面至少有一面是經(jīng)電暈處理的，粘接外阻層的表面上涂布的是雙組份聚氨酯樹酯膠粘劑，在粘接內(nèi)阻層的表面上涂布的是單組分聚酯多元醇類膠黏劑。鋁箔的內(nèi)外表面可以一面電暈，也可以兩面電暈。可以采用3千瓦-10瓧或以上高功率電暈鋁箔，功率越大，所產(chǎn)生的臭氧越多，同時(shí)溫度越高，為降低設(shè)備的溫度，還需安裝強(qiáng)有力的排風(fēng)系統(tǒng)排除臭氧。利用高頻或中頻高壓電源和臭氧濃度可以達(dá)80-120mg/L的臭氧管式放電，在放電刀架和刀片的間隙產(chǎn)生一種電暈釋放，對(duì)鋁箔進(jìn)行電子沖擊或電火花表面處理，通過放電，使兩極之間的氧氣電離，產(chǎn)生強(qiáng)氧化劑臭氧高功率一般為3千瓦， 最大功率為10千瓦，可使鋁箔表面形成特殊的臭氧保護(hù)層，氧化鋁箔表面分子。采用高功率電暈處理后，在鋁箔的表面涂布納米級(jí)二氧化鈦，納米級(jí)二氧化鋅及碳酸鈣或納米級(jí)二氧化硅，鋁箔表層形成抗氧化，抗強(qiáng)酸，抗強(qiáng)腐蝕的特殊保護(hù)膜層。當(dāng)鋁箔金屬與高分子膠黏劑非金屬材料密切接觸時(shí)，金屬容易失去電子，非金屬容易得到電子，故電子可從金屬移向非金屬，使界面兩側(cè)產(chǎn)生接觸電勢(shì)，并形成雙電層而產(chǎn)生靜電引力，膠黏劑充滿被粘物表面的縫隙或凹凸之處，固化后在界面區(qū)產(chǎn)生嚙合力。組成高阻隔層的基層膜，可以在下述薄膜聚丙烯(PP)、氯化聚丙烯或流延聚丙烯(CPP)、聚乙烯(PE)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇脂(PET)、尼龍(PA)或芳香族尼龍(MXD6)、MPE 彈性體共混物，聚偏二氯乙烯(PVDC)、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)，聚萘二甲酸乙二醇酯 (PEN)，GT薄膜中任意兩種薄膜組合，比如可以選擇PP與CPP、PP與PE、PET與CPP、PA與 CPP、BOPP 與 MPE 彈性體共混物，PVDC 與 PEN, EVOH 與 PA 或 MXD6, EVOH 與 PEN, GT 與 CPP， GT與沙林樹脂等薄膜兩兩組合成高阻隔基層膜，或者上述任意三種薄膜組合復(fù)合為一層基層薄膜。由上述兩種膜或三種薄膜組合組成的共聚體薄膜基層膜上，均可以涂布有高阻隔耐水改性PVA涂布膜。上述各種薄膜還可以根據(jù)具體情況，采用共混、表面鍍覆、表面涂布、 多層復(fù)合、拉伸取向等方法進(jìn)一步增強(qiáng)阻隔性。涂布高阻隔耐水改性PVA膜后，所述基層膜的結(jié)構(gòu)形式可以是BOPP/改性PVA/PE、B0PA/改性PVA/PE、改性PVA/PE、PET/改性PVA/PE、 改性 PVA/CPP、BOPA/ 改性 PVA/CPP、PET/ 改性 PVA/CPP、BOPP/ 改性 PVA/MPE、BIOET/ 改性 PVA/MPE、ΒΟΡΕ/ΜΡΕ、Β0ΡΕΤ/ΜΡΕ等特殊要求的高阻隔薄膜。PVA是一種含有羥基的水溶性聚合體，聚乙烯醇之所以不耐水，是由于它帶有親水性的羥基(0H)，如果能將羥基適當(dāng)封閉，接上耐水性基團(tuán)，就可提高PVA薄膜的耐水性。改性PVA可以采用聚乙稀醇(PVA)為基料，用納米二氧化硅對(duì)其進(jìn)行改性，也可以通過加入增塑劑、填充劑、不溶化劑、凝膠劑、沉淀劑、防泡劑、潤(rùn)濕劑等進(jìn)行改性。
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增塑劑主要是水溶性的帶有羥基的酰胺或氨基有機(jī)化合物，如甘油、乙二醇、甲酰胺、濕氣等。填充劑主要采用淀粉、糊精、酪素、尿素、水溶性氨基甲醛樹脂或酚醛樹脂及粘土、 碳酸鈣等填料。目的是降低產(chǎn)品成本和改進(jìn)某些性能。不溶化劑。加入不溶化劑后可以使PVA失去水溶性，提高PVA膜或涂層的耐水性。 常用的是水溶性胺甲醛縮合物，如二甲基脲、三甲基三聚氰胺、二甲基乙基脲、二醛、多價(jià)金屬鹽或絡(luò)合物；金屬化合物主要有重鉻酸鹽、硝酸鉻等。凝膠劑。加入凝膠劑的目的是控制PVA溶液向多也性物質(zhì)的內(nèi)部滲透，防止浸涂的流掛。其主要品種有染料和芳香族羥基化合物(間苯二酚、鄰苯二酚、間苯二酚、沒食子酸、2，4 二羥基苯甲酸等)和無機(jī)絡(luò)合物兩種。前者可以形成熱可逆的凝膠，后者形成熱穩(wěn)定的凝膠。硼砂是非常有效的PVA凝膠劑， 并且形成不可逆的凝膠。沉淀劑碳酸鈉是用來沉淀PVA水溶液中PVA的沉淀劑。硫酸鈉和硫酸鉀在相當(dāng)?shù)偷臐舛认驴梢允褂?。防泡劑主要采用三丁基磷酸鹽，聚乙二醇醚等，目的是減少PVA溶液的泡沫，加入量為PVA溶液的0. 1 % -0. 5%。濕潤(rùn)劑任何一種濕潤(rùn)劑都可以作為PVA溶液的濕潤(rùn)劑使用，其用量為0. 05% -0. 2%。顏料和染料主要有粘土、大白粉、鈦白、硫酸鈣等，但要加入顏料用量30%的分散劑-焦磷酸鈉，以促進(jìn)分散和降低黏度。其它鋅鋇白、氧化鋅、炭黑、氧化銻和氧化鐵及細(xì)分散的二氧化硅也可以使用。改性PVA也可以選用一種對(duì)人體無毒副作用的縮聚物，如密胺樹脂改性液與PVA 中的OH進(jìn)行分子交聯(lián)，在添加量不大的情況下，就能與PVA中的羥基適度交朕，使PVA形成一種強(qiáng)韌的三維結(jié)構(gòu)涂層，穩(wěn)定PVA濕態(tài)條件下的氣密性，提高耐水能力。改性后的PVA膠液，在常溫下不結(jié)皮，常溫配膠，常溫涂布。改性PVA涂布工藝可直接在PE、BOPP、ΒΟΡΑ、BOPET等薄膜表面涂布，構(gòu)成改性PVA/PE、改性PVA/B0PP涂布復(fù)合膜。與改性PVA涂布復(fù)合還可以進(jìn)一步加工成BOPP/改性PVA/PE薄膜。工藝流程PE解卷一改性PVA涂布一干燥一收卷一熟化一分切一檢驗(yàn)一入庫。所述的GT薄膜是以PET膜為基材，在其表面沉積SiOx蒸汽而形成的一種高阻隔性透明包裝薄膜(簡(jiǎn)稱GT薄膜)。其中SiOx鍍膜材料的生產(chǎn)工藝和方法主要有物理蒸鍍法和化學(xué)蒸鍍法兩種。物理蒸鍍法是在高真空下以一氧化硅(SiO)作原材料，通過高溫加熱使之升華， 并通過控制氧氣的導(dǎo)入量，在PET、OPPL、LDPE、BON等塑料薄膜基材表面形成χ值不同的 SiOx薄層。物理蒸鍍加熱有多種方式。一種是用電阻絲加熱方式，一般用片狀的一氧化硅原料；另一種方法是采用大功率電子槍發(fā)射強(qiáng)電子束，電子束集中轟擊一氧化硅某一點(diǎn)，瞬間產(chǎn)生高溫，使之升華，進(jìn)而沉積在基材上。化學(xué)蒸鍍法是以液態(tài)的六甲苯二醚(HMDSO)、四甲基二硅烷(TMDSO)等有機(jī)硅化合物或氣態(tài)的硅烷為原料，在真空室內(nèi)通入作為載體的氦氣和起氧化作用的氧氣或氧化二氮(N2O)，用高頻電磁波(一般采用13. 56MHz)或微波(一般采用2. 45GHz)使粒子離化、活化，然后以SiOx的形態(tài)沉積于塑料薄膜基材表面。因?yàn)槔玫入x子氣體的激活作用，所以此種方法也稱為等離子氣體強(qiáng)化蒸鍍法或者等離子體化學(xué)氣相沉積法。也可以，以六甲苯二硅醚為原料，采用最高頻電磁波高溫等離子法。為了進(jìn)一步提高產(chǎn)品的阻隔性能，還有一種兩步化學(xué)法，此法以六甲苯二醚等有機(jī)硅化合物為原料，用低溫等離子法使蒸發(fā)粒子等離子化，在塑料基材上形成有機(jī)硅化合物的薄膜，然后再將其氧化成為硅氧化物。硅氧化物層表面更為光潔，可使阻隔性能提高1 倍左右。在這兩種方法中，物理蒸鍍法所需的真空度較高，為10-2 10_3Pa，溫度較高， 涂層厚度可達(dá)到40 50nm，顏色淺黃，原材料利用率在25%左右，目前這種工藝的速度可達(dá)到500m/min ；化學(xué)蒸鍍法所需真空度為2 左右，涂層厚度15 30nm，明亮透明，原材料利用率大于或等于5%，阻隔性能高于物理蒸鍍法，生產(chǎn)速度較慢，只能達(dá)到90 300m/ min0塑料薄膜基材與SiOx膜層之間的化學(xué)作用，通常是在膜層與基材的界面處形成-Si-O-C-與-Si-N-C-，從而形成穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)合。故塑料基材表面的活性原子氧、氮的含量決定了這種化學(xué)鍵形成的密度，影響到基材與SiOx膜層材料之間的粘接強(qiáng)度，改變了材料的阻隔性能。塑料薄膜基材表面的預(yù)處理。SiOx鍍膜材料阻隔性能的提高有賴于基材表面性能的改善，所以薄膜在蒸鍍生產(chǎn)前必須進(jìn)行預(yù)處理，即對(duì)高分子材料表面改性。在生產(chǎn)中一般采用電暈放電、火花放電、低壓直流輝光放電、微波等離子氣體等。電暈放電中的電子能量可達(dá)到10eV，在不到0. Is的時(shí)間內(nèi)，在薄膜表面會(huì)形成一層極薄的氧化層，即經(jīng)交聯(lián)、臭氧化、羥基化、羧基化、硝基化等多種復(fù)雜的反應(yīng)，將氧、氮原子及其官能團(tuán)引入薄膜表面。表面的化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)的改變會(huì)使膜層與基材之間的結(jié)合力大大增強(qiáng)。塑料薄膜基材與膜層之間的連接方式?；呐cSiOx膜層之間一般以兩種方式粘接，即吸附作用和化學(xué)結(jié)合作用。吸附作用源于物體表面能，兩種物體的表面相互粘接，其趨勢(shì)是減小二者的總表面能，從而產(chǎn)生吸附作用。吸附作用有兩種，即物理吸附和化學(xué)吸附。物理吸附是不可逆的，在一定條件下會(huì)脫附，即解吸附作用；化學(xué)吸附是不可逆的，其吸附強(qiáng)度較大?；瘜W(xué)結(jié)合作用是通過分子、原子之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生強(qiáng)大的結(jié)合強(qiáng)度。SiOx鍍膜材料與塑料薄膜基材之間的粘接包含有上述兩種結(jié)合作用，但隨著工藝條件、基材表面性能的不同，其主要粘接方式也隨之發(fā)生變化。對(duì)于同一種材料來說，在物理蒸鍍法中一般物理吸附作用占主導(dǎo)地位，隨著材料的表面性能的差異，化學(xué)結(jié)合作用也有不同程度的變化。對(duì)于等離子氣體強(qiáng)化化學(xué)蒸鍍法，配之以適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚?，可以使化學(xué)結(jié)合作用占主導(dǎo)地位，從而大大提高其粘接強(qiáng)度和阻隔性能。在生產(chǎn)中選定了生產(chǎn)工藝、基材、預(yù)處理方法以后，生產(chǎn)過程中的具體控制條件參數(shù)對(duì)產(chǎn)品性能也有著直接的影響。在物理蒸鍍工藝中真空度的高低、基材的溫度、電子槍的功率、原材料(SiO)的形狀、真空室中氧氣通入速率、蒸鍍時(shí)間與功率所控制的膜層度都會(huì)影響最終產(chǎn)品的性能。電子槍工作需要盡可能的真空度，真空度越高越利于電子槍工作；基材的溫度控制越高，越利于蒸發(fā)沉積成致密的膜，提高粘接強(qiáng)度；電子槍轟擊時(shí)宜采用塊狀SiO材料，粉末狀的材料可應(yīng)用于電阻絲蒸鍍工藝，因?yàn)殡娮訕尩霓Z擊將會(huì)使粉末材料濺射；氧氣的通入速率可控制SiOx膜層中的氧元素的含量，通常SiOx中X的值控制在1. 5 1. 8，阻隔性能隨著X值的增大而減小，同時(shí)膜層的顏色隨著χ的增大而變得更加無色透明，當(dāng)χ值達(dá)到2時(shí)阻隔性能最差，但膜層完全無色。蒸鍍膜層的厚度低于50nm時(shí)，隨著厚度的增加，鍍膜材料的阻隔性能顯著增加，超過50nm后薄膜的阻隔性能基本保持不變。
在化學(xué)蒸鍍中，高頻電磁波或微波頻率的選擇是根據(jù)等離子氣體中粒子能量與蒸鍍材料離子化所需要的能量匹配原理，高頻電磁波一般為13. 56MHz，微波的頻率為 2. 45GHz，真空度在21 左右，即可獲得優(yōu)良效果。由于經(jīng)過SiOx處理的膜，表面具有極好的潤(rùn)濕性，因此在制取GT薄膜過程中要仔細(xì)處理表面層，不使鍍層受到損傷是非常重要的。一般而言，同普通PET膜40 45dym/cm 相比較，它可達(dá)70 72dyn/Cm。其中膠黏劑以聚氨酯類膠黏劑最可取。然而，鍍SiOx膜不像鍍鋁膜那樣容易同聚乙烯擠出復(fù)合，因?yàn)橐訮ET膜作為基材的這種膜，當(dāng)其SiOx表面直接用聚乙烯高溫涂布或復(fù)合時(shí)，易趨向于伸長(zhǎng)，從而破壞SiOx 表面層，導(dǎo)致阻隔性能下降。同時(shí)，在目前的條件下，由于技術(shù)工藝上的問題，PET膜在鍍 SiOx過程中有時(shí)會(huì)發(fā)生蜷曲，從而影響該膜的質(zhì)量。但是PECVD技術(shù)制造SiOx涂覆包裝材料技術(shù)的先進(jìn)性是顯而易見的。如涂覆厚度為40nm的SiOx/PET復(fù)合膜的阻氧性能比未涂SiOx的PET膜高100倍，阻濕性能高40 50倍。由于可以連續(xù)涂覆，其線速度可以在 90 300m/min的范圍內(nèi)變化。低溫、低真空操作等因素使涂覆成本大大下降，同時(shí)，鍍層非常薄，且與PET材料結(jié)合得非常牢固。鍍硅塑料膜是以塑料薄膜為基材，在其上用真空鍍膜的方法，鍍上一層厚度為幾十納米的硅氧化物膜。該層硅氧化物為非晶體的Si02。這層硅氧化物很薄，透明性很好，與塑料薄膜粘合極牢，故鍍硅塑料膜的耐蒸煮性和抗彎折性都好。硅氧化物膜很薄，微波可幾乎不被吸收地透過。膜十分致密，阻氧、阻濕性能都十分好，使得鍍硅塑料膜都優(yōu)于鍍鋁塑料膜。氧化鋁蒸鍍薄膜是近年生產(chǎn)的高阻透性的塑料薄膜，具有優(yōu)異的阻透性，對(duì)氧和水蒸氣的阻透性非常好；耐溫性好，使用溫度范圍寬，而且可透過電磁波；優(yōu)秀的耐酸堿性；良好的透明性；無環(huán)境污染，廢棄后可回收，焚燒殘?jiān)鼧O少，對(duì)于氧及水蒸氣的透過率非常小，是目前公認(rèn)的平衡阻透性優(yōu)良的透明高阻透性薄膜。在上述實(shí)施例中，聚酰胺膜復(fù)合薄膜，聚酰胺是一種多層復(fù)合膜的重要阻隔材料， 它與聚烯烴復(fù)合。制造PA6納米復(fù)合材料薄膜納米復(fù)合物材料的結(jié)構(gòu)可以分為二類夾層型和片層型。夾層型通過把單一伸展的高分子鏈插人硅鹽各層中間即可獲得排列整齊的多層相夾結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料，在片層或分層型復(fù)合材料中，各層之間迭合也可分開，并且單一硅酸鹽層在聚合物基體內(nèi)是分散存在的。聚合物/硅酸鹽納米復(fù)合材料可以由多種聚合物材料來制造。納米材料用于薄膜中，可使材料具有很高的強(qiáng)度和阻透性，延長(zhǎng)了擴(kuò)散路徑，減緩了擴(kuò)散速度，也就是提高了阻透性。同時(shí)材料的耐熱溫度也有顯著的提高。納米復(fù)合PA6 膜與純PA6相比具有高強(qiáng)度、高模量、高耐熱性、高阻透性，且成型加工及環(huán)保適應(yīng)性能，特別是阻透性、拉伸強(qiáng)度和熱變形溫度得到大幅度提高。MxD6特殊尼龍由間苯二甲胺和己二酸的縮聚為半結(jié)晶聚合物，其耐熱性高，吸水率很低，尺寸穩(wěn)定性好，高強(qiáng)度阻隔性，有良好的高阻透性和耐刺穿性，具有出色的阻透性， 且其阻透性不隨濕度的增加而氏。PET/MXD6聚酯共擠可以得到納米復(fù)合材料。EVOH復(fù)合膜兼具聚乙烯的易加工性和聚乙烯醇的氣體阻隔性，性能取決于乙烯的含量，乙烯含量增加，氣體阻隔性下降，但樹脂的加工性能得到改善。EVOH有很好的氣體阻隔性；有優(yōu)異的透明性、光澤性、機(jī)械強(qiáng)度、伸縮性、耐磨性、耐寒性以及表面強(qiáng)度，特別是有優(yōu)異的抗靜電性。將EVOH制成的薄膜作為復(fù)合膜的中間隔層，
由于PVDC是一種結(jié)晶聚合物，PVDC薄膜的加工比較困難。在加工過程中，薄膜在高溫下暴露的時(shí)間越長(zhǎng)，結(jié)晶率越高；且PVDC的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度低于常溫，即使在常溫下也有可能發(fā)生結(jié)晶現(xiàn)象。另外加工時(shí)PVDC總會(huì)有一點(diǎn)分解，產(chǎn)生的氯化物對(duì)設(shè)備有一定影響。為了改善PVDC膜的生產(chǎn)方法應(yīng)用PVDC復(fù)合薄膜。PVDC復(fù)合薄膜綜合了多種材料的優(yōu)異性能。PVDC復(fù)合薄膜阻隔性能優(yōu)異，對(duì)各種氣體的透過率都很低，尤其在潮濕的條件下阻氣性能優(yōu)異，耐油、耐化學(xué)藥品、抗蒸煮，PVDC復(fù)合膜阻隔性能優(yōu)良，且耐110°C熱水。PVDC 可與PE、PP等合成樹脂多層共擠得到復(fù)合PVDC膜。該復(fù)合膜拉伸性能好。PVDC與PE、PVC 等制得的復(fù)合膜或片材，阻隔性好。PVDC也可以乳膠的形態(tài)涂敷干其它薄膜上，制成復(fù)合膜。在PVDC乳膠的涂敷使阻隔性能有很大的提高；PVDC的涂敷用量很少，而且PVDC復(fù)合膜的加工技術(shù)比純PVDC膜的加工技術(shù)難度和要求要低，環(huán)保性能好，可以回收造粒作注塑用，是一種很好的高阻隔性包裝膜。PVDC被認(rèn)為安全無毒材料，符合FDA標(biāo)準(zhǔn)；已證實(shí)PVDC 焚燒與產(chǎn)生二惡英無關(guān)。PVDC共擠膜中PVDC的含量約為10%，與EVOH、PVA和PA共擠膜相比，有更好的阻汽性能，且對(duì)氧氣的高阻隔性不受濕度影響。基層膜之后的功能層可以是由丙烯和乙烯改性后的單晶體或共聚體構(gòu)成，也可以是丙烯和乙烯半結(jié)晶共聚物流延聚丙烯薄膜和/或BOPP薄膜。基層是與鋁箔直接接觸的層基材，中間層為功能層，底層為熱合層(即基材層/功能層/熱合層)。功能層位于基層膜和熱封層之間，各層之間通過熱封膠相互粘合。熱封膠可以是聚酯多元醇類膠黏劑。聚酯多元之醇類膠黏是具有抗強(qiáng)酸堿，高腐蝕及抗有機(jī)溶劑和高揮發(fā)性物質(zhì)的膠水，如EVA或阿德瑪(馬來酸桿)或改進(jìn)型POE樹脂。熱封層是聚丁烯(PB-I) TM茂金屬聚乙烯(mPE)和/或POE薄膜，還可以是改性聚丙烯(PP)，即TM茂金屬聚乙烯(mPE)或稱 mPE與POE薄膜兩者可任選其一，或者兩者并存。POE有著良好的回彈性和柔韌性，且其硬度很低，耐寒性極佳，所以POE彈性體廣泛的用于PP的增韌，提高PP的常溫和低溫下的沖擊強(qiáng)度。 mPE是一種新型茂金屬聚乙烯，具有長(zhǎng)支鏈組分(LCB)以及窄組分分布(⑶)， LDPE為主單層，TM茂金屬聚乙烯多層共擠，LDPE-主料(75% LDPE+25% LLDPE) LLDPE-主料(25% LDPE+75% LLDPE)。薄膜性能主要由單一樹脂性能或配混樹脂的平衡性能決定， 主要為L(zhǎng)DPE/LLDPE配混(75 25)-LDPE 基礎(chǔ)樹脂用于提供熔體強(qiáng)度、收縮性和提高擠出量-LLDPE 用于提供韌性、抗成孔性、密封強(qiáng)度和抗穿刺性。配混料(例如，75% LDPE-25% C4LLDPE)。75% LLDPE/25 % LDPE中加入α烯烴(如1- 丁烯，1-己烯和1-辛烯)到聚合鏈上引入短支鏈(SCB)，對(duì)熔體流變影響很小，顯著改變結(jié)晶、固態(tài)結(jié)構(gòu)和相應(yīng)性能，長(zhǎng)支鏈(LCB)指支鏈長(zhǎng)度超過約250個(gè)碳原子，對(duì)熔體流變、剪切和拉伸粘度有較大影響，對(duì)結(jié)晶影響很小，顯著影響薄膜生產(chǎn)過程中的剪切導(dǎo)致的結(jié)晶和取向的生成，即使在較高溫度下膜泡穩(wěn)定性也能保持高水平，而且即使在較低加工溫度下也不易發(fā)生熔體破裂。具有更快的熱封，生產(chǎn)操作更寬的熱粘范圍，優(yōu)異的熱封強(qiáng)度，不損失熱封性能。實(shí)驗(yàn)證明，茂金屬聚乙烯( mPE)縱向屈服拉伸強(qiáng)度> 35 (MPa)，縱向斷裂拉伸強(qiáng)度> 350Mpa，橫向埃爾曼多夫撕裂強(qiáng)度> 4000(g)抗蠕變性能> 1.31^50(^^(%),縱向埃爾曼多夫撕裂強(qiáng)度> 1200(g)，熱粘強(qiáng)度> 25N/30mm，耐穿刺力 150N-1100N。VERSIFY塑性體和彈性體是用于柔性包裝的新型系列的特殊丙烯-乙烯共聚物。 它采用了革命性的催化劑技術(shù)，是丙烯和乙烯結(jié)合技術(shù)的突破性成果。丙烯-乙烯共聚物(VERSIFY)塑性體和彈性體的包含了多功能性的含義。利用其獨(dú)特的模量、熱封性和極佳的光學(xué)特性。流延聚丙烯薄膜，BOPP薄膜中的丙烯基彈性體(VERSIFY)，塑性體和彈性體由一系列多用途的烯烴聚合體組成，其中乙烯含量為9% 16%，具有各種性能的極佳平衡。采用革命性的催化劑技術(shù)和液相法工藝生產(chǎn)丙烯-乙烯結(jié)合物，可以產(chǎn)生窄分子量的可定造的共聚單體分布。其均勻性使得VERSIFY塑性體和彈性體擁有優(yōu)異的和可以充分預(yù)見的物理和機(jī)械特性。由于模量和優(yōu)異光學(xué)性能的高度平衡。VERSIFY塑性體和彈性體應(yīng)用中富有吸引力的實(shí)例包括雙軸取向聚丙烯(BOPP) 熱封層、復(fù)合膜、共擠PP薄膜的熱封層和壓延和擠塑軟薄膜和片材。通過其廣闊的結(jié)晶度分布。名詞解釋EV0H (EVAL)乙烯-乙烯醇共聚物，PA6-666 聚酰胺(尼龍)，MXD6 芳香尼龍，間苯二甲胺和己二酸的偏聚物，PVDC 聚偏二氯乙烯，PAN 聚丙烯晴，PEN 聚萘二甲酸乙二醇脂，PET 聚對(duì)苯二甲酸乙二醇脂，PP 聚丙烯，PE 聚乙烯，HDPE 高密度聚乙烯，LDPE低密度聚乙烯，LLDPE線性低密度聚乙烯，MLLDPE 茂金屬線性低密度聚乙烯， I0N0MER 離子鍵聚合物，EVA 乙烯-乙酸乙烯脂共聚物，TIE鈦，樹脂粘合劑，AC 聚乙烯亞胺。
權(quán)利要求
1.一種聚合物鋰離子電池芯外包裝成型材料，包括，外阻層、阻透層和高阻隔層疊層體組成的多層共擠復(fù)合薄膜層，其特征在于，所述的外阻層疊層體是由至少一層耐熱性樹脂薄膜ΡΕΤ、ΒΟΡΑ, PEN任選其一，或者其中兩者并存共擠復(fù)合構(gòu)成的，所述阻透層疊層體中的鋁箔至少含有含量為0. 9wt% 1. 5wt%的狗；所述的高阻隔層疊層體包括基層、功能層和熱封層，所述基層是由聚丙烯(PP)、氯化聚丙烯或流延聚丙烯(CPP)、聚乙烯(PE)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇脂(PET)、尼龍(PA)或芳香族尼龍(MXD6)、MPE彈性體共混物，聚偏二氯乙烯(PVDC)、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)，聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，高阻隔性透明包裝薄膜(GT)中的至少兩種薄膜基材組合或兩兩復(fù)合組成的共聚體薄膜，在所述共聚體薄膜基材上均涂布有高阻隔耐水改性聚乙烯醇(PVA)涂布膜。
2.如權(quán)利要求1所述的聚合物鋰離子電池芯外包裝成型材料，其特征在于，構(gòu)成外阻層疊層體的耐熱性樹脂薄膜是，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇脂(PET)、尼龍(ΒΟΡΑ)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)其中的至少一種，其中以PEN/PET共聚酯薄，含有0. 1% (質(zhì)量分?jǐn)?shù)) 0.4% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))SiO2粒，并通過萘二甲酸二甲酯(NDC)和乙二醇(EG)進(jìn)行酯交換反應(yīng)合成中間體2，6_萘二甲酸乙二醇酯(BHEN)，且BHEN含量均為8% (摩爾分?jǐn)?shù))，且在上述耐熱性樹脂薄膜的內(nèi)側(cè)面上涂布的是雙組份聚氨酯樹酯膠粘劑。
3.如權(quán)利要求1所述的聚合物鋰離子電池芯外包裝成型材料，其特征在于，所述的雙組份聚氨酯樹酯膠粘劑由兩種組分組成，第一組分(A)是聚酯和異氰酸酯/含苯環(huán)的聚醚以75/25 55/45的質(zhì)量比進(jìn)行復(fù)配，并加入助劑反應(yīng)得到的乳狀水性聚氨酯預(yù)聚體(PU)， 第二種組分(B)是一種環(huán)氧值為0. 25 0. 45的縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂和三聚氰胺-甲醛樹脂外加交聯(lián)劑的組合物，其中第一組分與第二組分的重量比值為10/1 10/2，在PU乳液中按質(zhì)量比加入一定量的上述外加交聯(lián)劑，混合均勻即得雙組分水性PU膠黏劑乳液。
4.如權(quán)利要求3所述的聚合物鋰離子電池芯外包裝成型材料，其特征在于，所述加入的助劑包括水解穩(wěn)定劑、長(zhǎng)鏈二元酸及有支鏈的二元醇和有機(jī)硅偶聯(lián)劑中的至少一種；所述的縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂是由線型酚醛樹脂與環(huán)氧氯丙烷縮聚而成的酚醛多環(huán)氧樹脂； 所述的偶聯(lián)劑是有機(jī)硅偶聯(lián)劑。
5.如權(quán)利要求1所述的聚合物鋰離子電池芯外包裝成型材料，其特征在于，所述阻透層疊層體中的鋁箔至少含有硅SiJ^h、銅Cu、錳Mn和鋁Al，F(xiàn)e/Si比為10.0% 1.67%， 且鋁箔的內(nèi)外表面至少有一面是經(jīng)電暈處理的，粘接外阻層的表面上涂布的是雙組份聚氨酯樹酯膠粘劑，在粘接內(nèi)阻層的表面上涂布的是聚酯多元醇類膠黏劑。
6.如權(quán)利要求1所述的聚合物鋰離子電池芯外包裝成型材料，其特征在于，在鋁箔的表面涂布有納米級(jí)二氧化鈦，納米級(jí)二氧化鋅、納米級(jí)SiO2及碳酸鈣中的至少一種表層形成的抗氧化，抗強(qiáng)酸，抗強(qiáng)腐蝕的保護(hù)膜層。
7.如權(quán)利要求1所述的聚合物鋰離子電池芯外包裝成型材料，其特征在于，所述的高阻隔層疊層體中的所述功能層是由丙烯和乙烯改性后的單晶體或共聚體構(gòu)成的，所述熱封層是由聚丁烯(PB-I)、TM茂金屬聚乙烯(mPE)和/或Ρ0Ε，或者是改性聚丙烯(PP)薄膜構(gòu)成的。
8.如權(quán)利要求1所述的聚合物鋰離子電池芯外包裝成型材料，其特征在于，所述的GT 薄膜是以PET膜為基材，在其表面沉積SiOx蒸汽而形成的一種高阻隔性透明包裝薄膜。
9.如權(quán)利要求1所述的聚合物鋰離子電池芯外包裝成型材料，其特征在于，所述阻透層粘接外阻層的表面上涂布的是雙組份聚氨酯樹酯膠粘劑，粘接所述高阻隔層疊層體的表面上涂布的是單組分聚酯多元醇類膠黏劑。
10.如權(quán)利要求1所述的聚合物鋰離子電池芯外包裝成型材料，其特征在于，所述流延聚丙烯薄膜BOPP薄膜中含有丙烯基彈性體(VERSIFY)，該VERSIFY由一系列烯烴聚合體組成，其中乙烯含量為9% 16%。
11.如權(quán)利要求8所述的聚合物鋰離子電池芯外包裝成型材料，其特征在于，在所述 SiOx中χ的值為1. 5 1. 8。
全文摘要
本發(fā)明提出的一種聚合物鋰離子電池芯外包裝成型材料，旨在提供一種具有超強(qiáng)阻隔性，良好的冷沖壓成型性，耐穿刺性，耐電解液穩(wěn)定性，能抗有機(jī)溶劑和高揮發(fā)性物質(zhì)電池芯外包裝成型材料。它的外阻層疊層體是由至少一層耐熱性樹脂薄膜PET、BOPA，PEN任選其一，或者其中兩者并存共擠復(fù)合構(gòu)成的，阻透層疊層體中的鋁箔至少含有含量為0.9wt％～1.5wt％的Fe，高阻隔層疊層體包括基層、功能層和熱封層，所述基層是由PP、CPP、PE、PET、PA或MXD6、MPE彈性體共混物，PVDC、EVOH，PEN，GT中的至少兩種薄膜基材組合或兩兩復(fù)合組成的共聚體薄膜，在所述共聚體薄膜基材上均涂布有高阻隔耐水改性聚乙烯醇(PVA)涂布膜。本發(fā)明革命性地解決了耐電解液的穩(wěn)定性這一難題。
文檔編號(hào)B32B27/08GK102431239SQ20111015968
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月14日
發(fā)明者劉繼福 申請(qǐng)人:劉繼福