【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于高分子材料領域，具體而言，涉及一種羥基氟烷基芳烴衍生物改性的粘結劑及其制備方法和應用。
技術介紹
1、鋰離子電池具有能量密度高、循環壽命長、尺寸設計靈活、清潔無污染等特點而廣泛應用于新能源交通工具、儲能設備、消費類電子產品等領域，是目前最具競爭力的化學電池之一。
2、隨著鋰離子電池產業的不斷發展，對粘結劑的性能要求也在不斷提高。粘結劑是鋰離子電池的關鍵輔助材料，其用量占正極和負極活性材料的5％～8％。主要作用是連接活性物質、導電劑和集流體，使活性物質、導電劑與集流體間具有連接性。在充放電過程中，能夠提供足夠的粘結強度，以確保在電池生產、使用(存儲、循環)過程中，不會出現活性材料脫落失效的現象。
3、目前，廣泛應用的粘結劑主要有聚偏氟乙烯(pvdf)、丁苯橡膠(sbr)和羧甲基纖維素(cmc)。此外，聚丙烯酸(paa)、聚丙烯腈(pan)和聚丙烯酸酯等水性粘結劑也占有一定市場。上述粘結劑的粘結力強度、耐磨性和耐低溫性等有限，均需進一步改善才能提高其在電池循環過程中的化學穩定性和熱穩定性。
4、鋰離子電池的應用在不斷的向高能量密度，高輸出，適應更寬范圍溫度需求的方向發展，因此，亟待開發一種性能更優異的粘結劑。
技術實現思路
1、本專利技術的目的之一在于提供一種羥基三氟烷基芳烴改性粘結劑的制備方法，所述羥基氟烷基芳烴改性的粘結劑含有的親油性和親水性基團、支鏈結構，使其具有優異的粘接力。
2、本專利技術的另一目的在于提供這種羥基
3、為實現上述專利技術目的，本專利技術提供了如下技術方案：
4、一種羥基三氟烷基芳烴衍生物改性的粘結劑的制備方法，包括以下步驟：
5、1)由含羧基單體a、環氧氯丙烷單體b和含羥基三氟烷基芳烴類單體c在引發劑作用下交聯制得第一混合液；
6、2)將所述第一混合液在中和劑的作用下進行中和反應，調節ph值和不揮發份的含量，最終得到所述的粘結劑。
7、在一個具體的實施方案中，含羧基單體a包含丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、馬來酸和富馬酸中的一種或多種，優選丙烯酸。
8、在一個具體的實施方案中，所述含羥基氟烷基芳烴類單體c包含對羥基三氟烷基苯乙烯、鄰羥基三氟烷基苯乙烯、丙烯酸對羥基三氟烷基苯酯和甲基丙烯酸對羥基三氟烷基苯酯中的一種或多種，優選對羥基三氟烷基苯乙烯。
9、在一個具體的實施方案中，以全部單體的總質量計，所述含羧基單體a的加入量占10-30wt％，例如15wt％、17wt％、20wt％、23wt％、25wt％、28wt％等，所述環氧氯丙烷單體b的加入量占20-40wt％，例如20wt％、23wt％、25wt％、28wt％、30wt％、35wt％、37wt％、39wt％等，所述含羥基氟烷基苯乙烯單體c的加入量占40-50wt％，例如41wt％、43wt％、45wt％、46wt％、48wt％、49wt％等。
10、在一個具體的實施方案中，所述引發劑為熱引發劑和/或氧化-還原引發劑；優選地，所述引發劑為二叔丁基過氧化物、硫酸銨、過硫酸鈉、過硫酸鉀、焦亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉中的一種或多種。
11、在一個具體的實施方案中，包括將含羧基單體a、環氧氯丙烷單體b和含羥基三氟烷基芳烴類單體c和水混合，在引發劑的水溶液催化作用下進行聚合反應，得到第一混合溶液。
12、在一個具體的實施方案中，全部單體和引發劑的質量比例為(100-2000):(1-15)，例如100：1、1200：10、2000：15、100：15、2000：1、1500：5等。
13、在一個具體的實施方案中，所述的引發劑水溶液滴加加入；滴加時間為1-2h，例如1.1h、1.3h、1.5h、1.6h、1.8h、1.9h等，滴加時反應溫度為30-70℃，例如40℃、50℃、60℃、65℃等。其中，引發劑水溶液的濃度沒有特別限制，只要用適量的水把引發劑溶解配制成溶液方便滴加即可。
14、在一個具體的實施方案中，步驟2)中所述第一混合液在中和前將溫度升高到50-90℃，例如55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、82℃、85℃、90℃等。
15、在一個具體的實施方案中，中和劑為無機堿金屬化物，優選碳酸鈉、氫氧化鈉、碳酸鉀、氫氧化鉀、碳酸鋰、氫氧化鋰中的一種或多種；優選地，中和后溶液的ph值為6-9，例如為7、8。
16、在一個具體的實施方案中，調節ph值和不揮發份的含量，中和結束后將溶液降低至20-25℃，最終得到所述的改性粘結劑，所述改性粘結劑的固含為2-10wt％，例如3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％等；所述改性粘結劑的數均分子量在40-50萬，例如41萬、42萬、43萬、44萬、45萬、46萬、47萬、48萬、49萬、50萬等。
17、另一方面，前述的制備方法制備的羥基三氟烷基芳烴衍生物改性的粘結劑。
18、再一方面，前述的制備方法制備的羥基三氟烷基芳烴衍生物改性的粘結劑或前述的改性粘結劑在用于鋰離子電池負極中的應用，優選地，改性粘結劑占總干粉漿料的0.3～2wt％，用于鋰離子電池負極。
19、與現有技術相比，本專利技術的改性粘結劑具有以下有益效果：
20、本專利技術提供的羥基氟烷基芳烴改性的粘結劑為含有羥基氟烷基基團的苯乙烯衍生物，其中氟烷基基團為親油性基團，羥基為親水性基團，使得聚合物對漿料的親疏水性進行調控。在漿料制備中，與活性材料(石墨、硅碳、硅等)和導電劑之間形成較強的分子間作用力，能夠顯著的提高負極材料之間的粘接力。同時粘結劑中含有豐富的羧基、羥基和羧酸根，不僅增強了漿料自身的強度，也提高了漿料和集流體之間的作用力。環氧氯丙烷主要起到了連接小分子單體a和大分子單體c的作用。粘結劑分子鏈上所具有的支鏈使粘結劑的結構更加穩定，也使分子在纏繞后留出較多空間使負極在嵌鋰/脫鋰的過程更流暢，從而提高電池性能。
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1.一種羥基三氟烷基芳烴衍生物改性的粘結劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述含羧基單體A包含丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、馬來酸和富馬酸中的一種或多種，優選丙烯酸。
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述含羥基氟烷基芳烴類單體C包含對羥基三氟烷基苯乙烯、鄰羥基三氟烷基苯乙烯、丙烯酸對羥基三氟烷基苯酯和甲基丙烯酸對羥基三氟烷基苯酯中的一種或多種，優選對羥基三氟烷基苯乙烯。
4.根據權利要求1～3任一項所述的制備方法，其特征在于，以全部單體的總質量計，所述含羧基單體A的加入量占10-30wt％，所述環氧氯丙烷單體B的加入量占20-40wt％，所述含羥基氟烷基苯乙烯單體C的加入量占40-50wt％。
5.根據權利要求1～3任一項所述的制備方法，其特征在于，所述引發劑為熱引發劑和/或氧化-還原引發劑；優選地，所述引發劑為二叔丁基過氧化物、硫酸銨、過硫酸鈉、過硫酸鉀、焦亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉中的一種或多種。
6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，包括將
7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，全部單體和引發劑的質量比例為(100-2000):(1-15)；
8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟2)中所述第一混合液在中和前將溫度升高到50-90℃；
9.權利要求1-8任一項所述的制備方法制備的羥基三氟烷基芳烴衍生物改性的粘結劑。
10.權利要求1-8任一項所述的制備方法制備的羥基三氟烷基芳烴衍生物改性的粘結劑或權利要求9所述的改性的粘結劑在用于鋰離子電池負極中的應用，優選地，改性粘結劑占總干粉漿料的0.3～2wt％，用于鋰離子電池負極。
...【技術特征摘要】
1.一種羥基三氟烷基芳烴衍生物改性的粘結劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述含羧基單體a包含丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、馬來酸和富馬酸中的一種或多種，優選丙烯酸。
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述含羥基氟烷基芳烴類單體c包含對羥基三氟烷基苯乙烯、鄰羥基三氟烷基苯乙烯、丙烯酸對羥基三氟烷基苯酯和甲基丙烯酸對羥基三氟烷基苯酯中的一種或多種，優選對羥基三氟烷基苯乙烯。
4.根據權利要求1～3任一項所述的制備方法，其特征在于，以全部單體的總質量計，所述含羧基單體a的加入量占10-30wt％，所述環氧氯丙烷單體b的加入量占20-40wt％，所述含羥基氟烷基苯乙烯單體c的加入量占40-50wt％。
5.根據權利要求1～3任一項所述的制備方法，其特征在于，所述引發劑為熱引發劑和/或氧化-還原引發劑；優選地，所述引發...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉波，何友益，賈元峰，王曉，
申請(專利權)人：萬華化學集團股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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