絕緣粉末涂料及其制備方法、施涂方法，涂有該絕緣粉末涂料的鋰電池金屬外殼技術

本發明專利技術提供一種絕緣粉末涂料，所述絕緣粉末涂料呈粉末狀，按照重量份數計，包括固體環氧樹脂100份、固體有機硅樹脂10～100份、潛伏性固化劑1～60份、阻燃劑10～100份以及促進劑0.1～10份，其中，所述環氧樹脂包括雙酚A型環氧樹脂，所述潛伏性固化劑包括多氨基籠型倍半硅氧烷。本發明專利技術的絕緣粉末涂料形成的絕緣層用于替代傳統的貼膠膜，在整個殼體外表面形成致密的完整保護層，無針孔，附著性好，具有優異的絕緣性、防漏電、阻燃性和機械性能，同時具備良好的導熱性，可以把鋰電池運行時產生的熱量及時釋放。可以為金屬外殼的外部提供永久的絕緣保護，提升電池的可靠性。本發明專利技術還提供了絕緣粉末涂料的制備方法、施涂方法，涂有該絕緣粉末涂料的鋰電池金屬外殼。

Insulating powder coating and its preparation method, coating method, lithium battery metal shell coated with the insulating powder coating

The invention provides an insulation powder coating, the insulation powder coating powder, according to the weight, including solid epoxy resin 100, solid silicone resin 10 ~ 100, the latent curing agent 1 ~ 60, 10 ~ 100 and the flame retardant agent 0.1 ~ 10, the. The epoxy resin including bisphenol A epoxy resin, the curing agent including amino silsesquioxane. An insulation layer formed by powder coating is used to replace the traditional adhesive film of the invention, no pinhole in full protective layer, the outer surface of the shell to form a dense, good adhesion, insulation, anti leakage, flame retardancy and excellent mechanical properties, also has good thermal conductivity, can produce lithium battery running the heat release. It can provide permanent insulation protection for the outside of the metal shell, and enhance the reliability of the battery. The invention also provides a preparation method of an insulating powder coating, a coating method, and a lithium battery metal shell coated with the insulating powder coating.

【技術實現步驟摘要】
絕緣粉末涂料及其制備方法、施涂方法，涂有該絕緣粉末涂料的鋰電池金屬外殼
本專利技術涉及絕緣材料領域，尤其涉及一種絕緣粉末涂料及其制備方法、施涂方法，涂有該絕緣粉末涂料的鋰電池金屬外殼。
技術介紹
隨著新能源行業的發展，鋰離子電池因其能量密度高、循環壽命長、倍率性能好、安全可靠的優點，得到越來越廣泛的應用。金屬外殼鋰離子電池其外殼的內外表面很容易與電芯或外部環境的導電材料接觸，造成漏電或短路。目前一般是通過在外殼外表面的側面粘貼一層藍膜(PET類膠膜)、底部粘貼一層黃膜(PI類膠膜)來解決這個問題，但是一方面藍膜和黃膜的價格較貴，成本較高，另一方面膠膜包覆加工工序繁瑣，且質量無法提升，粘貼過程中容易留下氣泡和縫隙，特別是側面和底面的交接處存在間隙；再一方面由于膠膜材質較軟，厚度較薄，不是與外殼粘接為一體的膠膜，膠膜與外殼的粘接強度有限，容易被刮傷和破損；由于目前的絕緣膠膜是PET膜，阻燃性很難達到V0級；再者，現有金屬外殼鋰離子電池殼體內表面沒有進行絕緣防護，存在電池自放電的風險，電池殼內部的電芯和殼體直接接觸而造成短路，導致電池的循環壽命和安全性能受到影響。本專利技術的目的在于克服現有技術的不足之處，提供一種新的鋰電池金屬外殼的絕緣方式。
技術實現思路
本專利技術的一個目的在于提供一種絕緣粉末涂料，本專利技術的另一目的在于提供一種絕緣粉末涂料的其制備方法，本專利技術的再一目的在于提供一種絕緣粉末涂料的施涂方法，本專利技術的又一目的在于提供一種涂有該絕緣粉末涂料的鋰電池金屬外殼。該絕緣粉末涂料形成的絕緣層具有優異的防漏電性能、絕緣性能、阻燃性能、附著力及導熱性能。為實現上述目的，本專利技術提供一種絕緣粉末涂料，所述絕緣粉末涂料呈粉末狀，按照重量份數計，包括固體環氧樹脂100份、固體有機硅樹脂10～100份、潛伏性固化劑1～60份、阻燃劑10～100份以及促進劑0.1～10份，其中，所述環氧樹脂包括雙酚A型環氧樹脂，所述潛伏性固化劑包括多氨基籠型倍半硅氧烷。多氨基籠型倍半硅氧烷是納米尺寸的二氧化硅、硅氧烷雜化物，具有以Si-O納米結構的多面體無機框架核心，外圍由氨基基團所包圍，可以和環氧樹脂的環氧基團反應，形成納米尺寸的無機-有機雜化增強的聚合物。由于其特殊的空間結構，可以提高環氧樹脂的柔韌性、耐沖擊性、耐熱性和介電強度。例如八氨基丙基籠型倍半硅氧烷、八氨基苯基籠型倍半硅氧烷。較佳地，按照質量份數計，所述絕緣粉末涂料包括固體環氧樹脂100份、固體有機硅樹脂20～40份、潛伏性固化劑2～30份、阻燃劑30～60份以及促進劑0.3～3份。較佳地，所述絕緣粉末涂料還包括添加劑，所述添加劑為填料、顏料、消泡劑、流平劑、觸變劑及導電劑中的至少一種，取決于產品的用途。填料如三氧化二鋁、氮化硼、氮化硅用于提高粉末涂料的導熱性；二氧化硅、碳酸鈣、硫酸鋇等填料用于降低粉末涂料的收縮率和成本；顏料包括鐵黑、碳黑、鈦白粉、鉻綠、耐曬黃、酞青藍等無機、有機顏料，用于改變粉末涂料的顏色。按照質量份數計，添加劑的用量為環氧樹脂的0.1～100％，如不需添加填料的產品優選為0.3～6％，添加填料的產品優選為40～70％。較佳地，環氧樹脂的軟化點越低，粉末涂料的流動性好，硬度高，但邊角覆蓋率低、儲存穩定下降；環氧樹脂的軟化點升高，粉末涂料的表面桔皮嚴重，邊角覆蓋率高，儲存性提高，因此環氧樹脂的軟化點選擇為60～150度。所述環氧樹脂還包括鄰甲酚型環氧樹脂、脂環族環氧樹脂、脂肪族環氧樹脂、環氧化聚丁二烯樹脂中的至少一種，所述環氧樹脂可選自南亞環氧樹脂有限公司的NPES-902、NPES-903、NPES-904、NPES-907、NPES-909、NPCN-702、NPCN-703、NPCN-704，DowChemicalCo.的DER662、DER663、DER664、DER667、DER669，ShellChemicalCo.的Epon1004、Epon1005、Epon1007、Epon1009，Daceil的EHPE3150、EPOLEADGT401、EPOLEADPB3600、EPOLEADPB4700以及江蘇泰特爾化工有限公司的TTA60、TTA3150中的至少一種。肪族環氧樹脂(脂環族環氧樹脂、脂肪族環氧樹脂)可以提高粉末涂料的耐候性和擊穿電壓。環氧化聚丁二烯樹脂可以提高粉末涂料的耐沖擊性能。環氧樹脂必需至少有一種是雙酚A型環氧樹脂。較佳地，所述固體有機硅樹脂的羥基含量為2～5％，所述固體有機硅樹脂可選自上海夏土新型材料有限公司的XFT-1、XFT-2、XFT-3中的至少一種。所述固體有機硅樹脂可以提升粉末涂料的介電強度和表面光澤。較佳地，所述潛伏性固化劑還包括氨基硅氧烷、雙氰胺、三聚氰胺、酸酐中的任意一種或至少兩種的混合物。氨基硅氧烷通過氨基基團和環氧樹脂交聯反應，以及烷氧基團和阻燃劑、導熱填料的表面反應，使樹脂和填料緊密的結合在一起，降低它們之間的間隙，可以大幅度提高粉末涂料的介電強度。例如3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基二乙氧基硅烷、3-氨基丙基二甲氧基硅烷、二乙氨基甲基三乙氧基硅烷等。雙氰胺和三聚氰胺在常溫下具有很長的儲存期。酸酐可以提升耐溫、耐化學品的性能，采用固體酸酐，例如鄰苯二甲酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐、氯茵酸酐、四溴苯二甲酸酐、二苯醚四酸二酐等。采用多種潛伏性固化劑復配使用可以得到更好的綜合性能，至少含有一種多氨基籠型倍半硅氧烷。較佳地，所述的阻燃劑包括非反應型阻燃劑和反應型阻燃劑，所述非反應型阻燃劑包括聚磷酸銨，磷酸酯，氫氧化鋁，氫氧化鎂，硼酸鋅，三氧化二銻中的至少一種，所述反應型阻燃劑包括含溴環氧樹脂、含磷環氧樹脂中的至少一種。有些固化劑也具有阻燃效果，如阻燃固化劑如三聚氰胺、三聚氰胺鹽等。較佳地，所述促進劑為可以降低絕緣粉末涂料的反應溫度，縮短反應時間。選擇促進劑應考慮絕緣粉末涂料的儲存期。絕緣粉末涂料在常溫的儲存期很重要，一般要求要6個月以上，儲存期越長對生產和應用越有利。所述促進劑包括咪唑、咪唑衍生物、叔胺、季銨鹽中的任意一種或至少兩種的混合物，優選促進劑例如咪唑、2-甲基咪唑、2-丙基咪唑、1-氰乙基-2-甲基咪唑。具體到型號，所述促進劑可選擇Ajinomoto的AJICUREMY-24、AJICUREPN-23、AJICUREPN-40，ADEKA的EH-3293S、EH-4356S、EH-4360S、EH-5010S以及廣州川井電子材料有限公司的MC120B、MC-120D、1201、1202、1203、HT110、100A、100B中的任意一種或至少兩種的混合物。本專利技術還提供一種制備如上所述的絕緣粉末涂料的方法，所述制備方法包括步驟：粉碎混合：按照所述質量份數稱取所述固體環氧樹脂、所述固體有機硅樹脂、所述潛伏性固化劑、所述阻燃劑以及所述促進劑，將其進行粉碎并混合均勻以形成粉體混合物；熔融混合：將所述粉體混合物加熱熔融并混合均勻以形成流體混合物；以及粉碎：所述流體混合物冷卻成固狀物，將所述固狀物粉碎至細微粉末以形成如上所述的絕緣粉末涂料。具體地，本專利技術的絕緣粉末涂料采用以下工藝制備：1)預混合：在預混合器中先加入固體環氧樹脂、有機硅樹脂、潛伏性固化劑、阻燃劑、促進劑、本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種絕緣粉末涂料，所述絕緣粉末涂料呈粉末狀，按照重量份數計，包括：

【技術特征摘要】
1.一種絕緣粉末涂料，所述絕緣粉末涂料呈粉末狀，按照重量份數計，包括：其中，所述環氧樹脂包括雙酚A型環氧樹脂，所述潛伏性固化劑包括多氨基籠型倍半硅氧烷。2.如權利要求1所述的絕緣粉末涂料，其特征在于，按照質量份數計，所述絕緣粉末涂料包括：3.如權利要求1所述的絕緣粉末涂料，其特征在于，按照質量份數計，所述絕緣粉末涂料還包括0.1～100份添加劑，所述添加劑為填料、顏料、消泡劑、流平劑、觸變劑及導電劑中的至少一種。4.如權利要求1所述的絕緣粉末涂料，其特征在于，所述環氧樹脂的軟化點為60～150度，所述環氧樹脂還包括鄰甲酚型環氧樹脂、脂環族環氧樹脂、脂肪族環氧樹脂、環氧化聚丁二烯樹脂中的至少一種，所述環氧樹脂可選自南亞環氧樹脂有限公司的NPES-902、NPES-903、NPES-904、NPES-907、NPES-909、NPCN-702、NPCN-703、NPCN-704，DowChemicalCo.的DER662、DER663、DER664、DER667、DER669，ShellChemicalCo.的Epon1004、Epon1005、Epon1007、Epon1009，Daceil的EHPE3150、EPOLEADGT401、EPOLEADPB3600、EPOLEADPB4700以及江蘇泰特爾化工有限公司的TTA60、TTA3150中的至少一種。5.如權利要求1所述的絕緣粉末涂料，其特征在于，所述固體有機硅樹脂的羥基含量為2～5％，所述固體有機硅樹脂可選自上海夏土新型材料有限公司的XFT-1、XFT-2、XFT-3中的至少一種。6.如權利要求1所述的絕緣粉末涂料，其特征在于，所述潛伏性固化劑還包括氨基硅氧烷、雙氰胺、三聚氰胺、酸酐中的任意一種或至少兩種的混合物。7.如權利要求1所述的絕緣粉末涂料，其特征在于，所述的阻燃劑包括非反應型阻燃劑和反應型阻燃劑，所述非反應型...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄔全生，
申請(專利權)人：江蘇萬達新能源科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇,32