一种改进型微孔聚合物薄膜及其制备方法，属应用化工领域，由聚丙烯均聚物55%~99.79%、β晶成核剂0.01%~5%、高分子添加剂0.1%~20%和无机改性剂0.1%~20%组成，通过流延、压延、挤出或吹膜过程中以1米~100米/分钟的速度对熔体进行2~60倍拉伸而制得。本发明专利技术与现有技术相比，可在更短时间获得更多的β晶，形成的β晶的热稳定性更高，具有更好的成膜稳定性和成孔性能，制备的微孔性薄膜，具有容易加工，透过性更高，生产率优异，力学性能、尺寸稳定性强，孔隙率进一步提高，进而可以显著提高各种介质的透过性的特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属应用化工领域。
技术介绍
微孔性薄膜具有透过性、低比重等特征，所以被主要用于气体分离膜、反渗透膜等底膜；无菌包装、无菌帐等医用功能性材料；电池、电解电容器等各种隔膜；各种分离膜(过滤器)；尿布和生理卫生用品等代表性物品；衣服和医疗用的透湿防水材料；热敏接收纸用材料、油墨接收体材料等，广泛用途。聚烯烃具有成本低廉、物理化学性质稳定等优点，自上世纪实现工业化以来，很快成为合成树脂中应用最广泛的一类热塑性高分子材料，在工业生产和经济发展中扮演着非常重要的角色。其中聚丙烯具有非晶态以及α、β、Y以及介晶等多种不同的结晶形态，利用非晶态与晶态以及不同晶态之间性能的差别，可以用来制备不同性能的聚丙烯薄膜。聚丙烯的α晶属于单斜晶系，而β晶属于六方晶型，二者相比具有一些显著不同的物理性能差异。与α晶相比，β晶的密度更低，熔融温度和熔融熵也更低，在力学性能方面，β晶型的聚丙烯往往具有更高的韧性和抗冲击、抗穿刺性能。利用这些物理性能的差别，可以在适当的条件下在聚丙烯材料中产生大量的贯穿微孔，从而实现在微孔性薄膜方面的应用。目前，拉伸法制备聚丙烯微孔膜主要有两种方式，一种是类似生产硬弹性纤维的方式，通过熔体高速拉伸淬冷获得低结晶度的取向薄膜，然后在系列冷/热拉伸及热定型条件下形成微孔膜。另一种是拉伸β晶含量较高的聚丙烯基膜，通过β和α晶密度的差别以及膜片内部的缺陷，在膜片内部形成微界面或缝隙来获得微孔膜。第一种方法拉伸工艺比较复杂，往往较难提高生产率，而且只能进行单向拉伸，获得的微孔膜横向强度较低， 一定程度上限制了此种类型薄膜的使用范围。而在β晶体法中，采用拉伸高β晶含量聚丙烯基膜的方法，工艺过程相对简单，而且膜片既可以单轴拉伸也可以双轴拉伸，膜的横向强度可提高，微孔结构可以根据横纵方向的拉伸倍率进行调节，因此前景十分广阔。利用聚丙烯的β晶与α晶型之间的差别，通过拉伸状态下的晶型相转变、α晶和β晶的密度差制备微孔性薄膜，已经有一些专利报道。例如，在CN1062357中提出了一种对β晶含量在K值为O. 5以上的聚丙烯厚片同时进行双轴拉伸或依次和多次拉伸，可以制备出在各个方向上性能均匀的聚丙烯微孔膜的方法。CN1296195C提出了使用酰胺类的聚丙烯β晶成核剂，通过控制成核剂的取向和/ 或调整拉伸过程中的颈缩率来控制膜中β晶的取向，从而获得厚度均匀度和高孔隙率、高透气性的微孔性聚丙烯薄膜。CN101880419公开了一种β晶体法中提高了制膜性、显著提高了透过性的微孔性薄膜及其制造方法。由X射线衍射法测定具有β晶体活性，比重为O. f O. 6。CN101245150提出了使用β成核剂、无机纳米粒子，利用控制结晶过程中厚片的两个结晶表面的特定结晶结构和结晶形貌，制备非对称性聚丙烯微孔膜的方法。CN101070407公开了一种高β晶含量聚丙烯膜片的制备方法，β晶的平均粒径为 O. Γ ΟΟμπι, β晶含量K值在O. 8以上，β晶成核剂粒径彡10 μ m。另外，很多文献也对这种β晶型聚丙烯的拉伸性能以及成孔机理进行了研究和报道。如 Yu J. et al. Macromolecules 2007, 40, 4217; Zhu ff. et al. Journal of Polymer for Advanced Technologies 1996，7，743; Shi G. et al. International Polymer Processing 1995， 10， 330; Ran S. F. et al. Chinese Journal of Polymer Science 2004，22，123; Misra R. D. K. et al. Materials Science and Engineering A 2008，280，181.但是采用现有的β晶体法获得的微孔性聚丙烯薄膜，各种介质的透过性能(以下简称透过性)较差，很难向要求高透过性能的过滤器、电池隔膜用途等所代表的高附加值领域拓展。另一方面，现有的β晶体法存在生产率低、产率难以提高的问题。这是由于在微孔性聚丙烯薄膜拉伸过程中，所形成的β晶热稳定性与β晶含量，对制膜性、成孔性具有重要的意义。如果基膜中的β晶热稳定性差，在拉伸初期就大量转变成α晶型， 无法诱导成孔，导致薄膜的成孔性差、孔径均匀性差；转变为α晶型后，薄膜韧性下降，又带来了拉伸稳定性不好的问题，同时，微孔性薄膜不具备β晶活性，韧性、抗穿刺性能都较差。如果β晶含量较低，同样会带来难以加工、难以成孔以及薄膜产品质量不好的问题。正是由于薄膜的生产率、性能对对β晶体的含量和稳定性有较高的要求，不仅要使用含有β晶体成核剂的聚丙烯，而且更优选在较高的高温气氛下(超过100°c)使其固化较长的时间，进行薄片化，即制作未拉伸基膜的浇铸工序中需要有特殊熔融结晶化条件。另外，也有熔融挤出温度越低，越能形成大量β晶的报告。因此，制作微孔性薄膜时的线速度由浇铸工序的熔融聚丙烯的晶体固化状态所决定，很难进一步提高生产率。而且，为了高速制膜而进行高速浇铸，也存在未固化状态下发生黏着因而很难从金属转筒剥离的问题。然而，现有利用β晶体法制备微孔性聚丙烯薄膜的专利中(如CN1062357、 CN1296195C、CN101880419、CN101245150)，所有研究几乎均从具有一定β晶含量的聚丙烯基膜开始，而对基膜中的β晶形成情况，尤其是热稳定性没有报道。而对于仅有的报道基膜中β晶形成情况的专利CN101070407，也没有报道所述β晶的热稳定性。
技术实现思路
本专利技术就是为了解决上述问题而提出的。本专利技术的微孔性聚丙烯薄膜由聚丙烯均聚物559Γ99. 79%、β晶成核剂0. 01% 5%、 高分子添加剂0. 19Γ20%和无机改性剂0. 19Γ20%组成。以上的百分数为质量百分数。所述的聚丙烯微孔膜具有β晶体活性，均匀性好，耐穿刺能力强，Gurley值为100至15000s/100 cm3，厚度为1-100 μ m。高分子添加剂0. 1°/Γ20%。其中，聚丙烯基膜中的β晶含量用K值表不，用 XRD进行测试(见Turner-Jones A, Aizlewood ZM, Beckelt DR. Makromol Chem, 1964，134，75.)。所述的百分数为重量百分数。所述的聚丙烯β晶成核剂可采用市售商品，应具有较小的粒径，市售商品均可满足。成核剂粒径小，可保证在聚丙烯树脂中混合均匀，进而使证基膜在拉伸时不会发生应力过于集中而造成局部应力开裂、形成大孔洞的现象。同时，成核剂粒径小，能够提供的比表面积大，进而能够提供的β晶生长面多，有助于成核效率的提闻。所述的β成核剂要求具有很高的成核效率，在静态结晶的条件下β晶含量在60% 以上。所述的β晶型成核剂由以下的一种或一种以上的混合物组成二元羧酸的钙盐，如庚二酸钙或辛二酸钙；二羧酰胺类，如N，N- 二环己基-2，6，-萘二羧酰胺、N, N- 二环己基对苯二甲酰胺；喹吖啶酮系化合物，Y-喹吖啶酮、二氢喹吖啶或邻苯二甲酸的钙盐。用量 O. 01% 10%，优选O. 02 6%，尤其是O. 03 5%。所述的百分数为质量百分数。成核剂的种类和成核效率可参见文献本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：惠志峰，
申请(专利权)人：成都慧成科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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