一种改性聚丙烯膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种改性聚丙烯膜及其制备方法和应用。所述改性聚丙烯膜的制备原料包括改性聚丙烯；所述改性聚丙烯的改性剂包括萜烯醇；所述制备方法包括如下步骤：(1)将改性聚丙烯膜的制备原料熔融、过滤、挤出，得到熔融料；(2)将步骤(1)得到的熔融料流延到铸片辊上，冷却成型后，进行双向拉伸，得到所述改性聚丙烯膜。本发明专利技术中通过选用特定改性剂制备得到了改性聚丙烯，并以此改性聚丙烯为制备原料，制备得到了性能优异的改性聚丙烯膜，使其适用作复合集流体基膜。合集流体基膜。合集流体基膜。

【技术实现步骤摘要】
一种改性聚丙烯膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于高分子聚合物膜
，具体涉及一种改性聚丙烯膜及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]目前，基于高分子聚合物膜的复合集流体得到新能源行业的广泛关注和应用。该复合集流体的制备过程通常为：采用物理气相沉积(PVD)的方法在高分子薄膜(如聚丙烯、聚乙烯、聚酯类等)上沉积一层金属(铝、铜等)材料。制备出的具备一定导电能力的表面金属化的薄膜即为复合集流体。相比传统的集流体，基于高分子聚合物膜的复合集流体具备成本低、质量轻、内部绝缘性好等特点。这些特点使得复合集流体在电池中应用时能够降低电池的成本、并提升电池的能量密度及安全性。
[0003]在众多基于高分子聚合物膜的复合集流体中，基于聚丙烯膜的复合集流体较为常见。然而，以传统聚丙烯膜为基膜制备复合集流体过程中，存在如下问题：
①
由于聚丙烯膜自身材料极性较弱，导致其表面张力较低，低表面张力的聚丙烯膜与高表面张力的金属层之间的亲合力较差，从而引发二者界面之间的附着力较低，结合不牢固，即存在聚丙烯膜表面粘附性能差的问题。
②
聚丙烯膜的介电常数为2.1，介电常数较低，导致以聚丙烯膜为基膜采用物理气相沉积法制备复合集流体的过程中聚丙烯膜易被局部较高的静电电压击穿，从而产生孔洞缺陷。
[0004]因此，针对传统聚丙烯膜存在的上述问题，并为了制备出高性能的复合集流体，有必要开发一种改性的聚丙烯膜。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种改性聚丙烯膜及其制备方法和应用。本专利技术中通过选用特定改性剂制备得到了改性聚丙烯，并以此改性聚丙烯为制备原料，制备得到了性能优异的改性聚丙烯膜，使其适用作复合集流体基膜。
[0006]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种改性聚丙烯膜，所述改性聚丙烯膜的制备原料包括改性聚丙烯；
[0008]所述改性聚丙烯的改性剂包括萜烯醇。
[0009]本专利技术中，通过选用特定改性剂的制备得到改性聚丙烯，并以此改性聚丙烯为制备原料，制备得到了性能优异的改性聚丙烯膜，使其适用作复合集流体基膜。
[0010]本专利技术中，一方面利用萜烯醇分子中的羟基，提升制备的改性聚丙烯膜的表面张力，且萜烯醇分子具有共轭结构，可与金属原子形成电子共轭体系，表面张力的提升及共轭结构的形成共同促进金属原子与改性聚丙烯膜之间的作用力，进而提升制备的复合集流体中基膜与金属层的粘结力；另一方面，萜烯醇改性的聚丙烯的介电常数高于聚丙烯，在改性聚丙烯膜的制备原料中引入萜烯醇改性的聚丙烯可提升改性聚丙烯膜的介电常数，进而解
决物理气相沉积过程中聚丙烯膜被击穿而产生的孔洞问题。
[0011]本专利技术中，通过在改性聚丙烯膜中引入极性官能团和共轭结构，提高了改性聚丙烯膜的介电常数。
[0012]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。
[0013]作为本专利技术的优选技术方案，所述改性聚丙烯中萜烯醇的接枝率≥0.05％(例如可以是0.05％、0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％等)，优选为0.05％
‑
10％。
[0014]本专利技术中，接枝率为接枝到聚丙烯上的萜烯醇单体的质量与接枝后的聚丙烯的质量比。
[0015]本专利技术中，通过控制改性聚丙烯中萜烯醇的接枝率在特定的范围内，提升了改性聚丙烯膜的性能，使其具有较高的介电常数和较高的力学性能。若改性聚丙烯中萜烯醇的接枝率过低，对于制备的聚丙烯膜的性能提升有限；若改性聚丙烯中萜烯醇的接枝率过高，过高的接枝率的改性聚丙烯会影响拉伸过程中聚丙烯高分子的取向及结晶，从而导致制备的改性聚丙烯膜的拉伸强度降低。
[0016]优选地，所述萜烯醇包括4
‑
萜烯醇、α
‑
萜品醇、香芹醇、薰衣草醇、橙花醇、香叶醇中的任意一种或至少两种的组合。
[0017]本专利技术中，所述改性聚丙烯的制备方法包括如下步骤：
[0018]用氮气充分置换并干燥反应釜，然后向反应釜中加入混合均匀的萜烯醇、聚丙烯、有机溶剂及催化剂，然后在氮气氛围下，升温至60
‑
100℃，反应2
‑
24h，然后降温至室温，将混合料液用氮气从反应釜中排出，经过滤、清洗、干燥，得到改性聚丙烯；
[0019]优选地，所述有机溶剂选自C6
‑
C20的烷烃溶剂(例如可以是C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17、C18、C19或C20等)，进一步选自正己烷。
[0020]优选地，所述催化剂选自Ziegler
‑
Natta催化剂、DQC催化剂或HR催化剂中的任意一种。
[0021]需要说明的是，本专利技术中对于催化剂的购买厂家没有任何特殊的限制，示例性地包括：HR催化剂购自中国石化催化剂有限公司。
[0022]其中，加入的萜烯醇的质量为0.50
‑
150g、聚丙烯的质量为890.0
‑
999.5g、有机溶剂的体积为800
‑
2000mL、催化剂的质量为10
‑
50g。
[0023]本专利技术中，加入的萜烯醇的质量可以是0.50g、1.00g、2.00g、5.00g、10.0g、20.0g、40.0g、60.0g、80.0g、100g、120g、135g或150g等。
[0024]所述聚丙烯的质量可以是890.0g、900.0g、910.0g、920.0g、930.0g、940.0g、950.0g、960.0g、970.0g、980.0g、990.0g或999.5g等。
[0025]所述有机溶剂的体积可以是800mL、900mL、1000mL、1100mL、1200mL、1300mL、1400mL、1500mL、1600mL、1700mL、1800mL、1900mL或2000mL等。
[0026]所述催化剂的质量可以是10g、15g、20g、25g、30g、35g、40g、45g或50g等。
[0027]上述制备改性聚丙烯的反应温度可以是60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃或100℃等，反应时间可以是2h、4h、6h、8h、10h、12h、14h、16h、18h、20h、22h或24h等。
[0028]作为本专利技术的优选技术方案，所述改性聚丙烯中聚丙烯的熔融指数为3.0
‑
4.0g/
10min，例如可以是3.0g/10min、3.1g/10min、3.2g/10min、3.3g/10min、3.4g/10min、3.5g/10min、3.6g/10min、3.7g/10min、3.8g/10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性聚丙烯膜，其特征在于，所述改性聚丙烯膜的制备原料包括改性聚丙烯；所述改性聚丙烯的改性剂包括萜烯醇。2.根据权利要求1所述的改性聚丙烯膜，其特征在于，所述改性聚丙烯中萜烯醇的接枝率≥0.05％。3.根据权利要求1所述的改性聚丙烯膜，其特征在于，所述萜烯醇包括4
‑
萜烯醇、α
‑
萜品醇、香芹醇、薰衣草醇、橙花醇、香叶醇中的任意一种或至少两种的组合。4.根据权利要求1所述的改性聚丙烯膜，其特征在于，所述改性聚丙烯中聚丙烯的熔融指数为3.0
‑
4.0g/10min。5.根据权利要求1所述的改性聚丙烯膜，其特征在于，所述改性聚丙烯中聚丙烯的分子量分布为4.5
‑
5.5。6.根据权利要求1所述的改性聚丙烯膜，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱中亚，王帅，夏建中，李学法，张国平，
申请(专利权)人：江阴纳力新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：