本發(fā)明涉及化學(xué)材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種絕緣保護膠及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
隨著能源危機與環(huán)境污染與日俱增，發(fā)展高效、節(jié)能、零排放的清潔型純電動汽車已成為國內(nèi)外汽車工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。近幾年來，隨著技術(shù)的發(fā)展需求，加上體制的大力推動，中國已然成為全球電動車發(fā)展的制高點。2016年中國公交大巴(不包括旅游大巴)總銷量約在10萬臺左右，其中純電大巴約7萬臺，插電式混合動力大巴1.7萬臺，比例占總銷量的87％。同時，國外也迎來發(fā)展熱潮，挪威、荷蘭宣布2030年基本停止燃油車銷售，日本表示在2030年新一代普及率可以達到50％，德國提出在2025年不再對燃油車做投入。
因而，電動汽車需要用到的大量的動力電池，市場可觀。常規(guī)的動力電池外殼多為鋁殼，使用過程中如果電池發(fā)生泄漏，電解液和各種酸堿等會腐蝕外殼進而腐蝕其他器件；如果鋁殼外層絕緣性不夠好，容易被擊穿，造成漏電。為防止漏電和漏液，要求對電池鋁殼表面進行絕緣或隔離處理，市場上常用絕緣紙來達到此作用。但絕緣紙很難做到無空隙貼合，并且受尺寸和型號限制，隨著電動汽車的快速發(fā)展，這些缺點亟待解決。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
基于此，有必要針對上述問題，提供一種絕緣保護膠，該絕緣保護膠可用于動力電池鋁殼表面的絕緣和隔離保護，起到絕緣和保護的作用。
一種絕緣保護膠，主要由以下重量份比的原料制備而成：
所述低聚物為聚丁二烯丙烯酸酯中；
所述活性單體為單官能團丙烯酸酯、雙官能團丙烯酸酯中的至少一種。
上述絕緣保護膠，通過弱極性大分子與環(huán)狀稀釋單體的交聯(lián)，對離子、溶劑等具有優(yōu)異的耐受性，同時由于材料本身優(yōu)秀的絕緣性，可以滿足在動力電池鋁殼表面的絕緣保護應(yīng)用，同時亦可用在其他類似要求絕緣和/或耐受離子或溶劑的應(yīng)用中。
在其中一個實施例中，該絕緣保護膠主要由以下重量份的原料制備而成：
以上述配方比例制備所述絕緣保護膠，具有較佳的各項性能。
在其中一個實施例中，所述單官能團丙烯酸酯選自：甲基丙烯酸異冰片酯和/或丙烯酸異冰片酯；
所述雙官能團丙烯酸酯選自：三環(huán)癸烷二甲醇二丙烯酸酯和/或二氧六元二醇二丙烯酸酯。
選用上述活性單體，因具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)，且與低聚物具有良好的相容性，經(jīng)光引發(fā)劑引發(fā)后，可與低聚物交聯(lián)形成理想的立體結(jié)構(gòu)，從而阻隔離子或溶劑的進攻，對其具有良好的耐受性。
在其中一個實施例中，所述光引發(fā)劑為自由基光引發(fā)劑中的至少一種；
所述助劑為附著力促進劑、消泡劑、和流平劑中的至少一種。
上述助劑可根據(jù)實際生產(chǎn)需要進行添加，對該絕緣保護膠的性能進行改善。
在其中一個實施例中，所述自由基光引發(fā)劑選自：α-羥基酮衍生物、苯甲酰甲酸酯、?；⒀趸?、二苯甲酮及其衍生物中的至少一種
在其中一個實施例中，所述附著力促進劑選自：γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、和多官能團硫醇化合物中的至少一種；
所述消泡劑為硅酮類消泡劑；
所述流平劑為有機硅類流平劑。
本法明還公開了上述的絕緣保護膠的制備方法，包括以下步驟：
預(yù)熱：對所述低聚物進行預(yù)熱；
熱混合：保持預(yù)熱溫度，加入所述活性單體，使所述低聚物完全溶解于所述活性單體中，得混合膠液；
混合：停止加熱，加入所述光引發(fā)劑和助劑，在余熱下攪拌均勻，即得。
上述絕緣保護膠的制備方法，具有工藝簡單，可靠性高的特點，可方便得應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。
在其中一個實施例中，所述預(yù)熱步驟中，所述低聚物加熱至50-70℃進行預(yù)熱。優(yōu)選55-65℃。在上述溫度范圍內(nèi)制備該絕緣保護膠，能夠確保絕緣保護膠性能優(yōu)異。
本法明還公開了上述的絕緣保護膠在動力電池鋁殼表面的應(yīng)用。
該絕緣保護膠可替代絕緣紙，應(yīng)用于動力電池鋁殼絕緣或隔離保護，通過網(wǎng)印或噴涂等方式施膠，然后uv光快速固化，因膠水具有優(yōu)異的絕緣性，且對電解液、酸堿具有優(yōu)異的耐受性，可以防止電池漏電漏液。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
本發(fā)明的一種絕緣保護膠，可替代絕緣紙，應(yīng)用于動力電池鋁殼絕緣或隔離保護，通過網(wǎng)印或噴涂等方式施膠，然后uv光快速固化，因膠水具有優(yōu)異的絕緣性，且對電解液、酸堿具有優(yōu)異的耐受性，可以防止電池漏電漏液。
本發(fā)明的絕緣保護膠的制備方法具有工藝簡單，可靠性高的特點，可方便得應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。
該絕緣保護膠可通過網(wǎng)印或噴涂等方式施膠，uv光快速固化，無需貼合，不受形狀和尺寸限制；可長時間耐受電解液和各種酸堿，防止漏液；絕緣性好，可耐受1000v以上電壓，防止漏電；附著力和耐磨性好，長時間使用不會發(fā)生膠體脫落或嚴重磨損。
該絕緣保護膠可用于動力電池鋁殼表面的絕緣和隔離保護，亦可用于其他相似應(yīng)用中，具有應(yīng)用范圍廣泛的優(yōu)點。
具體實施方式
為了便于理解本發(fā)明，下面將對本發(fā)明進行更全面的描述。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發(fā)明的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。
除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“和/或”包括一個或多個相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。
以下實施例所述絕緣保護膠的顏色為無色透明，該絕緣保護膠的涂布方式為網(wǎng)印或者噴涂，亦可采用特殊設(shè)備和工藝，且該絕緣保護膠的固化方式為uv光固化。
以下實施例中所用原料均為市售購得。
實施例1
一種絕緣保護膠，為無色透明uv光固化產(chǎn)品，由以下原料制備而成：
低聚物：共45.80g。
聚丁二烯丙烯酸酯45.80g。
活性單體：共45.80g。
單官能團丙烯酸酯，丙烯酸異冰片酯(iboa)45.80g。
光引發(fā)劑：共3.59g。
2-羥基-2-甲基-苯基丙酮-13.59g。
助劑：共4.81g。
附著力促進劑(γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷)0.72g，
(多官能團硫醇化合物，型號為pe-1)3.59g，
消泡劑(硅酮類消泡劑，型號為byk066n)0.3g，
流平劑(有機硅類流平劑，型號為sivel5525)0.2g。
本實施例的絕緣保護膠，通過以下方法制備得到：
一、預(yù)熱。
對所述低聚物進行預(yù)熱。
具體如下：
將45.80g低聚物聚丁二烯丙烯酸酯投入加料釜中，加熱至60℃。
二、熱混合。
保持溫度為60℃，邊攪拌邊加入活性單體，使低聚物完全溶解在活性單體(單官能團丙烯酸酯的活性單體丙烯酸異冰片酯(iboa)45.80g)中，得混合膠液。
三、混合。
停止加熱，加入光引發(fā)劑和助劑(光引發(fā)劑為2-羥基-2-甲基-苯基丙酮-13.59g，附著力促進劑為0.72g的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷，多官能團硫醇化合物3.59g，消泡劑為0.3g的byk066n，流平劑為0.2gsivel5525)，在上一步的余熱中高速攪拌至均勻；抽真空，分裝，即可得到無色透明的絕緣保護膠。
將上述絕緣保護膠進行性能測試，結(jié)果如下：
該絕緣保護膠的粘度約為1500cps，密度為0.93g/cm3；固化能量為2500mj/cm2，固化后硬度約為42d；過百格ok，耐磨ok；膠層厚度為100～200μm時可耐電解液(60℃)10天以上，可耐電壓1000v以上，可耐一定的酸，如hf、草酸、硫酸、硝酸，和一定的堿，如氫氧化鈉、氫氧化鉀、tmah等，具體見下表1。
實施例2
一種絕緣保護膠，為無色透明uv光固化產(chǎn)品，由以原料制備而成：
低聚物：共45.80g。
聚丁二烯丙烯酸酯45.80g。
活性單體：共45.80g。
單官能團丙烯酸酯，甲基丙烯酸異冰片酯(iboma)27.48g，
雙官能團丙烯酸酯：三環(huán)癸烷二甲醇二丙烯酸酯18.32g。
光引發(fā)劑：共3.59g。
2-羥基-2-甲基-苯基丙酮-12.79g，
2,4,6-三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦0.80g。
助劑：共4.81g。
附著力促進劑(γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷)0.95g，
(多官能團硫醇化合物，型號為pe-led)3.36g，
消泡劑(硅酮類消泡劑，型號為byk066n)0.3g，
流平劑(有機硅類流平劑，型號為sivel5525)0.2g。
本實施例的絕緣保護膠，通過以下方法制備得到：
一、預(yù)熱。
對所述低聚物進行預(yù)熱。
具體如下：
將45.80g低聚物聚丁二烯丙烯酸酯投入加料釜中，加熱至60℃。
二、熱混合。
保持溫度為60℃，邊攪拌邊加入活性單體，使低聚物完全溶解在活性單體(單官能團丙烯酸酯的活性單體甲基丙烯酸異冰片酯27.48g，雙官能團丙烯酸酯的活性單體三環(huán)癸烷二甲醇二丙烯酸酯18.32g)中，得混合膠液。
三、混合。
停止加熱，加入光引發(fā)劑和助劑(光引發(fā)劑2-羥基-2-甲基-苯基丙酮-12.79g，2,4,6-三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦0.80g，附著力促進劑為γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷0.95g，多官能團硫醇化合物3.36g，消泡劑為0.3g的byk066n，流平劑為0.2g的sivel5525)，在上一步的余熱中高速攪拌至均勻；抽真空，分裝，即可得到無色透明的絕緣保護膠。
將上述絕緣保護膠進行性能測試，結(jié)果如下：
該絕緣保護膠的粘度約為2970cps，密度為0.93g/cm3；固化能量為2500mj/cm2，固化后硬度約為64d；過百格ok，耐磨ok；膠層厚度為100～200μm時可耐電解液(60℃)10天以上，可耐電壓1000v以上，可耐一定的酸，如hf、草酸、硫酸、硝酸，和一定的堿，如氫氧化鈉、氫氧化鉀、tmah等，具體見下表1。
對比例1
一種絕緣保護膠，與實施例1的絕緣保護膠基本相同，并參照實施例1的制備方法制備得到，區(qū)別僅在于：
將其中單官能團丙烯酸酯的活性單體甲基丙烯酸異冰片酯(iboa)替換為單官能團丙烯酸酯的活性單體月桂酸丙烯酸酯。但所得膠液無法耐受電解液。
對比例2
一種絕緣保護膠，與實施例2的絕緣保護膠基本相同，并參照實施例2的制備方法制備得到，區(qū)別僅在于：
將其中的雙官能團丙烯酸酯三環(huán)癸烷二甲醇二丙烯酸酯替換為多官能團丙烯酸酯的活性單體三羥甲基丙烷三羥甲基三丙烯酸酯。但由于多官能團丙烯酸酯的活性單體三羥甲基丙烷三羥甲基三丙烯酸酯本身與聚丁二烯丙烯酸酯的相容性不是很好，無法耐受電解液。
實施例
將上述實施例和對比例制備得到的絕緣保護膠通過網(wǎng)印后進行性能測試，方法如下：
粘度：25℃粘度，按照標(biāo)準《gb/t22314-2008塑料環(huán)氧樹脂粘度測試方法》測試。
比重：25℃，按照標(biāo)準《gb/t15223-2008塑料液體樹脂用比重瓶法測定密度》測試。
硬度：23±2℃，按照標(biāo)準《gb/t2411-2008塑料和硬橡膠使用硬度計測定壓痕硬度(邵氏硬度)》測試。
百格：按照標(biāo)準《gb/t9286-1998色漆和清漆漆膜的劃格試驗國家標(biāo)準》測試，膜厚150-200μm，漆膜劃格刀(型號bgd502/2，廣州標(biāo)格達)，結(jié)果為0或1級即ok(即脫落＜5％)。
耐酸堿：涂膠于鋁片表面，膠厚控制在100-200μm，泡各種酸堿，無脫落、無起皺即為ok。
耐電解液：涂膠于鋁片表面，膠厚控制在100-200μm，在60℃的電解液中密閉浸泡10天，無脫落、無起皺，附著力無明顯下降即為ok。
擊穿電壓：標(biāo)準《gb/t1408.1-2006絕緣材料工頻短時電氣強度的試驗》，涂膠于鋁片表面，膠厚控制在150-200μm。
耐磨性：標(biāo)準《gbt12967.2-2008鋁及鋁合金陽極氧化膜檢測方法第2部分用輪式磨損試驗儀測定陽極氧化膜的耐磨性和耐磨系數(shù)》，負載1000g，摩擦介質(zhì)cs-17，運行2000次后磨損量＜20％，即為ok。
測試結(jié)果如下：
表1.性能測試結(jié)果
注：“—”表示：因數(shù)據(jù)不重要，不予測試或者比較；
“ng”表示：不ok，無法通過測試或滿足使用。
從上述結(jié)果中可以看出，本發(fā)明實施例1-2的絕緣保護膠，對電解液耐受性出色，絕緣性好，附著力好，耐磨表現(xiàn)佳，可替代絕緣紙用于動力電池鋁殼表面的絕緣隔離保護。而對比例1-2的膠水，其效果較差。
以上所述實施例的各技術(shù)特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認為是本說明書記載的范圍。
以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。