一種聚丙烯多孔膜及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種聚丙烯多孔膜及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚丙烯多孔膜由于其優(yōu)異的耐化學(xué)性、耐高溫、機(jī)械強(qiáng)度高等性能，被廣泛應(yīng)用過(guò)濾、分離、鋰離子電池隔膜等領(lǐng)域。
[0003]中國(guó)專利CN1525907A公開(kāi)了通過(guò)聚丙烯原料和β晶成核劑一起熔融擠出，使聚丙烯冷卻結(jié)晶形成β晶體，再在適合的溫度條件下通過(guò)連續(xù)雙軸拉伸獲得連續(xù)雙軸拉伸聚丙烯多孔膜，所得的聚丙烯多孔膜具有良好的抗撕裂性、較高的孔隙率，但此工藝存在設(shè)備投資較大，加工成型窗口較窄，孔徑較難控制，孔徑分布范圍較寬的問(wèn)題。
[0004]中國(guó)專利CN103464003A公開(kāi)了通過(guò)熱致相分離法制備聚丙烯多孔膜，具體采用磷酸三丁酯等作為稀釋劑，通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)使聚丙烯和稀釋劑形成均相鑄膜液，并成型為中孔纖維初生絲，再經(jīng)萃取去除初生絲中的稀釋劑，得到聚丙烯中孔纖維多孔膜，該工藝得到的多孔膜孔徑分布窄，孔徑可調(diào)，但得到的多孔膜制品通量較小，且萃取過(guò)程需消耗大量有機(jī)溶劑，易造成制品污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題就是提供一種聚丙烯多孔膜及其制備方法，解決現(xiàn)有聚丙烯多孔膜產(chǎn)品性能差和加工成型困難的缺陷。
[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種聚丙烯多孔膜，包括以下組分:100重量份的聚丙烯樹(shù)脂、I?15重量份的相容劑、5?30重量份的致孔劑，其中:所述聚丙烯樹(shù)脂的分子量分布值為10?30。
[0007]優(yōu)選的，包括以下組分:100重量份的聚丙烯樹(shù)脂、5重量份的相容劑、5重量份的致孔劑，其中:所述聚丙烯樹(shù)脂的分子量分布值為14。
[0008]優(yōu)選的，包括以下組分:100重量份的聚丙烯樹(shù)脂、11重量份的相容劑、15重量份的致孔劑，其中:所述聚丙烯樹(shù)脂的分子量分布值為25。
[0009]優(yōu)選的，包括以下組分:100重量份的聚丙烯樹(shù)脂、13重量份的相容劑、21重量份的致孔劑，其中:所述聚丙烯樹(shù)脂的分子量分布值為17。
[0010]優(yōu)選的，包括以下組分:100重量份的聚丙烯樹(shù)脂、15重量份的相容劑、30重量份的致孔劑，其中:所述聚丙烯樹(shù)脂的分子量分布值為27。
[0011]優(yōu)選的，所述聚丙烯樹(shù)脂為等規(guī)聚丙烯、無(wú)規(guī)共聚聚丙烯中的一種或兩種的混合物。
[0012]優(yōu)選的，所述相容劑為丙烯酸接枝聚丙烯、甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝聚丙烯、馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯或甲基丙烯酸甲酯接枝聚丙烯中的一種或兩種混合物或兩種以上的混合物。
[0013]優(yōu)選的，所述致孔劑為含烯酸酯有機(jī)硅聚醚共聚物、含氟有機(jī)硅聚醚共聚物中的一種或兩種的混合物。
[0014]一種聚丙烯多孔膜的制備方法，包括以下步驟:
[0015]a)將聚丙烯樹(shù)脂、相容劑、致孔劑按比例混合后，通過(guò)螺桿擠出機(jī)混煉，
[0016]并擠出成型，得到用于制備聚丙烯多孔膜的復(fù)合物薄膜基材；
[0017]b)將步驟a)得到的復(fù)合物薄膜基材放入密封的高壓發(fā)泡容器中，將高壓
[0018]發(fā)泡容器升溫至130?170°C，然后向高壓發(fā)泡容器中通入超臨界流體，使
[0019]超臨界流體在高溫高壓下擴(kuò)散進(jìn)入復(fù)合物薄膜基材，擴(kuò)散平衡時(shí)間為10?
[0020]60min,快速泄出高壓發(fā)泡容器內(nèi)的超臨界流體，誘導(dǎo)大量泡孔在復(fù)合物基
[0021]材中形成，較低界面張力的致孔劑使聚丙烯泡孔壁破裂，最終得到聚丙烯
[0022]多孔膜。
[0023]優(yōu)選的，步驟b)中的超臨界流體的壓力為7?30MPa，超臨界流體為超臨界二氧化碳或超臨界氮?dú)狻?br>[0024]綜上所述，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):通過(guò)應(yīng)用超臨界流體發(fā)泡技術(shù)使聚丙烯樹(shù)脂發(fā)泡膨脹，并依靠低界面張力的致孔劑使泡孔壁在生長(zhǎng)過(guò)程中破裂連通，容易制得高通量的聚丙烯多孔膜，應(yīng)用超臨界流體的多孔成型技術(shù)，過(guò)程清潔無(wú)污染，含硅氧基團(tuán)的致孔劑同時(shí)也是親二氧化碳的物質(zhì)，大大促進(jìn)了二氧化碳在聚丙烯中的溶解度，使聚丙烯在發(fā)泡過(guò)程中得到了充分的膨脹，也利于形成高通量的聚丙烯多孔膜。
【附圖說(shuō)明】
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0026]圖1為實(shí)施例一制得的聚丙烯多孔膜孔結(jié)構(gòu)的掃描電鏡圖；
[0027]圖2為實(shí)施例二制得的聚丙烯多孔膜孔結(jié)構(gòu)的掃描電鏡圖；
[0028]圖3為實(shí)施例三制得的聚丙烯多孔膜孔結(jié)構(gòu)的掃描電鏡圖；
[0029]圖4為實(shí)施例四制得的聚丙烯多孔膜孔結(jié)構(gòu)的掃描電鏡圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]實(shí)施例一:
[0031]如圖1所示，一種聚丙烯多孔膜，包括以下組分:100重量份的聚丙烯樹(shù)脂、5重量份的相容劑、5重量份的致孔劑，其中:所述聚丙烯樹(shù)脂的分子量分布值為14。
[0032]所述聚丙烯樹(shù)脂為等規(guī)聚丙烯，所述相容劑為丙烯酸接枝聚丙烯，所述致孔劑為含烯酸酯有機(jī)硅聚醚共聚物。
[0033]如上所述的一種聚丙烯多孔膜所采用的制備方法，包括以下步驟:
[0034]a)將等規(guī)聚丙烯、丙烯酸接枝聚丙烯、含烯酸酯有機(jī)硅聚醚共聚物按比例混合后，通過(guò)螺桿擠出機(jī)混煉，并擠出成型，得到用于制備聚丙烯多孔膜的復(fù)合物薄膜基材；
[0035]b)將步驟a)得到的復(fù)合物薄膜基材放入密封的高壓發(fā)泡容器中，將高壓發(fā)泡容器升溫至145°C，然后向高壓發(fā)泡容器中通入壓力為9MPa的超臨界二氧化碳，使超臨界二氧化碳在高溫高壓下擴(kuò)散進(jìn)入復(fù)合物薄膜基材，擴(kuò)散平衡時(shí)間為20min，快速泄出高壓發(fā)泡容器內(nèi)的超臨界二氧化碳，誘導(dǎo)大量泡孔在復(fù)合物基材中形成，較低界面張力的致孔劑使聚丙烯泡孔壁破裂，最終得到聚丙烯多孔膜。
[0036]實(shí)施例二:
[0037]如圖2所示，一種聚丙烯多孔膜，包括以下組分:100重量份的聚丙烯樹(shù)脂、11重量份的相容劑、15重量份的致孔劑，其中:所述聚丙烯樹(shù)脂的分子量分布值為25。
[0038]所述聚丙烯樹(shù)脂為無(wú)規(guī)共聚聚丙烯，所述相容劑為甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝聚丙烯，所述致孔劑為含氟有機(jī)硅聚醚共聚物。
[0039]如上所述的一種聚丙烯多孔膜所采用的制備方法，包括以下步驟:
[0040]a)將無(wú)規(guī)共聚聚丙烯、甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝聚丙烯、含氟有機(jī)硅聚醚共聚物按比例混合后，通過(guò)螺桿擠出機(jī)混煉，并擠出成型，得到用于制備聚丙烯多孔膜的復(fù)合物薄膜基材；
[0041]b)將步驟a)得到的復(fù)合物薄膜基材放入密封的高壓發(fā)泡容器中，將高壓發(fā)泡容器升溫至153°C，然后向高壓發(fā)泡容器中通入壓力為20MPa的超臨界二氧化碳，使超臨界二氧化碳在高溫高壓下擴(kuò)散進(jìn)入復(fù)合物薄膜基材，擴(kuò)散平衡時(shí)間為30min，快速泄出高壓發(fā)泡容器內(nèi)的超臨界二氧化碳，誘導(dǎo)大量泡孔在復(fù)合物基材中形成，較低界面張力的致