具有高剪切强度、耐高温的绝缘膜用胶黏剂、绝缘膜及制备方法与流程

本发明涉及胶黏剂材料领域，特别涉及一种具有高剪切强度、耐高温的绝缘膜用胶黏剂、绝缘膜及制备方法。

背景技术：

1、通常，电池绝缘膜产品的应用场景有三种：电池模组的端板及侧板绝缘，电池包箱体绝缘，及其他零部件如液冷板等绝缘。随着快充等创新技术的不断发展，越来越多的厂家采用电池无模组(ctp)设计。ctp设计，通过将集成电池成组方式中的模组环节取消，并直接将电芯集成在电池包内。这一技术创新，对电池包箱体内的绝缘性能及其他零部件例如液冷板等提出更高要求，主要包括：耐电压强度、耐高温、阻燃、高剪切强度和作业性等。

2、当前，电池绝缘膜中覆膜产品大多采用聚氨酯、环氧树脂、聚烯烃等结构胶，少部分采用丙烯酸系胶黏剂，搭配聚酰亚胺(pi)薄膜组成。结构胶系绝缘膜需要以热压方式(120℃以上)贴合，会导致施工效率低，对设备及施工工艺要求高，存在安全隐患，贴好后不可更改位置等问题。丙烯酸系绝缘膜虽然施工工艺简单、效率高，可重复贴合，但完全固化后，剪切强度难以达到8mpa以上的要求，在车辆持续震动下有发生移位的风险，且高温下会出现粘接力衰减较快的问题。

3、故需要开发一种可常温贴合，具有高剪切强度、耐高温的绝缘膜用胶黏剂。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种具有高剪切强度、耐高温的绝缘膜用胶黏剂、绝缘膜及制备方法。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：1.一种具有高剪切强度、耐高温的绝缘膜用胶黏剂，其特征在于，包括按质量分数计的以下原料组分：改性聚丙烯酸酯100份、环氧树脂30-40份、活性稀释剂10-20份、自由基光引发剂0.05-0.1份、阳离子光引发剂0.3-0.5份、促进剂0.05-0.1份和第一有机溶剂80-120份。

3、优选的是，其中，改性聚丙烯酸酯的制备原料按重量份计包括：软单体10-30份、硬单体5-15份、含环氧基乙烯基单体2.5-10份、其他功能单体1.5-6份、引发剂0.15-0.6份、交联单体1-6份、催化剂0.5-1.5份、第二有机溶剂50-80份。

4、优选的是，所述改性聚丙烯酸酯通过以下方法制备得到：

5、s1、在惰性气体氛围下，将软单体、硬单体、含环氧基乙烯基单体和部分第二有机溶剂搅拌均匀，先加入第一部分的引发剂，于66℃-69℃反应1h-2h，得到第一反应液；

6、s2、向所述的第一反应液中，再加入第二部分的引发剂，于70℃-73℃搅拌反应1h-3h，得到第二反应液；

7、s3、向所述的第二反应液中，再加入其他功能单体和剩余的第三部分的引发剂，于78℃-82℃搅拌反应3h-6h，得到第三反应液；

8、s4、向所述的第三反应液中，依次加入交联单体、催化剂、剩余部分的第二有机溶剂，于88℃-92℃搅拌反应3h-5h，得到所述的改性聚丙烯酸酯。

9、优选的是，所述改性聚丙烯酸酯的固含量为30％-40％，重均分子量为50w-100w，玻璃化转变温度为-15℃至-5℃，且分子结构中同时含有碳碳双键和环氧基团。

10、优选的是，所述的软单体选自丙烯酸异辛酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸月桂酯和丙烯酸十八烷酯中的一种或多种；

11、所述的硬单体选自苯乙烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸异冰片酯中的一种或多种；

12、所述的含环氧基乙烯基单体选自甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸缩水甘油酯、新癸酸缩水甘油酯和1,2-环氧-4-乙烯基环己烷中的一种或多种；

13、所述的其他功能单体选自醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酰吗啉中的一种或多种；

14、所述的交联单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、β-丙烯酰氧基丙酸中的一种，且交联单体用量为含环氧基乙烯基单体的物质的量的一半。

15、优选的是，所述的引发剂选自酰类过氧化物引发剂、偶氮类化合物引发剂中的至少一种；

16、所述的催化剂选自四丁基溴化铵、n,n-二甲基乙醇胺、三乙胺、三乙醇胺中的至少一种；

17、所述的第二有机溶剂选自乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯中的一种或多种。

18、优选的是，所述环氧树脂由双酚a环氧树脂和酚醛环氧树脂以2-3:1的质量比组成，其中，双酚a环氧树脂的环氧值为0.4-0.55，酚醛环氧树脂的环氧值为0.45-0.55。

19、优选的是，所述活性稀释剂选自3-乙基-3-羟甲基氧杂环丁烷、3-乙基-3-(甲基丙烯酰氧基甲基)氧杂环丁烷、3,3-(氧基双亚甲基)双((3-乙基)氧杂环丁烷)中的一种或多种；

20、所述自由基光引发剂选自tpo裂解型光引发剂，所述阳离子光引发剂选自三芳基硫鎓盐或二芳基碘鎓盐中的一种，所述促进剂选自咪唑类化合物；

21、所述的第一有机溶剂选自乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯中的一种或多种。

22、本发明还提供一种如上所述的具有高剪切强度、耐高温的绝缘膜用胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：按质量份配比，将改性聚丙烯酸酯100份、环氧树脂30-40份、活性稀释剂10-20份、自由基光引发剂0.05-0.1份、阳离子光引发剂0.3-0.5份、促进剂0.05-0.1份和有机溶剂80-120份混合，搅拌均匀，即得所述具有高剪切强度、耐高温的绝缘膜用胶黏剂。

23、本发明还提供一种绝缘膜，其通过以下方法制备得到：将如上所述的具有高剪切强度、耐高温的绝缘膜用胶黏剂均匀涂覆在绝缘基膜上，在80-120℃下烘烤2-10min，然后在胶面贴合离型膜，得到所述绝缘膜；

24、该绝缘膜使用时，先将绝缘膜经过uva光照射，再经过uvb光照射，撕去离型膜后在室温下将绝缘膜的胶面贴附于被贴物上，静置至完全固化。

25、本发明的有益效果是：

26、本发明提供了一种具有高剪切强度、耐高温的绝缘膜用胶黏剂及绝缘膜，本发明中通过自制含环氧基团和碳碳双键的改性聚丙烯酸酯，并搭配环氧树脂、活性稀释剂、自由基光引发剂、阳离子光引发剂等组分制备成胶黏剂，再涂覆于pi薄膜上，制成绝缘膜；该绝缘膜在uva光(波长365nm)照射初步固化后，再经过高压汞灯(uvb)照射一定能量后，可直接常温贴附于被粘接物表面，贴附过程中有10-40min的操作时间；贴合之后，只需常温静置，即可实现完全固化；本发明提供的绝缘膜的施工工艺简单方便、高效安全，所需的环氧树脂原料易得。

27、本发明自制的绝缘膜用胶黏剂，采用二次光固化，且两次固化之间是相对独立的，初步自由基光固化中，引发改性聚丙烯酸酯剩余的碳碳双键自由基聚合，二次阳离子光固化中，引发环氧基团开环反应，形成互穿网络结构(ipn)；两种固化方式起协同作用，可以保持一定成膜性的同时，减少体积收缩率，从而减少内应力和增强附着力。在一些实施例中，使用该绝缘膜用胶黏剂制成的绝缘膜，在200℃，1h下，热收缩率<0.25％；贴于铝板完全固化后，23℃下剪切强度＞10mpa，剥离强度＞40n/25mm，实现了高剪切强度、耐高温的性能要求，解决了传统丙烯酸系绝缘膜粘接强度不高(剪切强度低于8mpa)的问题，以及结构胶系绝缘膜须以热压方式贴合，导致施工效率低、对设备及施工工艺要求高、存在安全隐患、贴好后不可更改位置的问题。