本申请公开了一种制备聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合微孔膜的方法。本申请的制备方法，包括通过共挤出技术一次性流延获得聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层流延膜，并在对三层流延膜进行冷拉处理时，分两次进行冷拉，第一次冷拉的温度低于第二次冷拉温度。本申请的制备方法，采用共挤出技术一次性流延获得聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层流延膜，制备方法简单；通过两次冷拉，解决了三层流延膜成孔困难的问题，使得制备的三层复合微孔膜的微孔分布均匀，并且，孔径集中在10‑50nm范围内。本申请的三层复合微孔膜作为电池隔膜使用时，均匀性和稳定性更好，为制备高品质和高安全性的锂离子电池奠定了基础。
【技术实现步骤摘要】
一种制备聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合微孔膜的方法
本申请涉及锂离子电池隔膜领域，特别是涉及一种制备聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合微孔膜的方法。
技术介绍
锂离子电池由于具有能量密度大、输出电压高、循环寿命长、环境污染小等优点，在移动智能设备和电动车中获得了广泛应用，在航空航天等领域也具有广阔的应用前景。但是，伴随着锂离子电池的快速发展和应用领域的拓展，锂离子电池安全事故时有发生，小至电池发热，大至引燃汽车，引起了人们对锂离子电池安全性的极大关注。聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合微孔膜，利用其中聚乙烯层具有较低熔点和较低闭孔温度的特性，使得复合微孔膜具有较低闭孔温度和高热收缩变形，从而大幅度提高了电池在使用过程中的安全性。目前制备聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合微孔膜的方法是，分别制备聚乙烯流延单层基膜和聚丙烯流延单层基膜，分别对各单层基膜进行热处理，然后通过热压复合后单向拉伸成孔，或是先拉伸成孔后再热压复合，从而形成三层复合微孔隔膜。显然，这样的制造过程比较复杂，生产效率低。因此，人们尝试了三层共挤技术，一次性流延得到聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层流延膜。但是聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层流延膜在低温退火、低温拉伸时，出现如下难题：在低冷拉拉伸倍率下，聚丙烯层可形成小而密的孔，平均孔径约在10nm-50nm之间，但聚乙烯层成孔难；而在高冷拉拉伸倍率下，聚乙烯层成孔容易，但聚丙烯层难以成孔。
技术实现思路
本申请的目的是提供一种新的制备聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合微孔膜的方法。为了实现上述目的，本申请采用了以下技术方案：本申请的一方面公开了一种制备聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合微孔膜的方法，包括通过共挤出技术一次性流延获得聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层流延膜，在对三层流延膜进行冷拉处理时，分两次进行冷拉，并且，第一次冷拉的温度低于第二次冷拉，第一次冷拉的倍率低于1.5。需要说明的是，本申请创造性的将冷拉处理分为两次进行，巧妙的解决了冷拉时聚丙烯和聚乙烯的成孔矛盾。本申请的制备方法，第一次冷拉在相对较低的温度下进行低倍率冷拉，预先将聚丙烯拉开形成小而密的孔，然后再提高温度进行第二次冷拉；此时，一方面聚乙烯容易形成较大的微孔；另一方面聚丙烯由于预先形成小而密的孔，使其具有一定的抗形变能力，因此不至于在高冷拉倍率下被拉塌；从而解决了在高冷拉拉伸倍率下聚丙烯层难以成孔的问题。优选的，聚丙烯熔融指数在1.0～4.0之间，聚乙烯的熔融指数在0.2～1.5之间。优选的，第一次冷拉的温度低于95℃，第二次冷拉的温度为50-120℃。优选的，本申请的方法在冷拉处理之前，还包括对三层流延膜进行退火处理。优选的，退火处理的条件为50-130℃保温3-24h。优选的，本申请的方法在冷拉处理之后，还包括对冷拉处理的产物进行热拉处理。优选的，热拉处理的拉伸温度为100-130℃，拉伸倍率为1.5-2.8。优选的，本申请的方法在热拉处理之后，还包括对热拉处理的产物进行热定型处理。优选的，热定型处理的定型温度为100-130℃，定型倍率为0.5-1.5。优选的，聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层流延膜中，聚乙烯层与两层聚丙烯总厚度的比例为1:4～3:1。优选的，本申请的方法，具体包括以下步骤，制膜：通过共挤出技术一次性流延获得聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层流延膜；退火处理：对聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层流延膜进行退火；冷拉处理：对退火的聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层流延膜进行两次冷拉；热拉处理：对冷拉处理的产物进行热拉；定型处理：对热拉处理的产物进行热定型，制得本申请的聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合微孔膜。本申请的另一面公开了本申请的方法制备的聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合微孔膜，其中，聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合微孔膜的孔径范围为10-50nm。需要说明的是，相比于现有方法制备的三层复合微孔膜，本申请制备的聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合微孔膜，其中聚丙烯层和聚乙烯层都有成孔，并且，形成孔径范围为10-50nm的微孔，孔径分布更集中，作为电池隔膜使用时，性能更加稳定、可控，保障了电池的安全性。本申请的再一面公开了一种采用本申请制备方法获得的聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合微孔膜作为电池隔膜的锂离子电池。由于采用以上技术方案，本申请的有益效果在于：本申请制备聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合微孔膜的方法，采用共挤出技术一次性流延获得聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层流延膜，制备方法简单；并且，通过两次冷拉，解决了三层流延膜成孔困难的矛盾，使得制备的聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合微孔膜的微孔分布均匀，并且，孔径集中在10-50nm范围内。本申请的聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合微孔膜作为电池隔膜使用时，均匀性和稳定性更好，为制备高品质和高安全性的锂离子电池奠定了基础。附图说明图1是本申请实施例中聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合微孔膜的结构示意图，其中1为聚丙烯层、2为聚乙烯层。具体实施方式研究证明，低温退火PP层由于片晶取向不佳，导致拉伸工艺较为苛刻，在较高冷拉倍率时孔结构容易被拉塌，反而成孔困难；而较低的冷拉倍率下聚乙烯层又难以成孔；因此，在聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层微孔膜的制备过程中，特别是三层共挤出需要同时进行冷拉成孔时，聚丙烯和聚乙烯的成孔是一对矛盾。为了解决PP层和PE层在传统拉伸工艺下成孔特性不一致的问题，本申请创造性的提出通过分段冷拉的工艺分别将PP/PE/PP膜拉开，即首先在低于95℃的温度下，例如在常温下，采用较小冷拉倍率，预先将PP拉开，即本申请的第一次冷拉，此时PE层出现部分微孔；然后提高温度，PP层具有一定的抗形变能力，继续拉伸，将PE晶区强行拉开，在PE层形成较大微孔，即本申请的第二次冷拉；最终制成孔径和孔径分布由表层PP的控制，并且孔径集中在10nm-50nm之间的聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层微孔膜。下面通过具体实施例和附图对本申请作进一步详细说明。以下实施例仅对本申请进行进一步说明，不应理解为对本申请的限制。实施例1取熔融指数(缩写MI)0.5的聚乙烯原料和熔融指数3.0的聚丙烯原料，两者的质量比约为1:1。将聚乙烯原料在双螺杆挤出机中，210℃和7.74MPa下进行挤压熔融，使聚乙烯充分塑化，得到聚乙烯熔体。将聚丙烯原料在单螺杆挤出机中，230℃和5MPa下进行挤压熔融，使聚丙烯充分塑化，得到聚丙烯熔体。使用三层熔体分配器，使一半的聚丙烯熔体进入该三层熔体分配器的上层，另一半的聚丙烯熔体进行该三层熔体分配器的下层，并使聚乙烯熔体进行该三层熔体分配器的中层。将三层熔体挤压通过挤出模头，并通过调节下游的辊温和辊速，本例具体的，在95℃辊温和39m/min辊速下，得到厚度比大约为1:2:1的聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层流延膜。然后将所得的三层流延膜在在烘箱中50℃-130℃退火3h-24h，本例具体的在50℃退火24h。将经退火的三层流延膜在60℃的温度下进行第一次冷拉，接着在65℃的温度下进行第二次冷拉，第一次冷拉的倍率为1.1，两次冷拉后的总倍率为1.4，然后，在110℃的温度下进行热拉，拉伸倍率为1.6。最后，在120℃的温度下进行热定型，定型倍率为0.7，得到本例的聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合微孔膜，如图1所示。对本例的聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种制备聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合微孔膜的方法，包括通过共挤出技术一次性流延获得聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层流延膜，其特征在于：在对三层流延膜进行冷拉处理时，分两次进行冷拉，并且，第一次冷拉的温度低于第二次冷拉，第一次冷拉的倍率低于1.5。
【技术特征摘要】
1.一种制备聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合微孔膜的方法，包括通过共挤出技术一次性流延获得聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层流延膜，其特征在于：在对三层流延膜进行冷拉处理时，分两次进行冷拉，并且，第一次冷拉的温度低于第二次冷拉，第一次冷拉的倍率低于1.5。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的聚丙烯熔融指数在1.0～4.0之间，聚乙烯的熔融指数在0.2～1.5之间。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述第一次冷拉的温度低于95℃，所述第二次冷拉的温度为50-120℃。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述冷拉处理之前，还包括对三层流延膜进行退火处理，优选的，退火处理的条件为50-130℃保温3-24h。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述冷拉处理之后，还包括对冷拉处理的产物进行热拉处理，优选的，热拉处理的拉伸温度为100-130℃，拉伸倍率为1.5-2.8。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述热拉处理之后，还包括对热...
【专利技术属性】
技术研发人员：王翔，李庆亚，刘建金，陈官茂，王哲，
申请(专利权)人：武汉中兴创新材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42
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