一种用于制备聚乙烯微孔膜的粉料、合成方法及应用技术

本发明专利技术属于有机合成技术领域，公开了一种用于制备聚乙烯微孔膜的粉料、合成方法及应用，粉料每100重量份中至少包括两种组分：聚乙烯组分A为1

【技术实现步骤摘要】
一种用于制备聚乙烯微孔膜的粉料、合成方法及应用


[0001]本专利技术属于有机合成
，具体地说是涉及一种用于制备聚乙烯微孔膜的粉料、合成方法及应用。

技术介绍

[0002]隔膜是锂离子二次电池的重要组成部分，主要起着阻隔正、负极防止其接触而导致电池内部短路，同时允许电解质离子顺利通过的作用，虽然，其本身并不参与电池的电化学反应，但其结构和性能对电池的性能具有重要影响。目前聚烯烃隔膜是商业化最成功的锂离子二次电池隔膜。
[0003]随着对锂离子电池安全性方面要求的不断提高，单纯依靠聚乙烯材料无法满足对安全性高要求的动力锂离子电池。目前国际上主要是通过开发聚乙烯复合隔膜技术来加以改善和提高。典型的技术有开发多层复合聚合物隔膜，如PP/PE/PP三层隔膜，主要针对热闭孔并同时维持尺寸稳定的目标，在温度升高时PE层首先熔断，而PP层可以保持尺寸的完整性。通常PE熔点为135℃，PP为165℃，因此，从闭孔到隔膜破坏仍有几十摄氏度的温度空间以保证电池安全地停止工作。另一种方案是采用改性或修饰的方法提高在高工作温度下隔膜的耐热性和尺寸稳定性，如涂覆具有突出热稳定性的陶瓷涂层可以对电池提供更好的安全保障。
[0004]然而在一些场合下，采用聚乙烯制造的隔膜，其熔点为130-140℃，存在关闭温度过高，有可能导致对人员的烧烫伤的危险。
[0005]因此，仍然需要开发一种聚乙烯树脂，其可以使得聚乙烯隔膜具有更低关闭温度，从而提高电池在使用过程中的安全性。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于制备聚乙烯微孔膜的粉料、合成方法及应用。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0008]一种用于制备聚乙烯微孔膜的粉料，该粉料每100重量份中至少包括以下两种组分：
[0009]聚乙烯组分A为1-95质量份，聚乙烯组分B为5-99质量份；
[0010]其中聚乙烯组分A为粘均分子量30万-500万，平均粒径为70微米～250微米，熔点不低于133℃的均聚或共聚聚乙烯；
[0011]聚乙烯B为粘均分子量10万-150万，平均粒径为100微米-1000微米，熔点不高于125℃的均聚或共聚聚乙烯。
[0012]优选的，包括如下步骤：
[0013](1)在有机溶剂和助催化剂存在下，将乙烯单体、一种或多种α-烯烃共聚单体和主催化剂在反应温度60～90℃、反应压力为0.1MPa～4.0MPa，H2/C2为0-0.5V％条件下接触并
反应得聚乙烯粉料组分A；
[0014](2)在助催化剂存在的条件下，将乙烯单体、一种或多种、共聚单体和主催化剂在反应温度为50～90℃、反应压力为0.4～1.5MPa条件下接触并反应得聚乙烯粉料组分B；
[0015](3)将聚乙烯粉料组分A、聚乙烯粉料组分B、以及其它组分通过掺混均化而得到所述的用于制备聚乙烯微孔膜的粉料；
[0016]前述所述的助催化剂选自三甲基铝、三乙基铝、三异丁基铝、二甲基氯化铝、二乙基氯化铝、二异丁基氯化铝、乙基二氯化铝或甲基二氯化铝中的一种或多种；
[0017]前述所述的主催化剂选自负载后的齐格勒-纳塔催化剂和/或负载后的茂金属催化剂；
[0018]前述所述有机溶剂选自C3～C9饱和烷烃；
[0019]前述所述的共聚单体选自C3-C20的α-烯烃，步骤(1)所述的共聚单体含量不高于0.5mol％，步骤(2)所述的共聚单体含量不高于2mol％；
[0020]前述所述的步骤(3)中的其他组分选自硬脂酸钙和抗氧剂。如抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂168。抗氧剂1010化学名为：四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；抗氧剂168为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。
[0021]前述所述的用于制备聚乙烯微孔膜的粉料的合成方法，包括如下步骤：
[0022](1)在有机溶剂和助催化剂存在下，将乙烯单体、一种或多种共聚单体和主催化剂在反应温度60～90℃、反应压力为0.1MPa～4.0MPa，H2/C2为0-0.5V％条件下接触并反应得聚乙烯粉料组分A；
[0023](2)将步骤(1)聚合得到的聚乙烯粉料组分A淤浆悬浮液闪蒸除去小分子单体和氢气组分，后送至离心分离机进行固液分离；
[0024](3)在步骤(2)中的固体产物存在的前提下，加入助催化剂，将乙烯单体、一种或多种α-烯烃共聚单体和主催化剂在反应温度为50～90℃、反应压力为0.4～1.5MPa条件下接触并反应；
[0025](4)将步骤(3)所得到的聚合产物经过脱气，冷却后，加入其它组分通过掺混均化而得到所述的用于制备聚乙烯微孔膜的粉料；
[0026]前述所述的助催化剂选自三甲基铝、三乙基铝、三异丁基铝、二甲基氯化铝、二乙基氯化铝、二异丁基氯化铝、乙基二氯化铝或甲基二氯化铝中的一种或多种；
[0027]前述所述的主催化剂选自负载后的齐格勒-纳塔催化剂和/或负载后的茂金属催化剂；
[0028]前述所述有机溶剂选自C3～C9饱和烷烃；
[0029]前述所述的共聚单体选自C3-C20的α-烯烃，步骤(1)所述的共聚单体含量不高于0.5mol％，步骤(2)所述的共聚单体含量不高于2mol％；
[0030]前述所述的步骤(4)中的其他组分选自硬脂酸钙和抗氧剂。
[0031]优选的，所述的α-烯烃选自丙烯、丁烯-1、己烯-1、辛烯-1、癸烯-1、降冰片烯中的一种或多种。
[0032]优选的，所述的有机溶剂选自丙烷、丁烷、异丁烷、戊烷、己烷、环己烷、庚烷或辛烷。
[0033]一种聚乙烯微孔膜的制备方法，包括：
[0034]将前述所述的聚乙烯粉料、稀释剂、抗氧剂进行高温混合溶解得到聚乙烯溶液，将聚乙烯溶液挤出、成型得到聚乙烯微孔膜；
[0035]所述的聚乙烯粉料和稀释剂质量比选自：10:90～80:20。
[0036]优选的，所述的稀释剂选自矿物油、石蜡油、煤油、大豆油、C6-15烷烃、C8-15脂族羧酸、C8-15脂族羧酸C1-4烷酯。
[0037]前述所述的成型步骤，按照常规的微孔膜成型方法成型即可，比如可以包括：将所述的聚乙烯溶液通过狭缝口模，经激冷辊冷却得到的聚乙烯溶液片材，以及在纵向和横向进行双轴拉伸得到拉伸膜片，并经过萃取溶剂萃取出拉伸膜片中的稀释剂，再进一步加热将萃取溶剂挥发得到多孔膜。
[0038]前述所述的聚乙烯微孔膜，成型后还包括如下步骤：(1)电晕处理；(2)表面亲水改性(3)表面涂覆陶瓷涂层或者聚合物涂层处理.
[0039]前述所述的聚乙烯粉料在锂离子二次电池隔膜、高强度长寿命渗透膜、净化膜和过滤膜中的应用。
[0040]有益效果：
[0041]本专利技术粉料组合物包含有高/低熔点两个组分的聚乙烯原料，具有制备方法简单，材料分子量和分子量分布可自由调节，成型加工性能良好，成型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于制备聚乙烯微孔膜的粉料，该粉料每100重量份中至少包括以下两种组分：聚乙烯组分A为1-95质量份，聚乙烯组分B为5-99质量份；其中聚乙烯组分A为粘均分子量30万-500万，平均粒径为70微米～250微米，熔点不低于133℃的均聚或共聚聚乙烯；聚乙烯B为粘均分子量10万-150万，平均粒径为100微米-1000微米，熔点不高于125℃的均聚或共聚聚乙烯。2.权利要求1所述的用于制备聚乙烯微孔膜的粉料的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)在有机溶剂和助催化剂存在下，将乙烯单体、一种或多种α-烯烃共聚单体和主催化剂在反应温度60～90℃、反应压力为0.1MPa～4.0MPa，H2/C2为0-0.5V％条件下接触并反应得聚乙烯粉料组分A；(2)在助催化剂存在的条件下，将乙烯单体、一种或多种、共聚单体和主催化剂在反应温度为50～90℃、反应压力为0.4～1.5MPa条件下接触并反应得聚乙烯粉料组分B；(3)将聚乙烯粉料组分A、聚乙烯粉料组分B、以及其它组分通过掺混均化而得到所述的用于制备聚乙烯微孔膜的粉料；前述所述的助催化剂选自三甲基铝、三乙基铝、三异丁基铝、二甲基氯化铝、二乙基氯化铝、二异丁基氯化铝、乙基二氯化铝或甲基二氯化铝中的一种或多种；前述所述的主催化剂选自负载后的齐格勒-纳塔催化剂和/或负载后的茂金属催化剂；前述所述有机溶剂选自C3～C9饱和烷烃；前述所述的共聚单体选自C3-C20的α-烯烃，步骤(1)所述的共聚单体含量不高于0.5mol％，步骤(2)所述的共聚单体含量不高于2mol％；前述所述的步骤(3)中的其他组分选自硬脂酸钙和抗氧剂。3.权利要求1所述的用于制备聚乙烯微孔膜的粉料的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)在有机溶剂和助催化剂存在下，将乙烯单体、一种或多种共聚单体和主催化剂在反应温度60～90℃、反应压力为0.1MPa～4.0MPa，H2/C2为0-0.5V％条件下接触并反应得...

【专利技术属性】
技术研发人员：应丽英，左胜武，刁品云，袁小亮，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：