一种低摩擦力聚丙烯膜层的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低摩擦力聚丙烯膜层的制备方法，属于聚丙烯包装材料技术领域。具体包括以下步骤：(1)将粘结层、芯层和热封层包含的组分分别混合均匀后于三台挤出机中分别进行熔融塑化，分别得到粘结层、芯层和热封层的熔融体；(2)通过熔融挤出机的三个挤出头采用三层共挤，流延到冷却辊上冷却成膜，且依次包括粘结层、芯层和热封层；热封层中包括：无规共聚聚丙烯，聚烯烃弹性体和爽滑剂；爽滑剂为以聚丙烯为载体的硅酮母粒或C12

【技术实现步骤摘要】
一种低摩擦力聚丙烯膜层的制备方法


[0001]本专利技术涉及聚丙烯包装材料
，更具体地说是涉及一种低摩擦力聚丙烯膜层的制备方法。

技术介绍

[0002]铝塑复合膜作为一种新兴的功能性薄膜，因具有良好的可封装、耐温、阻氧、防潮、抗穿刺和抗腐蚀等性能，已经被广泛的应用于锂离子电池包装领域。
[0003]铝塑复合膜一般由外层保护膜、外层粘合剂、铝箔、内层粘合剂和内层聚丙烯膜层组成，作为一种热封装材料，尤其是用于锂电池包装，对聚丙烯膜层的性能要求非常高，因此，聚丙烯膜层的配方和成型工艺设计就显得尤为重要。其中，在铝塑膜用于电池成型时，聚丙烯膜层和模具间的摩擦系数也需要相对稳定地控制，聚丙烯膜层表面的摩擦系数过高，将会导致铝塑膜冲坑深度达不到生产的要求，热封时聚丙烯薄膜间的热封效果也会不佳，从而影响铝塑复合膜的耐电解液性能。摩擦系数是对两个接触表面摩擦力的一种量度。在微观世界中，材料表面是凹凸不平的，当两种材料相互接触时，真正接触的只有凸处，凸处原子紧密接触，形成很强的相互作用力。当接触面发生相对移动时，这种作用力将被硬性剪切，两接触面凸处相互碰撞而发生断裂、磨损，形成对物体运动的阻碍，而平行于接触面、破坏凸处的剪切力，即为摩擦力。摩擦力包括静摩擦力和动摩擦力。静摩擦力是两接触表面在相对移动开始时的最大阻力，其与垂直于物体接触面的力之比就是静摩擦系数；动摩擦力是两接触表面以一定速度相对移动时的阻力，其与垂直于物体接触面的力之比就是动摩擦系数。
[0004]在已披露的专利和文献中对于聚丙烯膜层多添加酰胺类、二氧化硅等作为添加剂以降低摩擦系数，但是采用此类添加剂对产品的储存、使用环境温度有相对高的要求，当超过一定的温度时酰胺类的添加剂由于其分子特性的原因产生迁移造成摩擦系数变大，从而影响冲型加工。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术针对现有技术中存在的聚丙烯膜层中添加的添加剂的分子特性不够稳定，在温度过高时产生迁移使得摩擦系数变大，并从耐温性能、力学性能、耐电解液腐蚀性能、热封性能多方面综合考虑，提供了一种低摩擦力聚丙烯膜层的制备方法。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种低摩擦力聚丙烯膜层的制备方法，具体包括以下步骤：
[0008](1)将粘结层、芯层和热封层包含的组分分别混合均匀后于三台挤出机中分别进行熔融塑化，分别得到所述粘结层、所述芯层和所述热封层的熔融体；
[0009](2)通过熔融挤出机的三个挤出头采用三层共挤，流延到冷却辊上冷却成膜，且依次包括粘结层、芯层和热封层；
[0010]所述热封层中包括：无规共聚聚丙烯，聚烯烃弹性体和爽滑剂；
[0011]所述爽滑剂为以聚丙烯为载体的硅酮母粒或C12-22的氨基脂肪酸母粒或乙氧基化C12-18烷基胺母粒中的一种或多种的组合。
[0012]采用上述技术方案的有益效果：现有技术一般为了降低聚丙烯膜的摩擦系数，通常会加入芥酸酰胺、油酸酰胺等小分子量的爽滑剂，这类爽滑剂添加后虽然可以在一定程度上降低摩擦系数，但是在聚丙烯膜的储存或使用温度超过40℃时小分子量的爽滑剂容易挥发或迁移，使摩擦系数升高，从而降低铝塑膜的冲击深度。而本专利技术添加的以聚丙烯为载体的硅酮母粒或C12-22 的氨基脂肪酸母粒或乙氧基化C12-18烷基胺母粒的分子量比较大，因此，在高温条件下不容易挥发或迁移，并且本专利技术添加的爽滑剂还容易与聚丙烯融合，能够加速爽滑剂在热封层中的扩散，并且能够使爽滑剂的扩散均匀化，从而最大程度的避免高温导致的爽滑剂效能下降的问题。
[0013]优选的，所述热封层中无规共聚聚丙烯、聚烯烃弹性体和爽滑剂的质量比为(76-79)：(9-13)：(8-15)。
[0014]优选的，所述芯层由均聚聚丙烯、负载稀土盐的介孔材料和聚烯烃弹性体制成，且质量比为(60-75)：(15-20)：(10-20)。
[0015]优选的，所述介孔材料为介孔氧化硅、介孔氧化铝、介孔三氧化二铁中的任意一种或多种的组合；所述稀土盐为氯化镧、硝酸镧、氯化钐、硝酸钐中的任意一种或几种的组合。
[0016]采用上述技术方案的有益效果：芯层中加入负载稀土盐的介孔材料，可以提高聚丙烯薄膜层对氢氟酸中氟离子的捕获能力，以阻止氢氟酸穿过聚丙烯薄膜层，防止氢氟酸腐蚀内层粘合剂和铝箔，同时，该负载稀土盐的介孔材料还能改善聚丙烯薄膜的力学性能，提高聚丙烯薄膜的抗穿刺强度，从而综合提高了包含该聚丙烯薄膜的铝塑膜的使用安全性；制备方法时，直接将负载稀土盐的介孔材料与其他组分混合，然后使用现有的制备设备制备即可。
[0017]优选的，所述粘结层由无规共聚聚丙烯、马来酸酐改性聚丙烯和聚烯烃弹性体制成，且质量比为(55-60)：(25-35)：(5-20)。
[0018]采用上述技术方案的技术效果是：添加马来酸酐改性聚丙烯，具有高的反应活性，提高了聚丙烯薄膜与铝箔的粘结性，使得铝塑复合膜更耐电解液。
[0019]优选的，所述马来酸酐改性聚丙烯由以下步骤制备而成：
[0020]将聚丙烯与马来酸酐的混合物输入双螺杆挤出机，待其熔融后，将含有粘度调节剂、引发剂的苯乙烯溶液在双螺杆挤出机的不同螺筒段连续计量输入，进行融熔接枝反应，接枝反应完成后，最终得到所述马来酸酐改性聚丙烯；
[0021]可进一步的，所述粘度调节剂为阳离子聚丙烯酰胺和阳离子改性的2，6
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二叔丁基-4-乙基苯酚中的一种和两种的混合。
[0022]采用上述技术方案的技术效果是：通过引入辅助单体苯乙烯，通过苯乙烯稳定聚丙烯大分子自由基，以及苯乙烯与马来酸酐的交替共聚，既抑制聚丙烯的降解，提高马来酸酐的接枝率，采用阳离子型大分子粘度调节剂本身具有抗氧化的作用，同时因为其分子量较大，分子链较长，起到很好的空间阻隔效果，使得接枝后的聚丙烯在融熔状态下具有很好的流动性。
[0023]优选的，所述聚丙烯、所述马来酸酐、所述粘度调节剂、所述引发剂、所述苯乙烯的质量比为：(90-100)：(5-10)：(0.5-1.0)：(0.5-1.0)： (10-20)。
[0024]优选的，所述聚烯烃弹性体为丙烯基弹性体、乙烯基弹性体、乙烯-丙烯酸共聚物、橡胶改性聚丙烯聚合物的其中一种或两种。
[0025]优选的，所述聚丙烯膜层的厚度为30-60μm，且所述粘结层、所述芯层和所述热封层的厚度比为(1-3)：(2-8)：(1-3)。
[0026]本专利技术还进一步提供了上述的低摩擦力聚丙烯膜层的制备方法制备而成的低摩擦力聚丙烯膜层。
[0027]与现有技术相比，本专利技术提供的聚丙烯膜层具有较低的摩擦系数，以及较高的耐腐蚀性能、阻隔性能和抗穿刺性能；使用本专利技术提供的聚丙烯膜层制备的锂电池使用安全性高、寿命长。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低摩擦力聚丙烯膜层的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)将粘结层、芯层和热封层包含的组分分别混合均匀后于三台挤出机中分别进行熔融塑化，分别得到所述粘结层、所述芯层和所述热封层的熔融体；(2)通过熔融挤出机的三个挤出头采用三层共挤，流延到冷却辊上冷却成膜，且依次包括粘结层、芯层和热封层；所述热封层中包括：无规共聚聚丙烯，聚烯烃弹性体和爽滑剂；所述爽滑剂为以聚丙烯为载体的硅酮母粒或C12-22的氨基脂肪酸母粒或乙氧基化C12-18烷基胺母粒中的一种或多种的组合。2.根据权利要求1所述的一种低摩擦力聚丙烯膜层的制备方法，其特征在于，所述热封层中无规共聚聚丙烯、聚烯烃弹性体和爽滑剂的质量比为(76-79)：(9-13)：(8-15)。3.根据权利要求1所述的一种低摩擦力聚丙烯膜层的制备方法，其特征在于，所述芯层由均聚聚丙烯、负载稀土盐的介孔材料和聚烯烃弹性体制成，且质量比为(60-75)：(15-20)：(10-20)。4.根据权利要求3所述的一种低摩擦力聚丙烯膜层的制备方法，其特征在于，所述介孔材料为介孔氧化硅、介孔氧化铝、介孔三氧化二铁中的任意一种或多种的组合；所述稀土盐为氯化镧、硝酸镧、氯化钐、硝酸钐中的任意一种或几种的组合。5.根据权利要求1所述的一种低摩擦力聚丙烯膜层的制备方法，其特征在于，所述粘结层由无规共聚聚丙烯、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王桂彬，陈汉城，林杰生，熊泽民，
申请(专利权)人：广东安德力新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：