一种能够快速湿法成型的微孔膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及锂电池隔膜技术领域，尤其涉及一种能够快速湿法成型的微孔膜，由重量百分比为10％～40％的聚合物粉料和重量百分比为90％～60％的LP制得；聚合物粉料包括以下重量份的原料：PE粉100份、熔点在100～200℃或粘流温度在100～200℃的极性聚合物2～10份；聚合物粉料还包括用量为极性聚合物质量的10～30％相容剂PE

【技术实现步骤摘要】
一种能够快速湿法成型的微孔膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及锂电池隔膜
，尤其涉及一种能够快速湿法成型的微孔膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]商业化的聚乙烯(PE)微孔膜一般是由超高分子量聚乙烯(UHMWPE)和/或高密度聚乙烯(HDPE)通过湿法成型工艺生产，具有耐化学腐蚀、机械性能优和生产成本低等突出的优点，广泛应用于服装、污水处理、医疗用品和电池隔膜等领域。在当前新能源行业飞速发展的形势下，作为锂电池关键部件之一的PE微孔隔膜日益凸显出产能不足的问题，市场的激烈竞争也要求PE微孔膜的生产厂家不断提高生产效率，降低生产成本。
[0003]PE微孔膜的湿法成型工艺包括PE/致孔剂液体石蜡(LP)的熔融挤出、铸片、纵向拉伸、横向拉伸、萃取和热处理等工序。其中，铸片是熔体从机头挤出后经历的第一道工序，其目的是使高温熔体迅速冷却定型并发生固
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液相分离形成凝胶膜片(铸片)。熔体
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铸片的定型和相分离应尽可能地快，否则会造成膜片表面不平整、贴辊不良、拉伸断膜等一系列问题，导致生产速度和产品外观质量降低。因此，想要加快PE微孔膜的生产，必须提高熔体
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铸片的定型和相分离速率。
[0004]根据热致相分离的原理，很容易想到通过提高散热速率来加快熔体
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铸片的定型和相分离过程，如降低铸片辊循环冷却水的温度、增大冷却水的流量和使用风刀等。自日本旭化成公司在1980年专利技术PE微孔膜的湿法成型技术以来，经过四十余年的发展，上述对铸片温度和设备的综合优化已经做到了极致，但为了进一步提高湿法成型PE微孔膜的生产速度，熔体
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铸片的定型和相分离过程还需进一步加快。
[0005]因此，我们提出了一种能够快速湿法成型的微孔膜及其制备方法用于解决上述问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种能够快速湿法成型的微孔膜及其制备方法。
[0007]本专利技术提高熔体
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铸片定型和相分离速率的原理是降低聚合物原料与致孔剂LP的相容性，方法是向非极性的PE/LP体系中加入少量极性聚合物。LP和PE同为非极性分子，具有相似的化学结构，因此，在高温的挤出机中，PE熔体能够完全溶解在LP中，形成均相的溶液。由于LP与PE的相容性很好，所以，在挤出铸片时PE/LP溶液需要降温到较低的温度才能析出PE固体，使溶液/熔体定型和相分离。而极性聚合物与LP的相容性不如PE那样好，容易在较高的温度下就与LP发生相分离，协同PE一起凝固定型，从而加快整体熔体
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铸片的定型和相分离过程。
[0008]一种能够快速湿法成型的微孔膜，由重量百分比为10％～40％的聚合物粉料和重量百分比为90％～60％的LP制得；
[0009]所述聚合物粉料包括以下重量份的原料：
[0010]PE粉100份、熔点在100～200℃或粘流温度在100～200℃的极性聚合物2～10份。
[0011]优选的，所述聚合物粉料还包括用量为极性聚合物质量的10～30％相容剂PE
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MAH。
[0012]优选的，所述PE粉料的重均分子量为50～200万。
[0013]优选的，极性聚合物为聚甲醛、聚甲基丙烯酸甲酯、聚间苯二甲酸丁二酯、聚邻苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸癸二酯、聚乳酸、ABS树脂、尼龙99、三元尼龙、聚偏氟乙烯和四氟乙烯
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乙烯共聚物中的一种。
[0014]一种能够快速湿法成型的微孔膜及其制备方法，包括以下步骤：
[0015]S1、将制备权利要求1或2所述的聚合物粉料的组分加入搅拌釜中，充分搅拌混合，得聚合物粉料；
[0016]S2、将聚合物粉料和LP喂入双螺杆挤出机，熔体经模头挤出流延至铸片辊，冷却定型得凝胶片；
[0017]S3、对凝胶片依次进行纵向拉伸和横向拉伸，得凝胶膜；
[0018]S4、将凝胶膜浸入萃取槽中洗去LP，干燥得到微孔膜；
[0019]S5、将萃取、干燥后的微孔膜进行热定型处理，收卷得到成品。
[0020]优选的，S1步骤中，搅拌速度为300～500rpm，混合时间为15～30min，混合温度为室温。
[0021]优选的，S2步骤中，喂料方式为同步喂料，聚合物粉和LP分别经不同喂料口喂入挤出机，挤出机的螺杆转速为60～120rpm，挤出温度为160～220℃；铸片辊线速度为5～8m/s，温度为12～20℃。
[0022]优选的，S2步骤中，喂料方式为混合喂料，聚合物粉和LP先在釜内进行搅拌预混合后再一起喂入挤出机，粉、油预混时的搅拌速度为200～400rpm，混合时间为20～30min，预混合温度为30～50℃；挤出机的螺杆转速为60～120rpm，挤出温度为160～220℃；铸片辊线速度为5～8m/s，温度为12～20℃。
[0023]优选的，S3步骤中，纵向拉伸的温度为105～120℃，拉伸比率为5～8；横向拉伸的温度为90～125℃，拉伸比率为8～12。
[0024]优选的，S4步骤中，萃取剂为二氯甲烷，温度为15～25℃，萃取时间为1～3min；干燥温度为25～40℃，干燥时间为30～60s。
[0025]优选的，S5步骤中，热定型的温度为120～140℃，时间为20～40s；在热定型时进行少量的横向拉伸，拉伸比率为1.2～1.8。
[0026]本专利技术的有益效果是：
[0027]本专利技术通过向非极性的PE熔体/LP体系中添加少量的极性聚合物，加快了流延膜的定型和相分离过程，从而提高了湿法成型PE微孔膜的生产速度，有利于提高PE微孔膜的生产效率，降低生产成本。
具体实施方式
[0028]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步解说。
[0029]实施例一：
[0030]一种能够快速湿法成型的微孔膜及其制备方法，包括以下步骤：
[0031]S1、将100份(质量份，下同)分子量为50万的PE与2份聚甲醛及0.2份PE
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MAH在室温下搅拌混合均匀，搅拌速度是300rpm，搅拌时间是15min。
[0032]S2、将混合粉料和LP同步喂入双螺杆挤出机，进行挤出铸片。其中，聚合物粉料与LP的质量比是40:60，螺杆转速是60rpm，挤出机的温度是160～220℃；铸片辊的温度是12℃，铸片辊线速度是5m/min。
[0033]S3、将铸片依次进行纵向拉伸和横向拉伸。其中，纵向拉伸的温度为105℃，拉伸比率为5；横向拉伸的温度为90℃，拉伸比率为9。
[0034]S4、将双向拉伸后的凝胶膜浸入二氯甲烷萃取槽中洗去LP，干燥得到微孔膜。其中，二氯甲烷的温度为15℃，萃取时间为1min；干燥温度为25℃，干燥时间为60s。
[0035]S5、将萃取、干燥后的微孔膜在12本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能够快速湿法成型的微孔膜，其特征在于，由重量百分比为10％～40％的聚合物粉料和重量百分比为90％～60％的LP制得；所述聚合物粉料包括以下重量份的原料：PE粉100份、熔点在100～200℃或粘流温度在100～200℃的极性聚合物2～10份。2.根据权利要求1所述的一种能够快速湿法成型的微孔膜，其特征在于，所述聚合物粉料还包括用量为极性聚合物质量的10～30％相容剂PE
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MAH。3.根据权利要求1或2所述的一种能够快速湿法成型的微孔膜，其特征在于，所述PE粉料的重均分子量为50～200万。4.根据权利要求1或2所述的一种能够快速湿法成型的微孔膜，其特征在于，极性聚合物为聚甲醛、聚甲基丙烯酸甲酯、聚间苯二甲酸丁二酯、聚邻苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸癸二酯、聚乳酸、ABS树脂、尼龙99、三元尼龙、聚偏氟乙烯和四氟乙烯
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乙烯共聚物中的一种。5.一种能够快速湿法成型的微孔膜及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将制备权利要求1或2所述的聚合物粉料的组分加入搅拌釜中，充分搅拌混合，得聚合物粉料；S2、将聚合物粉料和LP喂入双螺杆挤出机，熔体经模头挤出流延至铸片辊，冷却定型得凝胶片；S3、对凝胶片依次进行纵向拉伸和横向拉伸，得凝胶膜；S4、将凝胶膜浸入萃取槽中洗去LP，干燥得到微孔膜；S5、将萃取、干燥后的微孔膜进行热定型处理，收卷得到成品。6.根据权利要求5所述的一种能够快速湿法成型的微孔膜的制备方法，其特征在于，S...

【专利技术属性】
技术研发人员：李大哲，黄伯阳，朱博文，赵海玉，
申请(专利权)人：江苏厚生新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：