CN110093115A - 一种用于锂电池包装的uv减粘保护膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及保护膜胶带技术领域，具体涉及一种用于锂电池包装的UV减粘保护膜及其制备方法。该用于锂电池包装的UV减粘保护膜，包括依次设置的基材膜、UV减粘胶层和离型膜，所述UV减粘胶层为支链带有双键的丙烯酸酯压敏胶层，所述UV减粘胶层由UV减粘胶水干燥后制成，所述UV减粘胶水包括以下原料：支链带有双键的丙烯酸酯压敏胶、交联剂、光引发剂、溶剂。本发明的UV减粘胶保护膜只用一种单一胶水就实现了UV光照减粘，解决传统保护膜在使用过程中生产效率低以及残胶的问题，同时解决了现有UV减粘胶不稳定的问题。本发明的制备方法工艺简单，不需要苛刻的生产条件和设备，特别适合大规模量产，具有很好的经济效益。

Description

一种用于锂电池包装的UV减粘保护膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及保护膜胶带技术领域，具体涉及一种用于锂电池包装的UV减粘保护膜及其制备方法。
背景技术
在锂电池、液晶屏等精密电子产品的生产、装配及运输过程中，通常会在表面覆盖保护膜，从而避免使其受到污染或损伤。但是传统的保护膜在利用完以后，需要手动撕去，阻碍了自动化生产，降低了生产效率；同时传统保护膜利用完以后粘性基本不会发生变化，仍然具有较大粘性，在撕去的同时，容易在产品表面留下残胶，影响了产品的外观，并且增加了额外清洁除胶的工作量。
目前，在UV减粘压敏胶领域的研究中，主要集中于通过在丙烯酸酯基胶中加入多官能度的丙烯酸酯，然后在光引发剂的作用下引发双键的交联，从而达到减粘的效果。专利CN105086730A中提到了一种双组份的UV减粘胶的制备方法，其采用了以支链带有羟基的丙烯酸酯共聚物为基胶，以甲基丙烯酰氧基乙基马来酸单酯作为光固化组分，并且通过固化剂的调节UV后剥离力降到0.022N/25mm的UV减粘胶。专利CN105778806A发明了一种耐高温减粘胶，依然是在耐高温丙烯酸酯基胶中加入多官能度低聚物，得到了耐高温的UV减粘胶。虽然现有的技术能够实现UV后减粘的效果，但是由于以上方案均是在基胶的基础上加入小分子的多官能度低聚物，造成了此种UV减粘方案有UV前剥离时出现残胶的风险，并且需要同时考虑基胶和低聚物的相容性以及复配的选择性等问题，增加了其不稳定性。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种用于锂电池包装的UV减粘保护膜，只用一种单一胶水就实现了UV光照减粘，解决传统保护膜在使用过程中生产效率低以及残胶的问题，同时解决了现有UV减粘胶不稳定的问题。
本发明的另一目的在于提供一种用于锂电池包装的UV减粘保护膜的制备方法，工艺简单，不需要苛刻的生产条件和设备，特别适合大规模量产，具有很好的经济效益。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种用于锂电池包装的UV减粘保护膜，包括依次设置的基材膜、UV减粘胶层和离型膜，所述UV减粘胶层为支链带有双键的丙烯酸酯压敏胶层，所述UV减粘胶层由UV减粘胶水干燥后制成，所述UV减粘胶水包括以下重量份的原料：
针对现有的UV减粘技术均是在基胶的基础上加入小分子的多官能度低聚物，使得此种UV减粘方案有UV前剥离时出现残胶的风险，并且需要同时考虑基胶和低聚物的相容性以及复配的选择性等问题，增加了其不稳定性的问题，本发明的UV减粘胶层由UV减粘胶水干燥后制成，这种胶水不是通过多种胶水混合来实现UV光照减粘，而是只用支链带有双键的丙烯酸酯压敏胶作为单一胶水就实现了UV光照减粘。解决传统保护膜在使用过程中生产效率低以及残胶的问题，同时解决了现有UV减粘胶的不足，使UV保护膜的大规模应用成为可能。所述的UV减粘胶层的厚度为2-50μm，更为优选的，UV减粘胶层的厚度为10μm。
优选的，所述支链带有双键的丙烯酸酯压敏胶由以下方式合成：以支链含有羟基的丙烯酸酯压敏胶为起始物，与单异氰酸酯丙烯酸酯反应，得到所述支链带有双键的丙烯酸酯压敏胶。
此合成方法中，以支链含有羟基的丙烯酸酯压敏胶为起始物，在催化剂和阻聚剂存在的条件下，与既含有异氰酸根又含有双键的单异氰酸酯丙烯酸酯反应，在催化剂的作用下加速异氰酸根与羟基的反应，阻聚剂用于防止单异氰酸酯丙烯酸酯中的双键和含有羟基的丙烯酸酯压敏胶中的双键发生反应，从而使得双键被保留下来，特别是单异氰酸酯丙烯酸酯中的双键被保留，并被接枝到分子支链上，得到所述支链带有双键的丙烯酸酯压敏胶。本方法合成的支链带有双键的丙烯酸酯压敏胶，相比传统的丙烯酸酯压敏胶其双键比例更高，在UV光照下，在光引发剂和交联剂的作用下发生聚合反应，其减粘效果更好。具体的，催化剂的添加量为支链含有羟基的丙烯酸酯压敏胶的质量的20％-35％，阻聚剂的添加量为支链含有羟基的丙烯酸酯压敏胶的质量的20％-35％，单异氰酸酯丙烯酸酯与支链含有羟基的丙烯酸酯压敏胶的质量比为2-5:100，反应温度为45-70℃，反应时间为3-5h。
优选的，所述支链带有双键的丙烯酸酯压敏胶由以下方式合成：以支链含有羧基的丙烯酸酯压敏胶为起始物，与甲基丙烯酸缩水甘油酯反应，得到所述支链带有双键的丙烯酸酯压敏胶。
此合成方法中，以支链含有羧基的丙烯酸酯压敏胶为起始物，在催化剂和阻聚剂存在的条件下，与既含有环氧基又含有双键的甲基丙烯酸缩水甘油酯反应，在催化剂的作用下加速环氧基与羧基的反应，阻聚剂用于防止甲基丙烯酸缩水甘油酯中的双键和支链含有羧基的丙烯酸酯压敏胶中的双键发生反应，从而使得双键被保留下来，特别是甲基丙烯酸缩水甘油酯种的双键被保留，并被接枝到分子支链上，得到所述支链带有双键的丙烯酸酯压敏胶。本方法合成的支链带有双键的丙烯酸酯压敏胶，相比传统的丙烯酸酯压敏胶其双键比例更高，在UV光照下，在光引发剂和交联剂的作用下发生聚合反应，其减粘效果更好。具体的，催化剂的添加量为支链含有羧基的丙烯酸酯压敏胶的质量的20％-35％，阻聚剂的添加量为支链含有羧基的丙烯酸酯压敏胶的质量的20％-35％，甲基丙烯酸缩水甘油酯与支链含有羧基的丙烯酸酯压敏胶的质量比为2-5:100，反应温度为90-120℃，反应时间为4-6h。
优选的，所述交联剂为金属离子交联剂、氮丙啶类交联剂、异氰酸酯类交联剂、胺类交联剂及环氧类交联剂中的一种或几种。
本发明通过选用以上交联剂，与支链带有双键的丙烯酸酯压敏胶的发生交联反应，得到稳定的交联结构，交联效率高，使得制得的UV减粘胶层结构稳定，同时在UV光照下，在光引发剂的作用下，发生聚合反应，更好的实现了UV减粘效果。所述金属离子交联剂为钛离子、铍离子、镁离子、锌离子、硼离子和铝离子中的一种或几种；所述胺类交联剂为二亚乙基三胺、三亚乙基四胺和六次甲基四胺中的一种或几种。更为优选的，本发明的交联剂为金属离子交联剂、氮丙啶类交联剂及异氰酸酯类交联剂按照质量比为2-3:1.5-1.8:1复配而成。
优选的，所述光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮、2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮、安息香双甲醚、二苯甲酮、2-异丙基硫杂蒽酮、2,4,6-(三甲基苯甲酰基)-二苯基氧化膦中的一种或几种。
本发明选用的以上光引发剂，在UV光照射下，能够引发支链带有双键的丙烯酸酯压敏胶发生聚合反应，制得的UV减粘胶层更稳定，同时在UV光照下，在光引发剂的作用下，发生聚合反应，更好的实现了UV减粘效果。更为优选的所述光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮和二苯甲酮按照质量比为1-2：0.5-0.8:1复配而成。
优选的，所述溶剂为乙酸乙酯、甲苯、丙酮中的一种或几种。
优选的，所述基材膜为透明PP膜、PET膜、PO膜、PI膜、PVC膜、PU膜中的一种或多层复合，所述基材膜膜厚为6-100μm，表面做电晕处理，电晕值≥38达因。
本发明的基材膜的涂胶表面进行电晕处理，使其电晕值≥38达因，使得UV减粘胶水更好的涂覆于基材膜。
优选的，所述离型膜为PET膜或PP膜，所述离型膜膜厚为16-50μm，表面做离型处理，离型力为5-50g。
本发明的离型膜与UV减粘胶层接触的一面做离型处理，离型力为5-50g，更方便将离型膜从UV减粘胶层撕下。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种用于锂电池包装的UV减粘保护膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将支链带有双键的丙烯酸酯压敏胶、交联剂、光引发剂、溶剂按照上述比例混合，并在搅拌均匀，得到UV减粘胶水；
(2)将UV减粘胶水涂在基材膜的电晕面上，在一定温度下烘干，然后贴合离型膜的离型面，得到UV减粘胶带。
(3)将贴合好的UV减粘胶带在一定温度下熟化一定时间，即得到所述的用于锂电池包装的UV减粘保护膜。
优选的，所述步骤(1)中，搅拌速度为500-2000rpm，搅拌时间为5-20min；所述步骤(2)中，烘干温度为50-120℃，烘干时间为1-10min；所述步骤(3)中，熟化温度为40-80℃，熟化时间为1-4天。
本发明的制备方法中，步骤(1)中，在常温下将各个原料溶解并搅拌均匀，步骤(2)中，根据选用的溶剂选择合适的烘干温度和烘干时间；步骤(3)中，用刮刀式或挤出式涂布机将UV减粘胶水涂在基材膜的电晕面上，使用的涂布工艺简单，不需要苛刻的生产条件和设备，特别适合大规模量产，具有很好的经济效益。
本发明的有益效果在于：本发明的UV减粘胶水不是通过多种胶水混合来实现UV光照减粘，而是只用一种单一的支链带有双键的丙烯酸酯压敏胶就实现了UV光照减粘。
本发明的UV减粘胶水解决了传统保护膜在使用过程中生产效率低以及残胶的问题，同时解决了现有UV减粘胶的不足，使UV保护膜的大规模应用成为可能。
本发明的制备方法工艺简单，不需要苛刻的生产条件和设备，特别适合大规模量产，具有很好的经济效益。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种用于锂电池包装的UV减粘保护膜，包括依次设置的基材膜、UV减粘胶层和离型膜，所述UV减粘胶层为支链带有双键的丙烯酸酯压敏胶层，所述UV减粘胶层由UV减粘胶水干燥后制成，所述UV减粘胶水包括以下重量份的原料：
所述支链带有双键的丙烯酸酯压敏胶由以下方式合成：以支链含有羟基的丙烯酸酯压敏胶为起始物，与单异氰酸酯丙烯酸酯反应，得到所述支链带有双键的丙烯酸酯压敏胶。100kg支链含有羟基的丙烯酸酯压敏胶，2kg单异氰酸酯丙烯酸酯，30g二月桂基丁基锡，30g对甲氧基苯酚加入反应釜中，60℃反应4h。
所述交联剂为金属离子交联剂。
所述光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮。
所述溶剂为乙酸乙酯。
所述基材膜为透明PET膜，所述基材膜膜厚为6μm，表面做电晕处理。
所述离型膜为PET膜，所述离型膜膜厚为16μm，表面做离型处理，离型力为5g。
所述的用于锂电池包装的UV减粘保护膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将支链带有双键的丙烯酸酯压敏胶、交联剂、光引发剂、溶剂按照上述比例混合，并在搅拌均匀，得到UV减粘胶水；
(2)将UV减粘胶水涂在基材膜的电晕面上，在一定温度下烘干，然后贴合离型膜的离型面，得到UV减粘胶带。
(3)将贴合好的UV减粘胶带在一定温度下熟化一定时间，即得到所述的用于锂电池包装的UV减粘保护膜。
所述步骤(1)中，搅拌速度为500rpm，搅拌时间为20min；所述步骤(2)中，烘干温度为50℃，烘干时间为10min；所述步骤(3)中，熟化温度为40℃，熟化时间为4天。
实施例2
一种用于锂电池包装的UV减粘保护膜，包括依次设置的基材膜、UV减粘胶层和离型膜，所述UV减粘胶层为支链带有双键的丙烯酸酯压敏胶层，所述UV减粘胶层由UV减粘胶水干燥后制成，所述UV减粘胶水包括以下重量份的原料：
所述支链带有双键的丙烯酸酯压敏胶由以下方式合成：以支链含有羧基的丙烯酸酯压敏胶为起始物，与甲基丙烯酸缩水甘油酯反应，得到所述支链带有双键的丙烯酸酯压敏胶。具体的，100kg支链含有羧基的丙烯酸酯压敏胶，2kg甲基丙烯酸缩水甘油酯，30g三苯基膦，30g对甲氧基苯酚加入反应釜中，110℃反应5h。
所述交联剂为氮丙啶类交联剂。
所述光引发剂为2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮。
所述溶剂为甲苯。
所述基材膜为透明PET膜，所述基材膜膜厚为36μm，表面做电晕处理。
所述离型膜为PP膜，所述离型膜膜厚为50μm，表面做离型处理，离型力为50g。
所述用于锂电池包装的UV减粘保护膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将支链带有双键的丙烯酸酯压敏胶、交联剂、光引发剂、溶剂按照上述比例混合，并在搅拌均匀，得到UV减粘胶水；
(2)将UV减粘胶水涂在基材膜的电晕面上，在一定温度下烘干，然后贴合离型膜的离型面，得到UV减粘胶带。
(3)将贴合好的UV减粘胶带在一定温度下熟化一定时间，即得到所述的用于锂电池包装的UV减粘保护膜。
所述步骤(1)中，搅拌速度为2000rpm，搅拌时间为5min；所述步骤(2)中，烘干温度为120℃，烘干时间为1min；所述步骤(3)中，熟化温度为80℃，熟化时间为1天。
实施例3
一种用于锂电池包装的UV减粘保护膜，包括依次设置的基材膜、UV减粘胶层和离型膜，所述UV减粘胶层为支链带有双键的丙烯酸酯压敏胶层，所述UV减粘胶层由UV减粘胶水干燥后制成，所述UV减粘胶水包括以下重量份的原料：
所述支链带有双键的丙烯酸酯压敏胶由以下方式合成：以支链含有羟基的丙烯酸酯压敏胶为起始物，与单异氰酸酯丙烯酸酯反应，得到所述支链带有双键的丙烯酸酯压敏胶。100kg支链含有羟基的丙烯酸酯压敏胶，5kg单异氰酸酯丙烯酸酯，35g二月桂基丁基锡，35g对甲氧基苯酚加入反应釜中，70℃反应3h。
所述交联剂为异氰酸酯类交联剂。
所述光引发剂为二苯甲酮。
所述溶剂为丙酮中。
所述基材膜为透明PO膜，所述基材膜膜厚为50μm，表面做电晕处理，电晕值≥38达因。
所述离型膜为PET膜，所述离型膜膜厚为30μm，表面做离型处理，离型力为40g。
所述用于锂电池包装的UV减粘保护膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将支链带有双键的丙烯酸酯压敏胶、交联剂、光引发剂、溶剂按照上述比例混合，并在搅拌均匀，得到UV减粘胶水；
(2)将UV减粘胶水涂在基材膜的电晕面上，在一定温度下烘干，然后贴合离型膜的离型面，得到UV减粘胶带。
(3)将贴合好的UV减粘胶带在一定温度下熟化一定时间，即得到所述的用于锂电池包装的UV减粘保护膜。
所述步骤(1)中，搅拌速度为1000rpm，搅拌时间为10min；所述步骤(2)中，烘干温度为100℃，烘干时间为5min；所述步骤(3)中，熟化温度为60℃，熟化时间为2天。
实施例4
一种用于锂电池包装的UV减粘保护膜，包括依次设置的基材膜、UV减粘胶层和离型膜，所述UV减粘胶层为支链带有双键的丙烯酸酯压敏胶层，所述UV减粘胶层由UV减粘胶水干燥后制成，所述UV减粘胶水包括以下重量份的原料：
所述支链带有双键的丙烯酸酯压敏胶由以下方式合成：以支链含有羧基的丙烯酸酯压敏胶为起始物，与甲基丙烯酸缩水甘油酯反应，得到所述支链带有双键的丙烯酸酯压敏胶。100kg支链含有羧基的丙烯酸酯压敏胶，5kg甲基丙烯酸缩水甘油酯，35g三苯基膦，35g对甲氧基苯酚加入反应釜中，120℃反应5h。
所述交联剂为为金属离子交联剂、氮丙啶类交联剂及异氰酸酯类交联剂按照质量比为2:1.5:1复配而成。
所述光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮和二苯甲酮按照质量比为1：0.5:1复配而成。
优选的，所述基材膜为透明PP膜、PVC膜和PU膜组成的复合膜，所述基材膜膜厚为100m，表面做电晕处理，电晕值≥38达因。
所述离型膜为PET膜，所述离型膜膜厚为20μm，表面做离型处理，离型力为35g。
所述用于锂电池包装的UV减粘保护膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将支链带有双键的丙烯酸酯压敏胶、交联剂、光引发剂、溶剂按照上述比例混合，并在搅拌均匀，得到UV减粘胶水；
(2)将UV减粘胶水涂在基材膜的电晕面上，在一定温度下烘干，然后贴合离型膜的离型面，得到UV减粘胶带。
(3)将贴合好的UV减粘胶带在一定温度下熟化一定时间，即得到所述的用于锂电池包装的UV减粘保护膜。
所述步骤(1)中，搅拌速度为1500rpm，搅拌时间为15min；所述步骤(2)中，烘干温度为100℃，烘干时间为8min；所述步骤(3)中，熟化温度为70℃，熟化时间为2天。
本发明实施例1-4中制得的用于锂电池包装的UV减粘保护膜与常规保护膜的性能对比如下表：
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于锂电池包装的UV减粘保护膜，包括依次设置的基材膜、UV减粘胶层和离型膜，其特征在于：所述UV减粘胶层为支链带有双键的丙烯酸酯压敏胶层，所述UV减粘胶层由UV减粘胶水干燥后制成，所述UV减粘胶水包括以下重量份的原料：
2.根据权利要求1所述的用于锂电池包装的UV减粘保护膜，其特征在于：所述支链带有双键的丙烯酸酯压敏胶由以下方式合成：以支链含有羟基的丙烯酸酯压敏胶为起始物，与单异氰酸酯丙烯酸酯反应，得到所述支链带有双键的丙烯酸酯压敏胶。
3.根据权利要求1所述的用于锂电池包装的UV减粘保护膜，其特征在于：所述支链带有双键的丙烯酸酯压敏胶由以下方式合成：以支链含有羧基的丙烯酸酯压敏胶为起始物，与甲基丙烯酸缩水甘油酯反应，得到所述支链带有双键的丙烯酸酯压敏胶。
4.根据权利要求1所述的用于锂电池包装的UV减粘保护膜，其特征在于：所述交联剂为金属离子交联剂、氮丙啶类交联剂、异氰酸酯类交联剂、胺类交联剂及环氧类交联剂中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的用于锂电池包装的UV减粘保护膜，其特征在于：所述光引发剂为1-羟基环己基苯基甲酮、2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮、安息香双甲醚、二苯甲酮、2-异丙基硫杂蒽酮、2,4,6-(三甲基苯甲酰基)-二苯基氧化膦中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的用于锂电池包装的UV减粘保护膜，其特征在于：所述溶剂为乙酸乙酯、甲苯、丙酮中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的用于锂电池包装的UV减粘保护膜，其特征在于：所述基材膜为透明PP膜、PET膜、PO膜、PI膜、PVC膜、PU膜中的一种或多层复合，所述基材膜膜厚为6-100μm，表面做电晕处理。
8.根据权利要求1所述的用于锂电池包装的UV减粘保护膜，其特征在于：所述离型膜为PET膜或PP膜，所述离型膜膜厚为16-50μm，表面做离型处理，离型力为5-50g。
9.一种权利要求1-8任一项所述的用于锂电池包装的UV减粘保护膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将支链带有双键的丙烯酸酯压敏胶、交联剂、光引发剂、溶剂按照上述比例混合，并在搅拌均匀，得到UV减粘胶水；
(2)将UV减粘胶水涂在基材膜的电晕面上，在一定温度下烘干，然后贴合离型膜的离型面，得到UV减粘胶带。
(3)将贴合好的UV减粘胶带在一定温度下熟化一定时间，即得到所述的用于锂电池包装的UV减粘保护膜。
10.根据权利要求9所述的用于锂电池包装的UV减粘保护膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，搅拌速度为500-2000rpm，搅拌时间为5-20min；所述步骤(2)中，烘干温度为50-120℃，烘干时间为1-10min；所述步骤(3)中，熟化温度为40-80℃，熟化时间为1-4天。
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