[发明专利]自愈合性超分子聚酰胺类粘合剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开自愈合性超分子聚酰胺类粘合剂及其制备方法，将多胺和甲醇混合均匀，加入丙烯酸甲酯进行迈克尔加成反应，反应后产物与均匀分散多胺的甲醇溶液进行酰胺化缩合反应，得到树枝状聚酰胺；再与多酸混合均匀，升温至60—80摄氏度反应至体系变透明状，再升温至160—180摄氏度反应20—24小时，冷却后萃取旋蒸去除杂质，再加入尿素升温至130—140摄氏度反应至出现爬杆现象时取出，自然冷却至室温20—25摄氏度得到玻璃状固体，再以50—60摄氏度的温水搅拌60—72h后真空干燥得到超分子自愈合粘合剂。本发明所述粘合剂具有粘合力强、粘度高等特点，应用于包括石墨、硅基材料、锡基材料等负极材料。

技术领域

本发明属于锂离子电池粘合剂领域，涉及到一种自愈合性超分子聚酰胺类锂离子电池粘合剂及其制备方法。

背景技术

锂离子电池是近年来处于高速发展的一种新型高性能蓄电池，具有能量密度高、质量轻、使用寿命长、无记忆、无污染等优点，其应用范围已经涵盖了民用、国防和航天航空等领域。在锂离子电池中，虽然粘合剂的用量较少，但其粘结性能对锂离子电池的循环性能有很大的影响。目前，锂离子电池制造过程中使用的溶剂型粘结剂主要为聚偏二氟乙烯(PVDF)/N-甲基吡咯烷酮(NMP)体系，该粘合体系在充放电过程中粘合效果会越来越差，活性材料与导电基体会逐渐脱落，导致电池性能下降。寻找并合成出一种新型锂离子电池粘合剂具有重要的意义。CN201310665642.9公开了一种膨润土-黄原胶改性锂离子电池粘合剂的制备方法，其主要原料包括：膨润土，无机酸溶液，醇-水溶液，黄原胶溶液，丙烯酸，丙烯酸辛酯，异戊二烯，乳化剂，引发剂，余量为软水。所得的锂离子电池粘合剂具有粘结性能好、应用范围广的特点。CN201310279932.X公开了一种改性生物质类锂离子电池粘合剂的制备方法，通过对多种天然高分子如羧甲基纤维素钠，海藻酸钠，直链淀粉，阿拉伯胶，羧甲基甲壳素，羧甲基壳聚糖等在高温真空条件下与聚丙烯酸或聚甲基丙烯酸进行酯化交联得到一系列锂离子电池粘合剂。

超分子是由两种以上的化学成分通过分子间非共价键相互作用缔合成的具有特定结构和功能的聚集体。与基于共价键作用的传统高聚物相比，超分子聚合物的本质是分子之间的非共价键相互作用及其协同效应。它的特点是用非共价键作用来组合重复基元，使其自发地形成稳定的，微观上比较确定的，并且能显示出大分子化合物特性的结构。由于非共价连接的易变性，材料的结构和性能会由于外部因素的变化而发生明显的改变，使材料具有新的性能，如易于加工、自愈合和刺激响应性等。自愈合聚合物材料模仿自然界损伤自修复的原理，可以处理大量的结构方面的问题缺陷，有望解决传统材料无法解决的技术难题。聚酰胺胺树形分子由于其分子结构是高度支化的，决定了其不易发生结晶，表面上大量的活性端基使其易于进行改性和功能化。CN200710045189.6提供了一种耐低温聚酰胺热熔胶粘合剂的制备方法，包含不饱和脂肪族二聚酸聚合单元和多胺聚合单元，具有优异的耐低温性和延伸率，适合于汽车工业。CN200980122016.7公开了一种新型基于聚酰胺的热熔型粘合剂组合物，包含：20-95％聚酰胺，5-80％超分子聚合物，该超分子聚合物通过1-(2-氨基乙基)-2-咪唑烷酮(UDETA)和包含以下物质的混合物之间的反应获得：51-100％的一种或多种脂肪酸二聚物和/或三聚物；0-49％的一种或多种脂肪酸单体。所述粘合剂主要用于制备一次性卫生制品。CN201080009442.2告知了一种包含二聚脂肪酸、环氧树脂加和物和多元醇的单组分环氧树脂结构粘合剂，该粘合剂含有非橡胶改性的环氧树脂、弹性增韧剂和固化剂的结构粘合剂，还包含环氧官能的脂肪酸低聚物和多元醇。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，所要解决的问题是制备一种具有自愈合性能的聚酰胺基锂离子电池粘合剂，这种锂离子电池粘合剂在粘合电极材料时具有粘合力强、粘度高等特点。为了解决以上问题，本发明提供了一种具有自愈合性能锂离子电池粘合剂及其制备方法。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现：

自愈合性超分子聚酰胺类粘合剂及其制备方法，按照下述步骤进行：