一种微孔薄膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种微孔薄膜及其制备方法和应用。所述微孔薄膜的制备原料包括如下重量份数的组分：聚四氟乙烯烧结料100份和填料5～20份；所述聚四氟乙烯烧结料由聚四氟乙烯预烧结得到。所述制备方法包括如下步骤：将聚四氟乙烯烧结料和填料混合后，经模压、烧结、冷却、车削，得到所述微孔薄膜。本发明专利技术提供的具有较好的透气性能和较好的力学性能，在气流冲击下可裂解，具有泄压能力，可作为防水透气膜或者用作汽车电池包防爆阀用薄膜。作汽车电池包防爆阀用薄膜。作汽车电池包防爆阀用薄膜。

【技术实现步骤摘要】
一种微孔薄膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于新能源汽车电池包材料
，具体涉及一种微孔薄膜及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着新能源汽车的迅速普及，电池包安全越来越受到人们的关注。目前的电池模组内装有大量的化学物质，在充放电和工作的过程中可能产生大量气体，同时电池工作时温度的升高也会导致压力的积聚，如果这些压力得不到及时的平衡和释放，会造成壳体变形甚至爆炸等；同时环境中的水汽、灰尘、油污、颗粒等也会对密封电池包内部的电子元器件造成损伤，严重影响电池包可靠性。
[0003]电池包防爆阀是一种汽车零部件配件，其目的在于维持电池包内外气压平衡、阻隔液体油污灰尘进入电池包壳体并在电池发生热失控时及时泄压。防爆阀用薄膜是整个产品核心组件，起到快速透气平衡内外压差、阻隔灰尘油污和参与防爆泄压的功能。除以上功能外，防爆阀薄膜需要耐受化学试剂、高低温、紫外线等等，以提高防爆阀在苛刻环境中的可靠性。
[0004]目前主流电池包防爆阀主要采用的防水透气材料是PTFE(聚四氟乙烯)微孔膜，基于单、双向拉伸工艺或使用致孔剂的模压烧结工艺生产得到，然后由此工艺制备得到的PTFE微孔膜中可能存在致孔剂与PTFE聚合物混合不均，导致PTFE微孔膜中空隙位置不均匀，且难以同时具有较好的力学性能、透气性能和耐水压性能。
[0005]最为重要的是，由此所得到的防水透气膜在紧急状况(例如热失控)时无法快速泄压，通常需要借助其他辅助结构才能实现快速泄压的目的。防爆阀中这些辅助快速泄压的组件结构复杂，大大增加了防爆阀成本。因此，如何通过薄膜配方和工艺的调整，得到在高压可自行裂解泄压的防水透气膜膜片或防水透气膜产品，已成为目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种微孔薄膜及其制备方法和应用。本专利技术中通过对微孔薄膜制备原料的设计，并通过特定的工艺方法，制备得到的微孔薄膜具有较好的透气性能和较好的力学性能，在气流冲击下可裂解，具有泄压能力，作为防水透气膜或者用作汽车电池包防爆阀用薄膜。
[0007]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术提供一种微孔薄膜，所述微孔薄膜的制备原料包括如下重量份数的组分：聚四氟乙烯烧结料100份和填料5～20份；
[0009]所述聚四氟乙烯烧结料由聚四氟乙烯预烧结得到。
[0010]现有技术中，常常采用聚四氟乙烯树脂和聚四氟乙烯烧结料作为制备原料制备薄膜，但是由于聚四氟乙烯树脂和烧结料的熔融性很好，由此制备的薄膜的冲破压力较高，无
法自行裂解，达到快速泄压的目的，无法用作汽车电池包防爆阀用薄膜。
[0011]本专利技术中通过对微孔薄膜制备原料的设计，直接采用聚四氟乙烯烧结料和填料作为微孔薄膜的制备原料，制备得到的微孔薄膜具有较好的透气性能和较好的力学性能，在气流冲击下可裂解，具有泄压能力，作为防水透气膜或者用作汽车电池包防爆阀用薄膜。且本专利技术中，通过对微孔薄膜制备原料的设计和制备工艺的设计，使得微孔薄膜的透气性能力学性能可相对独立进行调整，进而可制备得到性能优异的微孔薄膜。
[0012]本专利技术中，所述聚四氟乙烯烧结料仅由聚四氟乙烯与烧结得到，且所述微孔薄膜的制备原料中不含聚四氟乙烯树脂。
[0013]本专利技术中，所述微孔薄膜的制备原料中，所述填料的重量份数可以是5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份或20份等。
[0014]以下作为本专利技术的优选技术方案，但不作为对本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本专利技术的目的和有益效果。
[0015]作为本专利技术的优选技术方案，所述聚四氟乙烯的第一熔点为340～350℃，例如可以是340℃、341℃、342℃、343℃、344℃、345℃、346℃、347℃、348℃、349℃或350℃等。
[0016]优选地，所述聚四氟乙烯烧的第二熔点为320～330℃，例如可以是320℃、321℃、322℃、323℃、324℃、325℃、326℃、327℃、328℃、329℃或330℃等。
[0017]优选地，所述聚四氟乙烯烧结料的结晶度≤85％(例如可以是15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％或85％等)，进一步优选为20～70％。
[0018]优选地，所述聚四氟乙烯烧结料的D
50
粒径为50～150μm，例如可以是50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、170μm或150μm等；
[0019]且所述聚四氟乙烯烧结料的D
10
粒径≥30μm(例如可以是30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm或70μm等)，进一步优选为30～60μm；
[0020]所述聚四氟乙烯烧结料的D
90
粒径≤200μm(例如可以是150μm、155μm、160μm、165μm、170μm、175μm、180μm、185μm、190μm、195μm或200μm等)，进一步优选为160～190μm。
[0021]本专利技术中，聚四氟乙烯烧结料的粒径大小对微孔薄膜的透气性能、耐水压以及冲破压力具有决定性的影响。若聚四氟乙烯烧结料中大粒径粒子越多(本专利技术中可视为D
50
粒径过大)，粒子间结合面减少，间隙变大，导致微孔薄膜的透气性能较好，但是其耐水压力较低，冲破压力也较低；反之若聚四氟乙烯烧结料中小粒径部分越多(本专利技术中可视为D
50
粒径过小)，粒子间结合面增加，间隙变小，导致微孔薄膜的耐水压力较好，冲破压力也越高，但是其透气性能较差。
[0022]作为本专利技术的优选技术方案，所述聚四氟乙烯烧结料的采用如下方法制备得到，所述方法包括如下步骤：
[0023]将聚四氟乙烯树脂预烧结后，粉碎，得到所述聚四氟乙烯烧结料。
[0024]优选地，所述预烧结的温度为350～400℃(例如可以是350℃、355℃、360℃、365℃、370℃、375℃、380℃、385℃、390℃、395℃或400℃等)，进一步优选为385～400℃。
[0025]优选地，所述预烧结的时间2～10h(例如可以是2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h或10h等)，进一步优选为6～10h。
[0026]优选地，所述粉碎的方法包括干磨、水磨或气磨中的任意一种或至少两种的组合。
[0027]优选地，所述粉碎后还包括筛分的步骤。
[0028]作为本专利技术的优选技术方案，所述微孔薄膜的制备原料中填料的重量份数为10～15份，例如可以是10份、11份、12份、13份、14份或15份等。
[0029]优选地，所述填料包括无机纳米填料和/或可熔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微孔薄膜，其特征在于，所述微孔薄膜的制备原料包括如下重量份数的组分：聚四氟乙烯烧结料100份和填料5～20份；所述聚四氟乙烯烧结料由聚四氟乙烯预烧结得到。2.根据权利要求1所述的微孔薄膜，其特征在于，所述聚四氟乙烯的第一熔点为340～350℃；优选地，所述聚四氟乙烯的第二熔点为320～330℃；优选地，所述聚四氟乙烯烧结料的结晶度≤85％，进一步优选为20～70％；优选地，所述聚四氟乙烯烧结料的D
50
粒径为50～150μm；且所述聚四氟乙烯烧结料的D
10
粒径≥30μm，进一步优选为30～60μm；所述聚四氟乙烯烧结料的D
90
粒径≤200μm，进一步优选为160～190μm。3.根据权利要求1或2所述的微孔薄膜，其特征在于，所述聚四氟乙烯烧结料的采用如下方法制备得到，所述方法包括如下步骤：将聚四氟乙烯树脂预烧结后，粉碎，得到所述聚四氟乙烯烧结料；优选地，所述预烧结的温度为350～400℃，进一步优选为385～400℃；优选地，所述预烧结的时间2～10h，进一步优选为6～10h；优选地，所述粉碎的方法包括干磨、水磨或气磨中的任意一种或至少两种的组合。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的微孔薄膜，其特征在于，所述微孔薄膜的制备原料中填料的重量份数为10～15份；优选地，所述填料包括无机纳米填料和/或可熔融含氟聚合物填料；优选地，所述无机纳米填料选自二氧化硅、石墨、二氧化钛、炭黑或氧化铝中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述可熔融含氟聚合物填料选自聚偏氟乙烯填料、氟化乙烯丙烯共聚物填料或可溶性聚四氟乙烯填料中的任意一种或至少两种的组合。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张欢，王雅苓，朱爱军，罗松，
申请(专利权)人：深圳市富程威科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：