本发明专利技术涉及一种双向拉伸的聚丙烯无纺布多孔纤维膜的制备方法，属于薄膜材料技术领域。本发明专利技术将聚丙烯熔喷或纺粘无纺布纤维网进行多次热轧和多次双向拉伸，最后热定型制得聚丙烯无纺布多孔纤维薄膜。本发明专利技术方法适用于不同牌号的聚丙烯熔喷或纺粘无纺布多孔纤维膜，所制备的聚丙烯无纺布多孔纤维膜具有孔径、孔隙率和厚度可控、表面光洁等优点，可以广泛用于制造电池隔膜、过滤材料、包装材料、农业防护材料等领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种聚丙烯无纺布多孔纤维膜的制备方法，属于薄膜材料
技术介绍
聚丙烯多孔膜可广泛用于电池隔膜、过滤分离等领域。现有技术中，聚丙烯多孔膜可以通过干法和湿法两种方式制备，其中干法工艺又可细分为干法单向拉伸工艺和干法双向拉伸工艺。干法制备过程是将聚丙烯熔融挤出、高温拉伸、冷却、拉伸形成狭缝状微孔、热定型后得到多孔薄膜，该工艺对过程精密控制要求高，薄膜孔隙率控制较难把握。美国Celgard公司拥有干法单向拉伸工艺的一系列专利，中科院化学所拥有干法双向拉伸方法的专利权。湿法工艺是指高温下将聚丙烯与高沸点、低挥发性的溶剂混合形成均相液，然后降温冷却，导致溶液产生液－固相分离或液－液相分离，再选用挥发性溶剂将高沸点溶剂萃取出来，经过干燥获得一定结构形状的聚丙烯多孔膜。在湿法制备聚丙烯多孔膜过程中，可以在溶剂萃取前进行单向或双向拉伸，萃取后进行定型处理得到多孔膜，也可以在萃取后进行拉伸。湿法制备的聚丙烯多孔膜具有良好的机械性能，和干法相比，湿法的制膜过程相对容易调控，可以较好地控制孔径、孔径分布和孔隙率，但是，湿法制备过程中需要大量的溶剂，容易造成环境污染，而且与干法熔融拉伸法相比工艺相对复杂。中国专利(专利号CN104629180A、CN103464003A、CN103657440A等)基本采用类似湿法工艺制备聚丙烯多孔膜，只是在致孔剂、膜结构等方面有所差异。此外，现有技术中有关双向拉伸制备不同性能的聚丙烯薄膜的专利很多(专利号CN1333123、CN201272072)都是通过熔融挤出铸片、冷却、双向拉伸、牵引连续的工艺流程制得双向拉伸聚丙烯薄膜，这些专利所提供的工艺方法简单，能制备透明度高的聚丙烯薄膜，但是这些专利都未使得聚丙烯薄膜具有多孔结构。通过熔喷、纺粘技术制得聚丙烯无纺布多孔纤维膜有专利报道，中国专利号CN103215751A，公开日2013年7月24号，该专利名称为“一种长效防虫驱蚊PP无纺布及其制备方法”，该专利技术将聚丙烯和驱蚊母粒按照一定的比例共混然后 经过纺粘工艺或者是纺粘、熔喷、纺粘工艺得到长效防蚊驱蚊聚丙烯无纺布。采用熔喷或纺粘方法直接制备的聚丙烯无纺布可以作为一种多孔膜来使用，但这类多孔膜的孔径和厚度很难同时控制，即很难保证聚丙烯多孔膜较薄的同时，膜的孔径控制在较小范围之内。
技术实现思路
针对上述技术存在的问题，本专利技术目的是提供一种双向拉伸的聚丙烯无纺布多孔纤维膜的制备方法，获得孔径、孔隙率和厚度可控、表面光洁的聚丙烯多孔膜。为达到上述目的，其技术解决方案为：一种双向拉伸的聚丙烯无纺布多孔纤维膜的制备方法。包括聚丙烯无纺布纤维网的制备，所述的制备方法按以下步骤进行：a聚丙烯无纺布纤维膜片制备将制备好的聚丙烯无纺布纤维网采用热轧机在温度为125～150℃，压力5～80MPa进行一次热轧，热轧时间为1～10s，得到均匀致密的聚丙烯无纺布纤维膜片，其中所述的聚丙烯无纺布膜片厚度为20～1000μm。b一次双向拉伸 将a步骤制备的聚丙烯无纺布纤维膜片经温度为80～100℃热风预热后采用拉伸机在90～130℃进行高温双向拉伸，拉伸方式为纵向拉伸与横向拉伸分步进行或纵向拉伸与横向拉伸同步进行，聚丙烯无纺布纤维膜片纵向拉伸比为2～4倍，聚丙烯无纺布纤维膜片横向拉伸比为2～3倍，制得一次拉伸聚丙烯薄膜。c二次热轧和二次双向拉伸将经b步骤制备的一次拉伸聚丙烯薄膜采用热轧机在温度为125～150℃，压力5～80MPa下进行二次热轧，拉伸方式为纵向拉伸与横向拉伸分步进行或纵向拉伸与横向拉伸同步进行，其中所述的所诉二次双向拉伸为双向分步拉伸或双向同步拉伸，聚丙烯薄膜纵向拉伸比为2～3倍，聚丙烯薄膜横拉伸比为1～2倍，拉伸温度为100～140℃；得到二次拉伸聚丙烯薄膜。d三次热轧将经c步骤制备的二次拉伸聚丙烯薄膜采用热轧机在温度为125～150℃，压力5～80MPa下进行热轧处理，热轧时间为1～10s；得到三次热轧聚丙烯薄膜。e热定型将经d步骤制备的三次热轧聚丙烯薄膜在温度为120～145℃下进行热定型处理，其中热定型热定型时间为1～15min，得到厚度为5～100um，孔隙率为40～70％，孔径为0.1～2um的聚丙烯无纺布多孔纤维膜。所述的的聚丙烯无纺布纤维网为熔喷聚丙烯无纺布纤维网或纺粘聚丙烯无纺布纤维网的其中一种。由于采用了以上技术方案，一种双向拉伸的聚丙烯多孔纤维膜的制备方法，所述的制备方法及所制备的聚丙烯多孔纤维膜有以下优点：1本专利技术对熔喷喷或纺粘聚丙烯无纺布纤维网进行多次热轧和双向拉伸，通过改变热轧温度和压力、改变拉伸比和拉伸温度来控制无纺布纤维网的厚度、孔径和孔隙率，通过改变热定型的时间和温度来控制无纺布纤维膜的尺寸稳定性。2本专利技术制备出孔隙率和厚度可控、表面光洁、尺寸稳定性好的聚丙烯多孔纤维薄膜，可以广泛用于制造电池隔膜、过滤材料、包装材料等领域。具体实施方式下面结合具体实例对本专利技术做进一步详细描述。一种双向拉伸的聚丙烯无纺布多孔纤维膜的制备方法，是将已制备好的聚丙烯无纺布纤维网制备得到无纺布纤维膜片、一次双向拉伸、二次热轧、二次双向拉伸、三次热轧、热定型；其中所使用的聚丙烯无纺布纤维网是采用中国专利公开号为CN104005178A或CN101550636A的文献中制备工艺制得。制备方法按以下步骤进行：a聚丙烯无纺布纤维膜片制备将制备好的聚丙烯无纺布纤维网采用平板热扎机或光棍热轧机在温度为125～150℃，压力5～80MPa进行一次热轧，热轧时间为1～10s，得到均匀致密的聚丙烯无纺布纤维膜片，其中所述的聚丙烯无纺布纤维膜片厚度为20～1000μm。b一次双向拉伸 将a步骤制备的聚丙烯无纺布纤维膜片经温度为80～100℃热风预热后采用拉伸机在90～130℃进行高温双向拉伸，拉伸方式为纵向拉伸与横向拉伸分步进行或纵向拉伸与横向拉伸同步进行，聚丙烯无纺布纤维膜片纵向拉伸比为2～4倍，聚丙烯无纺布纤维膜片横向拉伸比为2～3倍，制得无纺布一次拉伸聚丙烯薄 膜。c二次热轧和二次双向拉伸将经b步骤制备的一次纵向拉伸与横向拉伸分步拉伸或纵向拉伸与横向拉伸同步拉伸的聚丙烯薄膜采用平板热扎机或光棍热轧机在温度为125～150℃，压力5～80MPa下进行二次热轧，拉伸方式为纵向拉伸与横向拉伸分步进行或纵向拉伸与横向拉伸同步进行，其中所述的所诉二次双向拉伸为双向分步拉伸或双向同步拉伸，聚丙烯薄膜纵向拉伸比为2～3倍，聚丙烯薄膜横拉伸比为1～2倍，拉伸温度为100～140℃；得到二次拉伸聚丙烯薄膜。d三次热轧将经c步骤制备的二次纵向拉伸与横向拉伸分步拉伸或纵向拉伸与横向拉伸同步拉伸的聚丙烯薄膜采用平板热扎机或光棍热轧机在温度为125～150℃，压力5～80MPa下进行热轧处理，热轧时间为1～10s；得到三次热轧聚丙烯薄膜。e热定型将经d步骤制备的三次热轧聚丙烯薄膜在温度为120～145℃下进行热定型处理，其中热定型热定型时间为1～15min，得到厚度为5～100um，孔隙率为40～70％，孔径为0.1～2um的聚丙烯无纺布多孔纤维膜。所述的的聚丙烯无纺布纤维网为熔喷聚丙烯无纺布纤维网或纺粘聚丙烯无纺布纤维网的其中一种。具体实施例 按照上述制备方法。实施例1a聚丙烯无纺布纤维膜片制备将制备好本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种双向拉伸的聚丙烯无纺布多孔纤维膜的制备方法，包括聚丙烯无纺布纤维网的制备，其特征在于：所述制备方法按以下步骤进行：a聚丙烯无纺布纤维膜片制备将制备好的聚丙烯无纺布纤维网采用热轧机在温度为125～150℃，压力5～80MPa进行一次热轧，热轧时间为1～10s，得到均匀致密的聚丙烯无纺布纤维膜片，其中所述的聚丙烯无纺布纤维膜片厚度为20～1000μm；b一次双向拉伸将a步骤制备的聚丙烯无纺布纤维膜片经温度为80～100℃热风预热后采用拉伸机在90～130℃进行高温双向拉伸，拉伸方式为纵向拉伸与横向拉伸分步进行或纵向拉伸与横向拉伸同步进行，聚丙烯无纺布纤维膜片纵向拉伸比为2～4倍，聚丙烯无纺布纤维膜片横向拉伸比为2～3倍，制得一次拉伸聚丙烯薄膜；c二次热轧和二次双向拉伸将经b步骤制备的一次拉伸聚丙烯薄膜采用热轧机在温度为125～150℃，压力5～80MPa下进行二次热轧，拉伸方式为纵向拉伸与横向拉伸分步进行或纵向拉伸与横向拉伸同步进行，其中所述的二次双向拉伸为双向分步拉伸或双向同步拉伸，聚丙烯薄膜纵向拉伸比为2～3倍，聚丙烯薄膜横向拉伸比为1～2倍，拉伸温度为100～140℃；得到二次拉伸聚丙烯薄膜；d三次热轧将经c步骤制备的二次拉伸聚丙烯薄膜采用热轧机在温度为125～150℃，压力5～80MPa下进行热轧处理，热轧时间为1～10s；得到三次热轧聚丙烯薄膜；e热定型将经d步骤制备的三次热轧聚丙烯薄膜在温度为120～145℃下进行热定型处理，其中热定型时间为1～15min，得到厚度为5～100um，孔隙率为40～70％，孔径为0.1～2um的聚丙烯多孔纤维膜。...
【技术特征摘要】
1.一种双向拉伸的聚丙烯无纺布多孔纤维膜的制备方法，包括聚丙烯无纺布纤维网的制备，其特征在于：所述制备方法按以下步骤进行：a聚丙烯无纺布纤维膜片制备将制备好的聚丙烯无纺布纤维网采用热轧机在温度为125～150℃，压力5～80MPa进行一次热轧，热轧时间为1～10s，得到均匀致密的聚丙烯无纺布纤维膜片，其中所述的聚丙烯无纺布纤维膜片厚度为20～1000μm；b一次双向拉伸将a步骤制备的聚丙烯无纺布纤维膜片经温度为80～100℃热风预热后采用拉伸机在90～130℃进行高温双向拉伸，拉伸方式为纵向拉伸与横向拉伸分步进行或纵向拉伸与横向拉伸同步进行，聚丙烯无纺布纤维膜片纵向拉伸比为2～4倍，聚丙烯无纺布纤维膜片横向拉伸比为2～3倍，制得一次拉伸聚丙烯薄膜；c二次热轧和二次双向拉伸将经b步骤制备的一次拉伸聚丙烯薄膜采用热轧机在温度为125～150℃，压力5～80MPa下进...
【专利技术属性】
技术研发人员：王罗新，熊思维，罗丹，陈少华，许静，殷先泽，王桦，
申请(专利权)人：武汉纺织大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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