表面改性聚丙烯微孔膜的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种表面改性聚丙烯微孔膜的制备方法，包括以下工艺步骤：（1）将低密度聚乙烯（LDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）、线型低密度聚乙烯（LLDPE）、碳酸钙、菠斯特ZD-2、菠斯特ZD-1混合，在高速混合搅拌机中搅拌均匀；（2）将步骤（1）得到的混合物料预干燥，加入铝酸酯偶联剂继续搅拌；再加入活化硫酸钡搅拌；然后加入无机矿粉、聚丙乙烯、线型低密度聚乙烯（LLDPE7144）、菠斯特ZD-4和复合抗氧剂，将混合物料在室温下自然冷却；（3）将步骤（2）得到的混合物料在七层共挤膜机中挤出吹膜得到膜体；（4）将膜体分切成所需尺寸，即得到所述的表面改性聚丙烯微孔膜。本发明专利技术改善了微孔膜的表面亲水性能，并且维持了透过性能、机械性能以及耐热性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，属于太阳能电池领域。
技术介绍
以聚丙烯为材料制成的微孔膜，力学性能优良、耐溶剂、化学稳定，可用作电池隔膜，双极膜基材。在水处理领域可作为超滤、微滤过程的分离膜，其应用领域还在不断扩大。然而，有两个问题制约着聚丙烯微孔膜的应用。首先是聚丙烯缺少合适的溶剂，难以采用常规非溶剂凝胶相转化法制膜。其次是应用于与水有关的过程时，由于聚丙烯膜表面能低，疏水性强，导致膜通量小，易污染。因此，制备聚丙烯亲水性微孔膜已经成为水处理应用中的发展趋势。同时，由于聚丙烯是聚烯烃类材料的典型代表之一，其亲水化方法的研究，对聚烯烃类材料微孔膜的制备和提高性能具有指导意义。因为聚丙烯的表面能低，接触角在100°左右，不易被水润湿，所以膜通量较小，而且表面易吸附疏水或两性溶质，造成污染。经清洗仍不能恢复原有性能，使用效率降低，成本增加。因此在不改变聚丙烯本体性质的前提下，提高膜亲水性的研究有重要应用价值。添加亲水性小分子如乙醇或某些表面活性剂是一种亲水化方法，但这样获得的亲水性较短 暂，随着使用时间的延长，小分子将很快解吸，亲水性消失。持久亲水处理方法，如引发剂引发接枝、臭氧处理、辐射(紫外光、电子束、离子束、C射线)处理、低温等离子体处理等可提高聚丙烯表面亲水性。引入表面的基团种类和表面的接枝度是决定亲水化效果的重要参数。因为聚丙烯的表面能低，接触角在100°左右，故聚丙烯微孔膜不易被水润湿，所以膜通量较小，而且表面易吸附疏水或两性溶质，造成污染。经清洗仍不能恢复原有性能，使用效率降低，成本增加。聚丙烯微孔膜通常具有力学性能优良、耐溶剂、化学稳定，在电池隔膜，双极膜基材等领域，以及水处理领域等已有了一定的应用。但是，由于其表面能低，疏水性强，导致膜通量小，易污染。故而使其在与水有关的过程中应用受到限制。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种，改善了微孔膜表面的亲水性能。按照本专利技术提供的技术方案，所述，其组份比例按重量份数计，包括以下工艺步骤 (1)将25 35份低密度聚乙烯(LDPE)、20 35份高密度聚乙烯(HDPE)、13 20份线型低密度聚乙烯(LLDPE)、3飞份碳酸钙、I. 5 3份菠斯特ZD_2、1 2份菠斯特ZD-I混合，在高速混合搅拌机中搅拌均匀，搅拌速度为7(Γ80转/分钟，搅拌时间为If 25分钟； (2)将步骤(I)得到的混合物料在11(T120°C下预干燥5 lOmin，加入2.5^4份铝酸酯偶联剂继续搅拌l(Tl3min，搅拌速度为6(Γ90转/分钟；再加入Γ2份活化硫酸钡，搅拌l(Tl3min，搅拌速度为50 80转/分钟；然后加入I. 5 2. 5份无机矿粉、3 5份聚丙乙烯、6 9份线型低密度聚乙烯(LLDPE7144)、0. 5 O. 9份菠斯特ZD-4和O. 7 I. 5份复合抗氧剂，将混合物料在室温下自然冷却； (3)将步骤(2)得到的混合物料在七层共挤膜机中挤出吹膜得到膜体，七层共挤膜机的七区温度分别为一区温度165 170°C、二区温度175 180°C、三区温度185 190°C、四区温度195 200°C、五区温度205 210°C、六区温度210 213°C、七区温度215 218°C ； (4)将膜体分切成所需尺寸，即得到所述的表面改性聚丙烯微孔膜。所述无机矿粉为二氧化硅粉或铁矿粉。本专利技术通过较简单的反应体系，在聚丙烯微孔膜表面引入较为新颖的交联结果，改善其表面亲水性能的同时，维持其透过性能、机械性能以及耐热性能，使所制备的聚丙烯微孔膜性能卓越，对聚烯烃类材料微孔膜的制备和提高性能具有指导意义。本专利技术在不改变聚丙烯本体性质的前提下，提高膜亲水性。所用方法属于化学改性，获得的亲水性较持久，随着使用时间的延长，通过化学键连接在微孔膜表面的大分子分子也不会减少，亲水性不会消失。具体实施例方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。本专利技术所使用的菠斯特ZD-I可采用杭州中德化学工业有限公司销售的菠斯特ZD-I(增塑剂-分散剂-模量增进剂)，主要成份是脂肪酸锌皂的复合物；菠斯特ZD-I的相容性好，不喷霜；具有塑性及润滑双重功能；用于天然橡胶和合成橡胶的混炼或塑炼，以降低胶料或生胶的门尼粘度，起物理化学增塑剂的作用；可增加胶料的流动性，改善胶料整体的加工性能，降低混炼或塑炼温度，缩短生胶塑炼和橡胶混炼时间，提高生产率，并大幅度降低能量消耗；菠斯特ZD-I可提高硫化胶的定伸强度，起模量增强剂的作用和增加炭黑、白炭黑在胶料中的分散性，起分散剂的作用；菠斯特ZD-I又具有提高生热、撕裂等物理力学性能的功效；ZD-1可提高橡胶制品的尺寸稳定性及合格率，对胶料的硫化特性无不利影响，亦不影响对金属和纤维的粘合。本专利技术所使用的菠斯特ZD-2可采用杭州中德化学工业有限公司销售的菠斯特ZD-2(模量增强剂-抗硫化返原剂)，主要成份是脂肪酸锌皂的复合物；菠斯特ZD-2可提高硫化胶强度，定伸强度，具有模量增强剂的功能以及延迟焦烧，提高生热撕裂、磨耗等物理力学性能的功效；ZD-2有良好相容性。其润滑及塑解功能使其在天然橡胶和合成橡胶的混炼过程中降低胶料的门尼粘度，提高炭黑、白炭黑填料的分散，降低混炼温度和设备能耗，提高生产效率。ZD-2又有显著的抗硫化返原效果。ZD-2对胶料的硫化特性无不利影响，亦不影响对金属和纤维的粘合。本专利技术所使用的复合抗氧剂没有具体限制，只要不对本专利技术的专利技术目的产生限制即可，如可采用北京极易化工有限公司销售的复合抗氧剂Jr-215、复合抗氧剂Jr-225。本专利技术所使用的无机矿粉是指将开采出来的矿石进行粉碎加工后所得的料，如铁矿粉，是指将不同类型含铁矿如褐铁矿，磁铁矿等粉碎球磨磁选后，所得的不同含铁量的矿粉，普矿粉含铁为6(Γ68%，超精矿粉含铁为7(Γ72%。本专利技术所使用的无机矿粉没有具体限制，只要不对本专利技术的专利技术目的产生限制即可。实施例一，其组份比例按重量份数计，包括以下工艺步骤 (1)将25份低密度聚乙烯(LDPE)、20份高密度聚乙烯(HDPE)、13份线型低密度聚乙烯(LLDPE)、3份碳酸钙、I. 5份菠斯特ZD_2、1份菠斯特ZD-I混合，在高速混合搅拌机中搅拌均匀，搅拌速度为70转/分钟，搅拌时间为25分钟； (2)将步骤(I)得到的混合物料在110°C下预干燥10min，WA2. 5份铝酸酯偶联剂继续搅拌13min，搅拌速度为60转/分钟；再加入I份活化硫酸钡，搅拌13min，搅拌速度为50转/分钟；然后加入I. 5份二氧化硅粉、3份聚丙乙烯、6份线型低密度聚乙烯(LLDPE7144)、O. 5份菠斯特ZD-4和O. 7份复合抗氧剂，将混合物料在室温下自然冷却； (3)将步骤(2)得到的混合物料在七层共挤膜机中挤出吹膜得到膜体，七层共挤膜机的七区温度分别为一区温度165°C、二区温度175°C、三区温度185°C、四区温度195°C、五区温度205°C、六区温度210°C、七区温度215°C ； (4)将膜体分切成所需尺寸，即得到所述的表面改性聚丙烯微孔膜；所述聚丙烯微孔膜的厚度为8 μ m，微孔膜上微孔的孔径为O. 10 μ m，孔隙率为40%，透过性(乙醇)(m3/m2 · sec · atm)为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋晓明，吴国华，
申请(专利权)人：昊辰无锡塑业有限公司，
类型：发明
国别省市：