本发明专利技术提供了一种膜及其制备方法，所述膜的原料中主要包括增溶型超高分子量超细粒径聚乙烯；所述聚乙烯的粘均分子量(Mv)大于1×106；所述聚乙烯为球形或类球形颗粒，平均粒径为10～100μm，标准差为2μm‑15μm，堆密度为0.1g/mL～0.3g/mL；所述增溶型超高分子量超细粒径聚乙烯中溶剂的重量百分含量为大于0且小于等于98wt％。本发明专利技术的膜由于使用了所述增溶型超高分子量超细粒径聚乙烯作为原料，具有优异的耐蠕变性能，使用温度范围极宽。另外，所述膜具有优异的力学、热学性能，适用于电池隔膜。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种膜及其制备方法，具体涉及一种增溶型超高分子量超细粒径聚乙烯制备的膜及其制备方法。
技术介绍
聚乙烯膜、尤其是双向拉伸聚乙烯膜，具有优异的抗弯曲疲劳性、较高的耐热性、化学性能好、质地纯净无毒性、透明性好等，主要用于包装用薄膜领域。但其耐低温性能较差、低温冲击强度低。现有技术中有采用与丙烯共聚、添加共混改性剂等方式来改进其耐低温性能，但这些方法在提高耐低温性能的时候，会影响聚乙烯的其他的优异性能，如强度和模量等。另外，聚乙烯微孔膜还广泛用于电池隔膜、电解电容器隔膜、各种过滤器、防水透湿面料、反渗透过滤膜、超滤膜、微滤膜等。当用于电池用隔膜时，需要所述膜具有优异的透过性、机械特性、耐热收缩性、熔化特性等，如何获得各项性能均优的聚乙烯微孔膜一直是研究人员努力追求的目标。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种耐低温性能优异、各项力学性能和热学性能均十分优异的增溶型超高分子量超细粒径聚乙烯制备的膜及其制备方法。另外，本专利技术的膜因具有优异的力学性能、热学性能、透过性、熔化特性等，还特别适合用于电池隔膜。为了解决以上技术问题，本专利技术提供一种膜，其原料中主要包括增溶型超高分子量超细粒径聚乙烯；所述增溶型超高分子量超细粒径聚乙烯的粘均分子量(Mv)大于1×106；所述增溶型超高分子量超细粒径聚乙烯为球形或类球形颗粒，平均粒径为10～100μm，标准差为2μm-15μm，堆密度为0.1g/mL～0.3g/mL；所述增溶型超高分子量超细粒径聚乙烯中溶剂的重量百分含量为大于0且小于等于98wt％；所述增溶型超高分子量超细粒径聚乙烯采用选自方法(1)或方法(2)中的一种的制备方法制得：所述方法(1)包括以下步骤：(1a)在催化剂和分散介质的作用下，乙烯进行聚合反应；其中，聚合反应的温度为-20～100℃；其中，乙烯中的一氧化碳含量少于5ppm，二氧化碳少于15ppm，共轭二烯烃含量少于10ppm；(1b)步骤(1a)的聚合结束后，加入溶剂，然后通过分馏的方法去除所述分散介质，得到所述增溶型超高分子量超细粒径聚乙烯；所述方法(2)包括以下步骤：(2a)在催化剂、分散介质和溶剂的作用下，乙烯进行聚合反应；其中，聚合反应的温度为-20～100℃；其中，乙烯中的一氧化碳含量少于5ppm，二氧化碳少于15ppm，共轭二烯烃含量少于10ppm；(2b)步骤(2a)的聚合结束后，通过分馏的方法去除所述分散介质，得到所述增溶型超高分子量超细粒径聚乙烯；上述方法(1)或方法(2)中，所述分散介质的沸点低于所述溶剂的沸点且至少低5℃；上述方法(1)或方法(2)中，所述催化剂通过包括以下步骤的方法制备得到：(a)将卤化镁、醇类化合物、助剂、部分的内给电子体和溶剂混合，制得混合物I；(b)在反应器中加入上述的混合物I，预热到-30℃～30℃，滴加钛化合物；或者，在反应器中加入钛化合物，预热到-30℃～30℃，滴加上述的混合物I；(c)滴加完成后，反应体系经过30分钟～3小时升温至90℃～130℃，加入剩余的内给电子体继续反应；(d)滤除反应体系的液体，加入剩余的钛化合物，继续反应；(e)反应完成后，后处理得到所述的催化剂。根据本专利技术，所述原料中除所述增溶型超高分子量超细粒径聚乙烯外，还包括抗氧剂。优选地，抗氧剂的添加量相对于100重量份增溶型超高分子量超细粒径聚乙烯，为0.01-1重量份，还优选为0.02-0.5重量份。具体的，所述膜由含有抗氧剂的所述增溶型超高分子量超细粒径聚乙烯制得。根据本专利技术，所述增溶型超高分子量超细粒径聚乙烯中溶剂的重量百分含量优选为大于0且小于等于80wt％，还优选为大于0且小于等于50wt％，更优选为10-50wt％，还更优选为20-40wt％。根据本专利技术，所述增溶型超高分子量超细粒径聚乙烯的粒径分布近似于正态分布。根据本专利技术，所述增溶型超高分子量超细粒径聚乙烯的粘均分子量(Mv)大于等于1.5×106，优选地为1.5×106～4.0×106；所述增溶型超高分子量超细粒径聚乙烯的分子量分布Mw/Mn为2～15，优选为3～10，还优选为4～8。根据本专利技术，所述增溶型超高分子量超细粒径聚乙烯的平均粒径优选为20μm-90μm，还优选为30-85μm，更优选为50μm-80μm；所述标准差优选为5μm-15μm，更优选为6μm-12μm，还优选为8μm-10μm；所述增溶型超高分子量超细粒径聚乙烯的堆密度优选为0.15g/mL-0.25g/mL，例如0.2g/mL。根据本专利技术，所述膜为双向拉伸的。本专利技术还提供上述膜的制备方法，其包括以下步骤：1)将包含所述增溶型超高分子量超细粒径聚乙烯的原料和成膜用溶剂进行熔融混炼，得到溶液；2)挤出溶液，形成成型体，冷却，得到聚合物片材；3)双向拉伸，制得薄膜。根据本专利技术，步骤1)中，为了避免超高分子量丙烯聚合物在溶解和使用中的降解，在溶解过程中需加入抗氧剂。抗氧剂的添加量相对于100重量份增溶型超高分子量超细粒径聚乙烯，为0.01-1重量份，还优选为0.02-0.5重量份。具体的，所述原料由所述增溶型超高分子量超细粒径聚乙烯和抗氧剂组成。本专利技术还提供所述膜的用途，可用于电池隔膜。本专利技术的有益效果：本专利技术的膜中选用一种增溶型超高分子量超细粒径聚乙烯作为原料，由于所述原料的超高分子量带来制品性能的极大提升，同时原料中所含的溶剂限制了聚乙烯的结晶程度，使得聚乙烯在加工过程中易于在较低温度下熔融、溶解，抑制了常规超高分子量聚乙烯在加工过程中易降解的问题，特别适合于加工应用，尤其适用于所述膜的热压和拉伸加工。本专利技术的膜由于使用了所述增溶型超高分子量超细粒径聚乙烯作为原料，具有优异的抗蠕变性能，使用温度范围扩大(既适合于低温使用，也适合于较高温度的使用)。具体实施方式[催化剂的制备方法]本专利技术的聚乙烯的制备方法中采用的催化剂可以采用申请人已提交的专利技术专利申请(申请号201510271254.1)中公开的方法制备，其全文引入本申请中作为参考。具体地，本专利技术的聚乙烯的制备方法中采用的催化剂通过包括以下步骤的方法制备：(a)将卤化镁、醇类化合物、助剂、部分的内给电子体和溶剂混合，制得混合物I；(b)在反应器中加入上述的混合物I，预热到-30℃～30℃，滴加钛化合物；或者，在反应器中加入钛化合物，预热到-30℃～30℃，滴加上述的混合物I；(c)滴加完成后，反应体系经过30分钟～3小时升温至90℃—130℃，加入剩余的内给电子体继续反应；(d)滤除反应体系的液体，加入剩余的钛化合物，继续反应；(e)反应完成后，后处理得到所述的催化剂。根据本专利技术，所述步骤(b)由下述步骤(b’)替换：(b’)配置包括纳米粒子、分散剂和溶剂的混合物II；在反应器中加入上述的混合物I和混合物II得到二者的混合物，预热到-30℃～30℃，滴加钛化合物；或者，在反应器中加入钛化合物，预热到-30℃～30℃，滴加上述的混合物I和混合物II的混合物。本专利技术中，所述的混合物Ⅰ优选按照如下方法制备：将卤化镁和醇类化合物在有机溶剂中混合，升温并保温后，加入助剂和部分的内给电子体，在一定温度反应后得到稳定均一的混合物Ⅰ。所述醇类化合物选自C1-C15的脂肪醇类化合物、C3-C15的环烷醇类化本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种膜，其特征在于，所述膜的原料中主要包括增溶型超高分子量超细粒径聚乙烯；所述增溶型超高分子量超细粒径聚乙烯的粘均分子量(Mv)大于1×106；所述增溶型超高分子量超细粒径聚乙烯为球形或类球形颗粒，平均粒径为10～100μm，标准差为2μm‑15μm，堆密度为0.1g/mL～0.3g/mL；所述增溶型超高分子量超细粒径聚乙烯中溶剂的重量百分含量为大于0且小于等于98wt％；所述增溶型超高分子量超细粒径聚乙烯采用选自方法(1)或方法(2)中的一种的制备方法制得：所述方法(1)包括以下步骤：(1a)在催化剂和分散介质的作用下，乙烯进行聚合反应；其中，聚合反应的温度为‑20～100℃；其中，乙烯中的一氧化碳含量少于5ppm，二氧化碳少于15ppm，共轭二烯烃含量少于10ppm；(1b)步骤(1a)的聚合结束后，加入溶剂，然后通过分馏的方法去除所述分散介质，得到所述增溶型超高分子量超细粒径聚乙烯；所述方法(2)包括以下步骤：(2a)在催化剂、分散介质和溶剂的作用下，乙烯进行聚合反应；其中，聚合反应的温度为‑20～100℃；其中，乙烯中的一氧化碳含量少于5ppm，二氧化碳少于15ppm，共轭二烯烃含量少于10ppm；(2b)步骤(2a)的聚合结束后，通过分馏的方法去除所述分散介质，得到所述增溶型超高分子量超细粒径聚乙烯；上述方法(1)或方法(2)中，所述分散介质的沸点低于所述溶剂的沸点且至少低5℃；上述方法(1)或方法(2)中，所述催化剂通过包括以下步骤的方法制备得到：(a)将卤化镁、醇类化合物、助剂、部分的内给电子体和溶剂混合，制得混合物I；(b)在反应器中加入上述的混合物I，预热到‑30℃～30℃，滴加钛化合物；或者，在反应器中加入钛化合物，预热到‑30℃～30℃，滴加上述的混合物I；(c)滴加完成后，反应体系经过30分钟～3小时升温至90℃～130℃，加入剩余的内给电子体继续反应；(d)滤除反应体系的液体，加入剩余的钛化合物，继续反应；(e)反应完成后，后处理得到所述的催化剂。...
【技术特征摘要】
1.一种膜，其特征在于，所述膜的原料中主要包括增溶型超高分子量超细粒径聚乙烯；所述增溶型超高分子量超细粒径聚乙烯的粘均分子量(Mv)大于1×106；所述增溶型超高分子量超细粒径聚乙烯为球形或类球形颗粒，平均粒径为10～100μm，标准差为2μm-15μm，堆密度为0.1g/mL～0.3g/mL；所述增溶型超高分子量超细粒径聚乙烯中溶剂的重量百分含量为大于0且小于等于98wt％；所述增溶型超高分子量超细粒径聚乙烯采用选自方法(1)或方法(2)中的一种的制备方法制得：所述方法(1)包括以下步骤：(1a)在催化剂和分散介质的作用下，乙烯进行聚合反应；其中，聚合反应的温度为-20～100℃；其中，乙烯中的一氧化碳含量少于5ppm，二氧化碳少于15ppm，共轭二烯烃含量少于10ppm；(1b)步骤(1a)的聚合结束后，加入溶剂，然后通过分馏的方法去除所述分散介质，得到所述增溶型超高分子量超细粒径聚乙烯；所述方法(2)包括以下步骤：(2a)在催化剂、分散介质和溶剂的作用下，乙烯进行聚合反应；其中，聚合反应的温度为-20～100℃；其中，乙烯中的一氧化碳含量少于5ppm，二氧化碳少于15ppm，共轭二烯烃含量少于10ppm；(2b)步骤(2a)的聚合结束后，通过分馏的方法去除所述分散介质，得到所述增溶型超高分子量超细粒径聚乙烯；上述方法(1)或方法(2)中，所述分散介质的沸点低于所述溶剂的沸点且至少低5℃；上述方法(1)或方法(2)中，所述催化剂通过包括以下步骤的方法制备得到：(a)将卤化镁、醇类化合物、助剂、部分的内给电子体和溶剂混合，制得混合物I；(b)在反应器中加入上述的混合物I，预热到-30℃～30℃，滴加钛化合物；或者，在反应器中加入钛化合物，预热到-30℃～30℃，滴加上述的混合物I；(c)滴加完成后，反应体系经过30分钟～3小时升温至90℃～130℃，加入剩余的内给电子体继续反应；(d)滤除反应体系的液体，加入剩余的钛化合物，继续反应；(e)反应完成后，后处理得到所述的催化剂。2.根据权利要求1所述的膜，其特征在于，所述原料中除所述增溶型超高分子量超细粒径聚乙烯外，还包括抗氧剂。优选地，抗氧剂的添加量...
【专利技术属性】
技术研发人员：李化毅，李倩，孙同兵，朱才镇，刘瑞刚，赵宁，徐坚，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。