本发明专利技术涉及一种含有交联结构的聚丙烯微孔隔膜的制备工艺，在聚丙烯分子链上接枝具有反应活性基团的聚丙烯接枝料，将接枝料、聚丙烯纯料、交联促进剂配好后，在高速混合机中预混合均匀，经过双螺杆共混挤出造粒制备共混挤出造粒形成专用料；专用料经过流延、热处理工艺制得流延膜，再经过拉伸工艺控制冷拉、热拉速比及温度，得到具有活性反应基团的聚丙烯隔膜；将聚丙烯隔膜置于通道中，使得隔膜中的反应基团发生交联反应，形成具有三维网状体型结构的聚丙烯隔膜，再经过烘干除湿工序，去除聚丙烯隔膜中的水分，最终得到产品。该工艺实现容易，所得隔膜性能优异，其交联的三维立体微观结构使隔膜具有优异的耐蠕变性能，稳定性高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种含有交联结构的聚丙烯微孔隔膜的制备工艺。
技术介绍
锂电池隔膜通常由常规的干法单拉工艺制备，但所得锂电池隔膜的穿刺强度、热 收缩、撕裂强度等性能没有突出的优势，应用在动力电池中具有一定的局限性。电池在大电 流放电的情况下发生过热时，隔膜容易发生坍塌、收缩等现象，进而引发危险。 此外，由于干法单拉工艺使用的原料是聚丙烯，其制备的隔膜与电解液的润湿性 差，影响电池的性能。现在一般使用表面涂覆的方法，在隔膜表面涂覆陶瓷、PVDF等浆料改 善单法单拉隔膜的性能，提高电池的性能。但涂覆工艺存在着工艺复杂、工艺控制要求高、 设备投入大等缺点，并且其对隔膜本身的外观要求较高，在生产过程中存在漏涂、掉粉的风 险。此外现在使用的浆料一般都由国外大公司控制，自主生产能力较差。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是:提供一种含有交联结构的聚丙烯微孔隔膜的制备工 艺，实现容易，所得隔膜性能优异，其交联的三维立体微观结构使隔膜具有优异的耐蠕变性 能，隔膜后期形变小，并且其制备的电池在大电流放电的情况下，隔膜稳定性高，提高了电 池的安全性能。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种含有交联结构的聚丙烯微孔隔 膜的制备工艺，具体操作步骤如下： 步骤a、采用反应挤出原理在聚丙烯分子链上接枝具有反应活性基团的聚丙烯接 枝料，将接枝料、聚丙烯纯料、交联促进剂配好后，在高速混合机中预混合均匀，经过双螺杆 共混挤出造粒制备共混挤出造粒形成专用料； 步骤b、专用料经过流延、热处理工艺制得具有高度取向、规整片晶结构的流延膜， 再经过拉伸工艺控制冷拉、热拉速比及温度，得到具有活性反应基团的聚丙烯隔膜； 步骤c、将具有活性反应基团的聚丙烯隔膜置于通道中，使得隔膜中的反应基团发 生交联反应，形成具有三维网状体型结构的聚丙烯隔膜，再经过烘干除湿工序，去除聚丙烯 隔膜中的水分，最终得到产品。 进一步地，所述步骤a中的聚丙稀接枝料的制备过程如下：步骤al、将引发剂、抗氧剂、活性反应物按照比例溶解在丙酮中，制备成反应溶液； 步骤a2、将反应溶液倒入到聚丙烯中，经过高速共混机预混均匀，得到预混物； 步骤a3、再将预混物经双螺杆挤出机进行反应挤出，控制反应挤出温度与螺杆转 速，制得聚丙稀接枝料。 进一步地，所述聚丙稀的恪体流动速率为0.5g·lOmin~10g·lOmin，优选lg· lOmin~3g· 10min〇 进一步地，所述引发剂为DCP、BPO、AIBN中的一种或两种以上的混合，优选DCP，引 发剂使用含量占聚丙稀用量〇.〇5wt%~0.5wt%，优选0.lwt%~0.3wt% ;抗氧剂为抗氧剂 1010或抗氧剂168的一种或两种的混合，优选抗氧剂1010与抗氧剂168,其中抗氧剂1010与 抗氧剂168的比例为3:1，抗氧剂的含量占聚丙稀用量0.lwt%~lwt%，优选0.2wt%~ 0.6^%;活性反应物是具有0 = (：-5丨-0-1?结构的乙烯基硅氧烷，活性反应物为乙烯基三甲 氧基硅烷、乙烯基二乙氧基硅烷、乙烯基二（甲氧基乙氧基)硅烷中的一种或两种以上的混 合，优选乙烯基三乙氧基硅烷，活性反应物用量占聚丙烯用量〇.2wt%~2wt%，优选 0.4wt%~1.5wt% ;丙酮用量为聚丙稀用量7wt%~20wt% ;双螺杆挤出机的反应挤出温度 为 190°C~240°C，优选200°C~220°C，螺杆转速为 20rpm~80rpm，优选 30rpm~60rpm。 进一步地，所述步骤a中的交联促进剂为有机锡化合物，具体为二甲基锡、二辛基 锡、四苯基锡中的一种或两种以上的混合，优选二甲基锡;所述接枝料、交联促进剂、聚丙烯 的混合比例分别为l〇wt%~60wt%、lwt%~10wt%、30wt%~89wt%，优选20wt%~ 50wt%、3wt% ~8wt%、52wt% ~77wt%。 进一步地，所述步骤b的具体操作过程如下： 步骤bl、专用料在80~120倍的牵引比下进行高倍率拉伸，挤出熔体温度为200°C ~220°C，流延辊温度为70°C~100°C，制得具有高度取向的、规整片晶结构的流延膜； 步骤b2、将流延膜在130°C~145°C温度下进行热处理，增加片晶的厚度，并且消除 片晶结构中的缺陷使其更加规整； 步骤b3、热处理后的流延膜经过拉伸工艺制得聚丙烯微孔膜，其机理为:控制冷拉 温度为30°C~100°C，冷拉比为10%~20%，使得热处理膜中片晶结构间的非晶区拉开形成 微孔结构;控制热拉温度为130°C~145°C，热拉比为100%~200%，使得冷拉形成的微孔结 构进一步扩大； 步骤b4、再控制热定型温度为145~155°C，消除膜中的内应力，提高微孔结构的稳 定性，从而形成具有孔隙率的微孔隔膜。进一步地，所述步骤c的具体操作过程如下： 步骤cl、聚丙烯隔膜在通道中以2m/min~10m/min的线速度运行，通道的湿度为 30%RH~90%RH，优选60%RH~80%RH;温度为40°C~90°C，优选60°C~80°C，控制聚丙烯 隔膜在通道中的停留时间为lOmin~40min，优选20min~30min;步骤c2、聚丙烯隔膜中含有的硅氧烷活性基团在湿度环境中脱水缩合发生交联反 应，从而形成三维网状体型结构；步骤c3、交联后的聚丙烯隔膜在40°C~80°C温度下烘干，最终制得含有交联结构 的聚丙烯微孔隔膜。本专利技术的有益效果是：通过反应挤出的原理制备出具有特殊基团的聚丙烯接枝 料，通过共混挤出制备出特制的聚丙烯原料，经过成熟的干法单拉工艺流程，制备出微孔隔 膜，将隔膜经过富有水蒸汽的环境，控制一定的湿度、温度，原料中的反应活性基团发生脱 水缩合从而发生交联反应，再经过烘干去除隔膜中的水分，从而制备出具有三维网状体型 微观结构的穿刺强度高、热稳定性能好、撕裂强度高的干法单拉隔膜;该工艺实现容易，所 得隔膜性能优异，其交联的三维立体微观结构使隔膜具有优异的耐蠕变性能，隔膜后期形 变小，并且其制备的电池在大电流放电的情况下，隔I旲稳定性尚，提尚了电池的安全性能。【附图说明】下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的工艺流程图。【具体实施方式】 如图1所示，一种含有交联结构的聚丙烯微孔隔膜的制备工艺，具体操作步骤如 下： 步骤a、采用反应挤出原理在聚丙烯分子链上接枝具有反应活性基团的聚丙烯接 枝料，将一定比例的接枝料、聚丙烯纯料、交联促进剂配好后，在高速混合机中预混合均匀， 经过双螺杆共混挤出造粒制备共混挤出造粒形成专用料，聚丙烯的熔体流动速率为〇.5g· lOmin~10g·lOmin，交联促进剂为有机锡化合物，具体为二甲基锡、二辛基锡、四苯基锡中 的一种或两种以上的混合;所述接枝料、交联促进剂、聚丙烯的混合比例分别为l〇wt%~ 60wt%、lwt%~10wt%、30wt%~89wt%。步骤a中聚丙稀接枝料的具体制备过程如下： 步骤al、将引发剂、抗氧剂、活性反应物按照一定比例溶解在丙酮中，制备成反应 溶液；引发剂为DCP、BP0、AIBN中的一种或两种以上的混合，使用含量占聚丙烯用量 0.0 5wt%~0.5wt% ;抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂16 8的一种或两种的混合，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含有交联结构的聚丙烯微孔隔膜的制备工艺，其特征在于：具体操作步骤如下：步骤a、采用反应挤出原理在聚丙烯分子链上接枝具有反应活性基团的聚丙烯接枝料，将接枝料、聚丙烯纯料、交联促进剂配好后，在高速混合机中预混合均匀，经过双螺杆共混挤出造粒制备共混挤出造粒形成专用料；步骤b、专用料经过流延、热处理工艺制得具有高度取向、规整片晶结构的流延膜，再经过拉伸工艺控制冷拉、热拉速比及温度，得到具有活性反应基团的聚丙烯隔膜；步骤c、将具有活性反应基团的聚丙烯隔膜置于通道中，使得隔膜中的反应基团发生交联反应，形成具有三维网状体型结构的聚丙烯隔膜，再经过烘干除湿工序，去除聚丙烯隔膜中的水分，最终得到产品。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：史新昆，吴爱平，金苗，张东晖，姜卫明，
申请(专利权)人：江苏安瑞达新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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