【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于聚烯烃改性制备聚烯烃基微球乳液，具体涉及一种反应挤出制备的聚烯烃微球、制备方法及应用。
技术介绍
1、目前，聚烯烃类高分子材料是全球使用量最大的一类高分子材料，如聚乙烯，到2025年世界产能预计将达到1.25亿吨。聚烯烃材料一般包括聚乙烯、聚1-丁烯、和聚丙烯。它们是一类原料易得、性能优异的通用高分子材料。其中，作为隔膜的涂布原料，聚烯烃微球在锂电池领域得到广泛的应用，特别是湿法涂覆领域。由于聚烯烃分子链由稳定的c–c、c–h键构成，极性很弱，疏水性极强，在将其制备成聚烯烃微球乳液时，需要加入超过10wt％的分散剂，用于稳定聚烯烃微球乳液。不幸的是，大量分散剂的加入，极易造成涂覆过程中隔膜堵孔，引起隔膜透气性增加，进而导致电池内阻增大，锂电池稳定性受到影响。为了解决分散剂对锂电池稳定性及寿命的影响，亟需寻找降低分散剂含量的聚烯烃微球制备的简便有效方法。
2、目前关于低分散剂含量聚烯烃微球乳液的制备方法已有报道。公开号为cn115926195b提供了一种低分散剂含量聚烯烃微球乳液的制备方法和应用，此方法对聚烯烃进行表面氧化处理，然后通过乳液聚合方式制备聚烯烃微球乳液，将聚烯烃微球乳液进行喷雾干燥，得到聚烯烃微球粉体，将聚烯烃微球粉体加入分散剂即可得到低分散剂含量聚烯烃微球乳液。该方法制备丙烯酸酯改性聚烯烃粉体仅有微球表面进行聚合反应，只能通过原粉的形貌来控制微球的形貌，且单体转化率偏低；同时，过程繁琐、转化率低、产生大量废水及能耗高。需要探索更精确高效的方法制备丙烯酸酯改性聚烯烃粉体，控制聚烯烃粉体改性尺
技术实现思路
1、本专利技术提供一种反应挤出制备的聚烯烃微球、制备方法及应用，该方法在制备聚烯烃微球过程中只需加入极少量的分散剂即可形成稳定分散的窄尺寸分布的聚烯烃微球乳液，单体转化率高达98％以上，该微球乳液可用于制备锂电池隔膜涂层材料。
2、本专利技术首先提供一种反应挤出制备聚烯烃微球的方法，包括：
3、将聚烯烃、丙烯酸酯类单体、自由基调节剂共混加入到双螺杆挤出机中，进行反应性挤出加工，在熔融挤出加工过程中，在聚烯烃侧链或末端进行自由基接枝聚合反应，通过双螺杆挤出后，造粒，获得丙烯酸酯改性的聚烯烃珠粒，对丙烯酸酯类改性的聚烯烃珠粒进行粉化处理，获得聚烯烃微球粉体，将聚烯烃粉体加入到压力反应釜内，升温熔融后，在搅拌情况下加入分散剂和水，搅拌一定时间，即可得到聚烯烃微球乳液。
4、优选的是，所述的聚烯烃包括聚乙烯、聚1-丁烯、聚丙烯的均聚或共聚物。
5、优选的是，所述的分散剂的用量为0.1％。
6、优选的是，所述的分散剂为阴离子分散剂或非离子分散剂中的一种或两种。
7、优选的是，所述的阴离子分散剂为烷基磺酸盐、烷基硫酸盐、磷酸盐；所述的非离子分散剂为聚乙烯醇、聚氧丙烯醚、多元醇脂肪酸酯。
8、优选的是，所述的丙烯酸酯类单体包括甲基丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙基丙烯酸酯或丙烯酸中的一种或几种。
9、优选的是，所述的自由基调节剂包括二硫化四甲基秋兰姆(tmtd)、二硫化二乙基秋兰姆(tetd)、2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸、二硫代氨基甲酸盐、二硫代氨基甲酸酯中的一种或几种。
10、优选的是，将聚烯烃粉体加入到压力反应釜内，釜内温度为120-200℃，搅拌速度500-1500r/min,搅拌时间1-4h。
11、本专利技术还提供上述制备方法得到聚烯烃微球乳液。
12、本专利技术还提供上述聚烯烃微球乳液在制备锂电池涂覆隔膜中的应用。
13、本专利技术的有益效果
14、本专利技术提供一种反应挤出制备的聚烯烃微球、制备方法及应用，该方法通过熔融挤出反应进行丙烯酸酯改性聚烯烃材料，具有连续化技术优势；制备过程中转化率高、无废水、无溶剂、制备温度低，综合能耗低。采用熔融挤出原位聚合改性，使得单体转化率高达98％以上，其丙烯酸酯在聚烯烃体系中分散更均匀。由于丙烯酸酯类聚合物的分散均匀性和高接枝率，以及在聚烯烃微球乳液制备中采用高温熔融分散乳化，聚烯烃乳液的微球的粒径更均匀，可通过调控丙烯酸酯的种类和含量，控制在1um-5um；与此同时，聚烯烃链均匀接枝丙烯酸类聚合物，进一步减少其在乳液稳定时的分散剂用量，低至0.1％。通过此方法制备的微球乳液经过涂布形成的涂布隔膜与正负极片有很好的粘接强度，同时避免了大量分散剂带来的堵孔、黑斑析锂和电池内阻增大、循环寿命不足等难题。
15、和现有技术相对比，本专利技术在制备过程中使用了0.1％的分散剂，是目前市场使用的聚烯烃微球的1％，同时微球表面带有丙烯酸酯类聚合物或寡聚物，自身具备一定粘接和分散能力，大大减少涂布时粘接剂、分散剂、润湿剂的用量，既节约了物料成本，也避免了粘接剂分散剂造成的堵孔和电池内阻增大等难题。
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1.一种反应挤出制备聚烯烃微球的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种反应挤出制备聚烯烃微球的方法，其特征在于，所述的聚烯烃包括聚乙烯、聚1-丁烯、聚丙烯的均聚或共聚物。
3.根据权利要求1所述的一种反应挤出制备聚烯烃微球的方法，其特征在于，所述的分散剂的用量为0.1％。
4.根据权利要求3所述的一种反应挤出制备聚烯烃微球的方法，其特征在于，所述的分散剂为阴离子分散剂或非离子分散剂中的一种或两种。
5.根据权利要求4所述的一种反应挤出制备聚烯烃微球的方法，其特征在于，所述的阴离子分散剂为烷基磺酸盐、烷基硫酸盐、磷酸盐；所述的非离子分散剂为聚乙烯醇、聚氧丙烯醚、多元醇脂肪酸酯。
6.根据权利要求1所述的一种反应挤出制备聚烯烃微球的方法，其特征在于，所述的丙烯酸酯类单体包括甲基丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙基丙烯酸酯或丙烯酸中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的一种反应挤出制备聚烯烃微球的方法，其特征在于，所述的自由基调节剂包括二硫化四甲基秋兰姆、二硫化二乙基秋兰姆、2-(十二烷基三硫代碳
8.根据权利要求1所述的一种反应挤出制备聚烯烃微球的方法，其特征在于，将聚烯烃粉体加入到压力反应釜内，釜内温度为120-200℃，搅拌速度500-1500r/min,搅拌时间1-4h。
9.权利要求1所述的制备方法得到聚烯烃微球乳液。
10.权利要求9所述的聚烯烃微球乳液在制备锂电池涂覆隔膜中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种反应挤出制备聚烯烃微球的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种反应挤出制备聚烯烃微球的方法，其特征在于，所述的聚烯烃包括聚乙烯、聚1-丁烯、聚丙烯的均聚或共聚物。
3.根据权利要求1所述的一种反应挤出制备聚烯烃微球的方法，其特征在于，所述的分散剂的用量为0.1％。
4.根据权利要求3所述的一种反应挤出制备聚烯烃微球的方法，其特征在于，所述的分散剂为阴离子分散剂或非离子分散剂中的一种或两种。
5.根据权利要求4所述的一种反应挤出制备聚烯烃微球的方法，其特征在于，所述的阴离子分散剂为烷基磺酸盐、烷基硫酸盐、磷酸盐；所述的非离子分散剂为聚乙烯醇、聚氧丙烯醚、多元醇脂肪酸酯。
6.根据权利要求1所述的一种反应挤出制备聚烯...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚坤，林亿超，张远超，于盛泽，牛秋生，
申请(专利权)人：广东碳语新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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