[发明专利]一种动力锂电池用阻燃聚酯薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种动力锂电池用阻燃聚酯薄膜及其制备方法。本发明的阻燃聚酯薄膜主要有以下重量组分制备组成：70～89％的改性聚萘二甲酸乙二醇酯，5～10％的阻燃剂，1～5％抗水解剂，1～3％开口剂和4～12％的着色剂；通过改性PEN获得聚酯聚醚嵌段共聚物，通过改性PEN材料中添加聚酯和聚乙二醇对三聚氰胺‑甲醛树脂聚磷酸铵微胶囊作为阻燃剂，使得聚酯薄膜具阻燃等级达到UL94 VTM‑0等级。本发明使得聚酯薄膜具有耐高温、耐水解、较高的拉伸强度和较高的延伸率的特性，可用于对耐水解、阻燃要求较高的动力锂电池的材料包装。

技术领域

本发明属于阻燃聚酯薄膜领域，特别涉及一种动力锂电池用阻燃聚酯薄膜及其制备方法。

背景技术

随着新能源汽车行业的快速发展，动力锂电池的安全性能越来越受到关注，为防止电路老化或者短路造成的安全隐患，在动力锂电池的侧板上需要使用耐水解、耐高温、绝缘、阻燃的聚酯薄膜。目前主流的含磷共聚聚酯为阻燃剂的阻燃聚酯薄膜具有耐水解性差的缺点，力学性能较低，在高温高湿的情况下使用寿命短，常规的无卤然阻燃聚酯薄膜难以应用。聚萘二甲酸乙二酯(PEN)与聚对苯二甲酸乙二醇酯PET的结构相似，PEN薄膜比PET具有更加优异的力学性能、耐热性、抗紫外性及对水蒸气、氧气和二氧化碳的阻隔性能，但是阻燃性能较差。聚磷酸铵(APP)是一种高效的无卤阻燃剂，具有较高的磷、氮比，是典型的无卤膨胀型阻燃剂，能同时发挥酸源、气源双重作用。APP在应用于聚酯薄膜阻燃时，存在与聚酯相容性不佳、易由薄膜中析出、抗水解性差等缺点，由于其存在较强的吸潮性以及与聚酯之间的相容性较差导致薄膜力学性能下降，难以应用于高温高湿环境。实现聚酯薄膜的高效无卤阻燃、耐水解、耐高温性能是急需解决的问题。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明提出了一种动力锂电池用阻燃聚酯薄膜及其制备方法，通过改性PEN获得聚酯聚醚嵌段共聚物，使得聚酯薄膜具有耐高温、耐水解、较高的拉伸强度和较高的延伸率的特性，通过改性PEN材料中添加聚酯和聚乙二醇对三聚氰胺-甲醛树脂聚磷酸铵微胶囊作为阻燃剂，使得聚酯薄膜具阻燃等级达到UL94 VTM-0等级，适用于对耐水解、阻燃要求较高的动力锂电池材料包装。

本发明采用的技术方案是：

所述薄膜主要有以下重量组分制备组成：70～89％的改性聚萘二甲酸乙二醇酯、5～10％的阻燃剂、1～5％抗水解剂、1～3％开口剂和4～12％的着色剂；所述的改性聚萘二甲酸乙二醇酯为改性PEN。

所述的薄膜厚度为25～150μm。

所述的阻燃剂是由聚酯和聚乙二醇对三聚氰胺-甲醛树脂聚磷酸铵微胶囊进行改性获得。

所述改性PEN主要由95～98％对萘二甲酸、2～5％其他二甲酸、90～95％乙二醇和5～10％聚醚二元醇共聚而成，其他二甲酸为对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸的一种或多种。

所述的开口剂是含有重量分数为3％微米级二氧化硅的改性PEN母料。

所述的着色剂为二氧化钛或者炭黑；所述的抗水解剂为聚合碳化二亚胺类抗水解剂。

方法包含以下步骤：

将改性PEN、阻燃剂、抗水解剂、开口剂和着色剂共混，由料仓送至双螺杆挤出机，经熔融挤出、铸片、双向拉伸和热定型并收卷得到阻燃聚酯薄膜。

挤出机熔融挤出温度为275～285℃，先纵向拉伸，再横向拉伸；纵向拉伸温度为115～125℃，纵向拉伸比例为3.3～3.8；横向拉伸温度为130～150℃，横向拉伸比例为3.5～4.5；热定型温度为225～245℃。

本发明的有益效果是：