一种高强度、高热稳定性的聚4‑甲基‑1‑戊烯微孔膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高强度、高热稳定性的聚（4‑甲基‑1‑戊烯）微孔膜及其制备方法。该隔膜由聚（4‑甲基‑1‑戊烯）、抗氧剂和稀释剂组成。其中，聚（4‑甲基‑1‑戊烯）树脂：25～50份；抗氧剂：0.05～1份；稀释剂：50～75份；通过混炼熔融、挤出成型、双向拉伸、萃取干燥、热处理定型等工序制得聚（4‑甲基‑1‑戊烯）微孔膜，本发明专利技术的优点在于，相比于聚烯烃隔膜，具有高耐热性、高机械强度及高吸液保液率等优点。用本发明专利技术所制备的聚（4‑甲基‑1‑戊烯）微孔膜在105℃/1h时MD方向上热收缩率不大于3.0，TD方向上的热收缩率不大于2.0，MD拉伸强度大于200MPa，TD拉伸强度大于170MPa，透气率范围150±50 sec/100mL。

A kind of high strength and high thermal stability of poly 4 methyl 1 pentene microporous membrane and preparation method thereof

The present invention discloses a kind of high strength and high thermal stability of poly (methyl 4 1 pentene) microporous membrane and preparation method thereof. The diaphragm is made of poly (methyl 4 1 pentene), antioxidant and diluent. Among them, poly (4 methyl 1 methylpentene resin): 25 ~ 50; antioxidant: 0.05 ~ 1; diluent: 50 ~ 75; by mixing melting, extrusion molding, biaxially oriented, extraction drying, heat treating and other processes in the system of poly (4 methyl 1 e ene) microporous membrane, the invention has the advantages that, compared to the polyolefin diaphragm, and has high mechanical strength and high rate of absorbing and preserving liquid has the advantages of high heat resistance. Using the prepared poly (4 methyl 1 pentene) microporous membrane at 105 DEG /1h MD direction on the heat shrinkage rate is less than 3, TD direction of the heat shrinkage rate of not more than 2 MD, the tensile strength is more than 200MPa, the tensile strength of TD was greater than 170MPa, the permeability range of 150 + 50 sec/100mL.

【技术实现步骤摘要】
一种高强度、高热稳定性的聚4-甲基-1-戊烯微孔膜及其制备方法
本专利技术涉及锂离子隔膜材料，具体为一种高强度、高热稳定性的聚(4-甲基-1-戊烯)微孔膜及其制备方法,本专利技术属于锂离子二次电池制造

技术介绍
目前，以热致相分离法制备的锂离子电池的隔膜以PE(聚乙烯)为主，其具有良好的化学稳定性和优异的物理性能，但是，商品化的PE隔膜熔点在150℃以下，高温下，热收缩性能差，在锂离子电池使用的过程中，由于一些原因，造成隔膜被刺穿而穿孔，或者因内部或外部的作用下电池温度升高，隔膜发生热收缩或者融化，锂电池正负极直接接触，从而造成锂电池短路甚至爆炸，致使锂电池的安全使用受到局限。从锂离子电池使用的安全性考虑，隔膜企业纷纷开始研发高强度、高热稳定性的锂电池隔膜，从而保证锂电池能在较高温度下的安全使用。聚(4-甲基-1-戊烯)(以下简称TPX)，TPX是其商品名，TPX具有耐高温、维卡软化点195℃左右、熔点高达240℃、较高的机械强度、高温下耐蠕变性等优良特性，耐环境和耐化学性能好，受到了锂电池行业的注意。
技术实现思路
本专利技术旨在克服上述缺点，提供一种高强度、高热稳定性的TPX微孔膜及其制备方法。本专利技术的目的是通过以下技术措施实现的：一种高强度、高热稳定性的TPX微孔膜，由聚(4-甲基-1-戊烯)树脂以及稀释剂和抗氧剂组成，其重量份数为：聚(4-甲基-1-戊烯)树脂：25～50份；抗氧剂：0.05～1份；稀释剂：50～75份。所述TPX分子量为1×104～1×107；所述TPX结晶度为30-60％；所述抗氧剂为受阻酚、抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂CA、胺类抗氧剂或有机硫化物的一种或两种以上的混合物；所述稀释剂为十氢萘、矿物油、石蜡油中的至少一种；一种高强度、高热稳定性TPX微孔膜的制备方法，包括如下步骤：(1)将TPX粒料、抗氧剂及稀释剂按一定的重量比加入到挤出机，挤出机工作温度为200～350℃；挤出机螺杆转速为50～300rpm/min；输出压力为10～60MPa，；塑化混炼得到混合物I；(2)步骤(1)所述混合物I经过计量泵和过滤器过滤后输送到模头并挤出，模头温度240～400℃；然后通过冷却辊将熔体冷却制得前驱体膜，冷却辊工作温度为20～90℃；(3)将前驱体膜进行双向拉伸，双向拉伸倍率为3～15×5～20；(4)在室温下利用清洗剂对前驱体膜萃取除去稀释剂并干燥，所述清洗剂为醇或卤代烷烃；(5)将步骤(4)中干燥后的膜经过热处理定型，定型温度为80～140℃，定型时间1～5分钟。本专利技术的有益效果在于：本专利技术具有连续生产、工艺流程操作简单等优点，本专利技术所述微孔膜在105℃/1h时MD方向上热收缩率不大于3.0，TD方向上的热收缩率不大于2.0，MD拉伸强度大于200MPa，TD拉伸强度大于170MPa，透气率范围150±50sec/100mL。本专利技术所生产的微孔膜具有高耐热性、高机械强度及高吸液保液率等优点。具体实施方式以下结合具体的实施例来对本专利技术的内容进一步说明，但是本专利技术的保护范围并不仅仅局限于实施例所描述的内容。实施例1称量50份TPX(分子量为1×105，结晶度为30％)，0.05份抗氧剂(抗氧剂1010)，50份的石蜡油，将TPX和抗氧剂按比例输送到挤出机，再将石蜡油由辅机输送到挤出机，由挤出机塑化混溶形成TPX混合熔体，通过冷却辊铸片成片材，经双向拉伸、萃取干燥、热处理定型后得到TPX微孔膜，其中挤出机工作温度240℃，模头温度280℃，螺杆转速50rpm/min，输出压力为15Mpa，冷却辊温度60℃，双向拉伸倍率为8×10倍，定型温度120℃，定型时间1min，产品性能见表1。实施例2称量25份TPX(分子量为5×106，结晶度为60％)，1份抗氧剂(抗氧剂168)，75份的石蜡油，将TPX和抗氧剂按比例输送到挤出机，再将石蜡油由辅机输送到挤出机，由挤出机塑化混溶形成TPX混合熔体，通过冷却辊铸片成片材，经双向拉伸、萃取干燥、热处理定型后得到TPX微孔膜，其中挤出机工作温度280℃，模头温度300℃，螺杆转速150rpm/min，输出压力为45Mpa，冷却辊温度60℃，双向拉伸倍率为8×10倍，定型温度120℃，定型时间1min，产品性能见表1。实施例3称量30份TPX(分子量为2×105，结晶度为35％)，0.1份抗氧剂(抗氧剂1010)，69.5份的石蜡油，将TPX和抗氧剂按比例输送到挤出机，再将石蜡油由辅机输送到挤出机，由挤出机塑化混溶形成TPX混合熔体，通过冷却辊铸片成片材，经双向拉伸、萃取干燥、热处理定型后得到TPX微孔膜，其中挤出机工作温度240℃，模头温度280℃，螺杆转速50rpm/min，输出压力为25Mpa，冷却辊温度60℃，双向拉伸倍率为8×10倍，定型温度120℃，定型时间1min，产品性能见表1。实施例4称量40份TPX(分子量为2×105，结晶度为35％)，0.5份抗氧剂(抗氧剂1010)，59.5份的矿物油，将TPX和抗氧剂按比例输送到挤出机，再将石蜡油由辅机输送到挤出机，由挤出机塑化混溶形成TPX混合熔体，通过冷却辊铸片成片材，经双向拉伸、萃取干燥、热处理定型后得到TPX微孔膜，其中挤出机工作温度240℃，模头温度280℃，螺杆转速50rpm/min，输出压力为25Mpa，冷却辊温度60℃，双向拉伸倍率为8×10倍，定型温度120℃，定型时间1min，产品性能见表1。实施例5称量30份TPX(分子量为5×106，结晶度为50％)，0.5份抗氧剂(抗氧剂168)，69.5份的矿物油，将TPX和抗氧剂按比例输送到挤出机，再将石蜡油由辅机输送到挤出机，由挤出机塑化混溶形成TPX混合熔体，通过冷却辊铸片成片材，经双向拉伸、萃取干燥、热处理定型后得到TPX微孔膜，其中挤出机工作温度260℃，模头温度300℃，螺杆转速120rpm/min，输出压力为40Mpa，冷却辊温度60℃，双向拉伸倍率为8×10倍，定型温度120℃，定型时间1min，产品性能见表1。对比例称量35份PE，0.1份抗氧剂(抗氧剂1010)，64.9份的石蜡油，将PE和抗氧剂按比例输送到挤出机，再将石蜡油由辅机输送到挤出机，由挤出机塑化混溶形成PE混合熔体，通过冷却辊铸片成片材，经双向拉伸、萃取干燥、热处理定型后得到PE微孔膜，其中挤出机工作温度240℃，模头温度280℃，螺杆转速50rpm/min，输出压力为15Mpa，冷却辊温度60℃，双向拉伸倍率为8×10倍，定型温度120℃，定型时间1min，产品性能见表1。表1由表1可以看出,以TPX为原料所制备的微孔膜,其机械强度、热稳定性都较PE微孔膜有很大的提高，且其吸液保液性能也较PE膜好，其中TPX结晶度高，其透气性能较好。以上是对本专利技术一种高强度、高热稳定性的聚(4-甲基-1戊烯)微孔膜及其制备方法进行了阐述，用于帮助理解本专利技术，但本专利技术的实施方式并不受上述实施例的限制，凡以本专利技术所述特征或原理做的等效修改或替换，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度、高热稳定性的聚（4‑甲基‑1‑戊烯）微孔膜，其特征在于，由以下组分按重量份制备而成：聚（4‑甲基‑1‑戊烯）树脂：25～50份；抗氧剂：0.05～1份；稀释剂：50～75份。

【技术特征摘要】
1.一种高强度、高热稳定性的聚（4-甲基-1-戊烯）微孔膜，其特征在于，由以下组分按重量份制备而成：聚（4-甲基-1-戊烯）树脂：25～50份；抗氧剂：0.05～1份；稀释剂：50～75份。2.根据权利要求1所述的聚（4-甲基-1-戊烯）微孔膜，其特征在于，所述聚（4-甲基-1-戊烯）树脂的分子量为1×104～1×107。3.根据权利要求1所述的聚（4-甲基-1-戊烯）微孔膜，其特征在于，所述聚（4-甲基-1-戊烯）树脂的结晶度为30-60%。4.根据权利要求1所述的聚（4-甲基-1-戊烯）微孔膜，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚、抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂CA、胺类抗氧剂或有机硫化物的一种或两种以上的混合物。5.根据权利要求1所述的聚（4-甲基-1-戊烯）微孔膜，其特征在于，所述稀释剂为十氢萘、矿物油、石蜡油中的至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：张龙，王郗，高东波，
申请(专利权)人：合肥星源新能源材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34