一种用于锂电池软包装膜的改性PET薄膜制造技术

本发明专利技术公开了一种用于锂电池软包装膜的改性PET薄膜，该改性PET薄膜由以下以重量份计的组分组成：对苯二甲酸70‑80份、乙二醇120‑150份、纳米蒙脱土10.5‑32.4份，分散剂0.5‑10份、偶联剂0.1‑20份；所述改性PET薄膜制备方法是对苯二甲酸与乙二醇先发生酯化反应生成低聚合度聚对苯二甲酸乙二醇酯，低聚合度聚对苯二甲酸乙二醇酯发生缩聚反应，缩聚反应过程中纳米蒙脱土在分散剂和偶联剂的作用下，片层状分布于PET中，得到改性PET，解决了传统的PET薄膜阻隔性差的问题。

A modified PET film for soft packaging film of lithium battery

【技术实现步骤摘要】
一种用于锂电池软包装膜的改性PET薄膜
本专利技术属于改性聚酯
，具体涉及一种用于锂电池软包装膜的改性PET薄膜。
技术介绍
聚对苯二甲酸乙二醇酯是一种重要的工程塑料，其在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能，在高温高频下仍能保持优良的电绝缘性能，用其生产的PET材料广泛应用于电子、食品、医药、办公用品、玩具等各行业。然而，PET材料本身存在气体阻隔性差等问题，限制了PET材料在很多方面的应用，所以需要对PET材料进行一定程度上的改性，以便得到应用更加广泛的PET材料。现在改性塑料的主要方式是：在通用塑料和工程塑料的基础上，经过填充、共混、增强等方法加工改性，从而提高塑料的性能。随着近年来，纳米技术的不断发展与完善，采用各种技术手段将无机纳米粒子添加到PET材料中，从而达到改善PET材料本身存在气体阻隔性差等问题；但是，由于选料与工艺方法等问题，无法将无机纳米粒子分散到PET材料当中，对PET材料的气体阻隔性的改善并不理想。聚合物/蒙脱土纳米复合材料是众多无机纳米粒子改性复合材料中最具有潜力的一类复合材料，但是蒙脱土由于层间的大量无机离子而表现出来疏油性，其表现出的这一特性不利于其在聚合物基体中进行分散以及分散不均的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于锂电池软包装膜的改性PET薄膜，以解决上述背景提出实现改善PET材料本身存在气体阻隔性差等问题。本专利技术需要解决的技术问题为：(1)、如何解决PET气体阻隔性差的问题。(2)、如何解决纳米蒙脱土的改性问题。(3)、如何解决纳米蒙脱土与PET复合的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种用于锂电池软包装膜的改性PET薄膜，该改性PET薄膜由以下以重量份计的组分组成：对苯二甲酸70-80份、乙二醇120-150份、纳米蒙脱土10.5-32.4份，分散剂0.5-10份、偶联剂0.1-20份；优选的，所述改性PET薄膜制备方法为：S1、将纳米蒙脱土、分散剂和偶联剂、对苯二甲酸与乙二醇放入反应釜中，对苯二甲酸与乙二醇发生酯化反应得到低聚合度聚对苯二甲酸乙二醇酯；S2、低聚合度聚对苯二甲酸乙二醇酯在反应釜中发生缩聚反应，缩聚过程中纳米蒙脱土在分散剂和偶联剂的作用下，使得纳米蒙脱土以片层状分布于PET中，得到改性PET；在低聚合度聚对苯二甲酸乙二醇酯发生缩聚反应的同时，纳米蒙脱土完成对PET的改性，该改性方式解决纳米蒙脱土不能均匀分布与纳米蒙脱土结合。S3、改性PET通过挤出机T型模头挤出，冷却液骤冷后，经拉幅机双向拉伸得到改性PET薄膜。优选的，所述对苯二甲酸与乙二醇酯化反应时，反应釜温度为192-200℃、压力为0.24-0.8MPa；低聚合度聚对苯二甲酸乙二醇酯缩聚反应时，反应釜温度为245-278℃、压力为28-43Pa。优选的，所述分散剂为聚乙二醇；所述偶联剂是N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷。优选的，所述挤出机挤出温度为274-286℃，螺杆转速为32-36rpm；所述拉幅机，纵向拉伸温度为84-88℃，纵向拉伸比为2.85-3.1倍，横向拉伸温度为104-118℃，横向拉伸比为2.6-3.4倍，热定型温度为234-236℃。优选的，所述纳米蒙脱土，制备包括以下步骤：步骤一：取钠基膨润土30-40g，加水400-500ml，搅拌5-10min，使得钠基膨润土充分溶解后，除去杂质，得到纳米蒙脱土第一产物；步骤二：将纳米蒙脱土第一产物置于500ml烧杯中，用电热板加热，加热过程中，不间断搅拌，温度在65-78℃时，加入15-20ml的50％Na2CO3溶液，搅拌30-50min，放置18-24h，得到纳米蒙脱土第二产物；步骤三：将纳米蒙脱土第二产物，倒入离心管中，经过离心机离心沉降、去除上层清液、用水清洗、离心沉降步骤，直至得到一层半透明的土凝胶，即纳米蒙脱土第三产物；步骤四：将纳米蒙脱土第三产物与水在烧杯中混合，用搅拌器搅拌，超声处理形成稳定的悬浮体系后，静置40-60min，得到纳米蒙脱土第四产物；步骤五：将装有纳米蒙脱土第四产物的烧杯放到加热板上加热，当温度在60-80℃时，搅拌并加入插层剂，用搅拌器搅拌10-20min，超声处理30-50min，得到纳米蒙脱土第五产物；步骤六：将纳米蒙脱土第五产物置于电热板上加热，温度为60-80℃时搅拌加入水溶性高分子表面活性剂，在离心机中离心，冷冻干燥后，得到纳米蒙脱土。对纳米蒙脱土的改性，先使用插层剂十八烷基胺盐酸盐的水溶液，再使用水溶性高分子表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮，经冷冻干燥后，得到疏松状态且层间距大的纳米蒙脱土，在低聚合度聚对苯二甲酸乙二醇酯发生缩聚反应的同时，该状态的纳米蒙脱土更容易完成对PET的改性。优选的，所述离心机的转速为10000rpm，离心时间为20-30min。优选的，所述搅拌器的转子转速为800rpm。优选的，所述水溶性高分子表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮；所述插层剂为十八烷基胺盐酸盐的水溶液。优选的，所述冷冻干燥设备包括外壳和内壳，所述外壳与内壳之间抽成真空状态，外壳的顶端安装有原料槽、原料控制阀和原料加压泵，原料槽、原料控制阀和原料加压泵通过进料管与外壳和内壳相连接，外壳上部两侧均安装有关于进料管对称的真空泵和真空控制阀，真空泵和真空泵控制阀通过抽气管与外壳相连接，抽气管一端连接真空泵控制阀，抽气管另一端与进料管连接，所述抽气管另一端为斜坡型结构，内壳的内部为真空干燥室，真空干燥室中间位置的两侧均设置有固定架，两个所述固定架之间固定有冷凝盘，固定架与冷凝盘之间活动连接，冷凝盘上表面安装有干燥板，干燥板两侧焊接有固定板，固定板中央位置焊接固定有旋转杆，旋转杆与焊接在内壳内壁表面的支撑脚活动连接，所述冷凝盘安装有进液口和排液口，进液口和排液口通过冷凝软管将冷凝盘、冷凝器控制阀和冷凝器相连接，冷凝器安装在外壳一侧，冷凝器在固定架的下方，外壳的另一侧安装有液氮储存罐和液氮控制阀，液氮储存罐和液氮控制阀通过进气管与外壳相连接，进气管安装在干燥板和进料管口之间的位置，进料管口的另一侧安装固定有固定架，内壳底部位置设置有收纳盒；冷冻干燥设备工作时，打开原料控制阀和原料加压泵通过进料管储存在原料槽中待冷冻干燥的纳米蒙脱土经进料管喷洒到干燥板的表面上，先打开液氮储存罐和液氮控制阀，将原料冻结，再打开冷凝器和冷凝器控制阀、打开真空泵和真空泵控制阀，将水分升华再干燥后，干燥板通过旋转杆将干燥板表面完成冷冻干燥的纳米蒙脱土倒入收纳盒中，冷冻干燥过程中温度为-15℃～-45℃，冷冻压力为1.3Pa-12.6Pa。本专利技术的有益效果：(1)、本专利技术使用纳米蒙脱土对PET材料进行改性，在对钠基膨润土提纯时，使用离子交换，并且不断高速离心、静置、搅拌等，得到的纳米蒙脱土纯度更高，而且粒子的粒径均匀且更小，提纯后先使用插层剂十八烷基胺盐酸盐的水溶液，再使用水溶性高分子表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于锂电池软包装膜的改性PET薄膜，其特征在于：该改性PET薄膜由以下以重量份计的组分组成：对苯二甲酸70-80份、乙二醇120-150份、纳米蒙脱土10.5-32.4份，分散剂0.5-10份、偶联剂0.1-20份；/n所述改性PET薄膜制备方法为：/nS1、将纳米蒙脱土、分散剂和偶联剂、对苯二甲酸与乙二醇放入反应釜中，对苯二甲酸与乙二醇发生酯化反应得到低聚合度聚对苯二甲酸乙二醇酯；/nS2、低聚合度聚对苯二甲酸乙二醇酯在反应釜中发生缩聚反应，缩聚过程中纳米蒙脱土在分散剂和偶联剂的作用下，使得纳米蒙脱土以片层状分布于PET中，得到改性PET；/nS3、改性PET通过挤出机T型模头挤出，冷却液骤冷后，经拉幅机双向拉伸得到改性PET薄膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于锂电池软包装膜的改性PET薄膜，其特征在于：该改性PET薄膜由以下以重量份计的组分组成：对苯二甲酸70-80份、乙二醇120-150份、纳米蒙脱土10.5-32.4份，分散剂0.5-10份、偶联剂0.1-20份；
所述改性PET薄膜制备方法为：
S1、将纳米蒙脱土、分散剂和偶联剂、对苯二甲酸与乙二醇放入反应釜中，对苯二甲酸与乙二醇发生酯化反应得到低聚合度聚对苯二甲酸乙二醇酯；
S2、低聚合度聚对苯二甲酸乙二醇酯在反应釜中发生缩聚反应，缩聚过程中纳米蒙脱土在分散剂和偶联剂的作用下，使得纳米蒙脱土以片层状分布于PET中，得到改性PET；
S3、改性PET通过挤出机T型模头挤出，冷却液骤冷后，经拉幅机双向拉伸得到改性PET薄膜。


2.根据权利要求1所述的一种用于锂电池软包装膜的改性PET薄膜，其特征在于：所述对苯二甲酸与乙二醇酯化反应时，反应釜温度为192-200℃、压力为0.24-0.8MPa；低聚合度聚对苯二甲酸乙二醇酯缩聚反应时，反应釜温度为245-278℃、压力为28-43Pa。


3.根据权利要求1所述的一种用于锂电池软包装膜的改性PET薄膜，其特征在于：所述分散剂为聚乙二醇；所述偶联剂是N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷。


4.根据权利要求1所述的一种用于锂电池软包装膜的改性PET薄膜，其特征在于：所述挤出机挤出温度为274-286℃，螺杆转速为32-36rpm；所述拉幅机，纵向拉伸温度为84-88℃，纵向拉伸比为2.85-3.1倍，横向拉伸温度为104-118℃，横向拉伸比为2.6-3.4倍，热定型温度为234-236℃。


5.根据权利要求1所述的一种用于锂电池软包装膜的改性PET薄膜，其特征在于：所述纳米蒙脱土，制备包括以下步骤：
步骤一：取钠基膨润土30-40g，加水400-500ml，搅拌5-10min，使得钠基膨润土充分溶解后，除去杂质，得到纳米蒙脱土第一产物；
步骤二：将纳米蒙脱土第一产物置于500ml烧杯中，用电热板加热，加热过程中，不间断搅拌，温度在65-78℃时，加入15-20ml的50％Na2CO3溶液，搅拌30-50min，放置18-24h，得到纳米蒙脱土第二产物；
步骤三：将纳米蒙脱土第二产物，倒入离心机的离心管中，经过离心机离心沉降、去除上层清液、用水清洗、离心沉降步骤，直至得到一层半透明的土凝胶，即纳米蒙脱土第三产物；
步骤四：将纳米蒙脱土第三产物与水在烧杯中混合，用搅拌器搅拌，超声处理形成稳定的悬浮体系后，静置40-60min，得到纳米蒙脱土第四产物；
步骤五：将装有纳米蒙脱土第四产物的烧杯放到加热板上加热，当温度在60-80℃时，搅拌并加入插层剂，用搅拌器搅拌10-20min，超声处理30-50min，得到纳米蒙脱土第五产物；
步骤六：将纳米蒙脱土第五产物置于电热板上加热，温度为60-80℃时搅拌加入...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴磊，李汪洋，胡伟，周正发，任凤梅，张伟，孙晓华，徐凤锦，刘志强，王若愚，张德顺，郭浩，
申请(专利权)人：界首市天鸿新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34