專利名稱：聚烯烴復(fù)合微孔膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚烯烴復(fù)合微孔膜。
背景技術(shù)：
目前，用于鋰離子電池隔膜的聚烯烴三層復(fù)合微孔膜主要是聚丙烯/聚乙烯/聚 丙烯三層復(fù)合的微孔膜，具有較好的安全性能。當(dāng)溫度達(dá)到110-13(TC時，隔膜中的中間聚 乙烯層會發(fā)生閉孔，將微孔堵塞，使電池發(fā)生斷路，抑制了電池中熱量的持續(xù)生成。由于慣 性作用，電池中的溫度不會馬上停止升高，而是會有十幾度左右的緩沖，在這一時間內(nèi)微孔 膜中的聚丙烯層仍具有足夠的力學(xué)強(qiáng)度，防止由于隔膜發(fā)生坍塌或熔斷導(dǎo)致的電池的正負(fù) 極直接接觸發(fā)生短路而產(chǎn)生爆炸。隨著鋰離子電池技術(shù)的不斷發(fā)展和廣泛應(yīng)用，對電池隔 膜所用高分子聚烯烴多層復(fù)合微孔膜的技術(shù)要求也越來越高。在公知技術(shù)中，現(xiàn)有的聚烯 烴多層復(fù)合微孔膜主要是聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三層復(fù)合的微孔膜，其制備方法中一種 是通過將吹塑擠出得到的聚丙烯、聚乙烯無孔基膜分別退火，再通過熱熔壓合的方式復(fù)合， 進(jìn)而單向拉伸制成聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三層復(fù)合微孔膜，但是熱熔壓合的復(fù)合方式要 先將聚乙烯基膜熔融，因此對聚乙烯基膜的物理性能及片晶結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，會產(chǎn)生孔隙不 均、破膜等現(xiàn)象，進(jìn)而影響復(fù)合微孔膜的使用安全性。另一種復(fù)合工藝采用多層共擠，即將 聚乙烯和聚丙烯原料通過兩個或多個擠出機(jī)及共擠模頭吹塑或流延形成聚烯烴三層或多 層復(fù)合基膜，再通過退火和拉伸基膜制成聚烯烴三層或多層復(fù)合微孔膜。但是，這種復(fù)合方 式由于聚丙烯和聚乙烯退火及拉伸工藝要求差異較大，工藝控制難度大，且設(shè)備構(gòu)成繁復(fù)， 設(shè)備投資較大，技術(shù)要求也比較高。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷、提供一種不破壞基膜、安全性能好、操作簡單、 設(shè)備投資小、制作過程不堵塞膜孔、孔隙率高、且孔隙率容易控制的聚烯烴復(fù)合微孔膜及其 制備方法。 解決上述問題所采用的技術(shù)方案是 —種聚烯烴復(fù)合微孔膜，它采用聚乙烯和聚丙烯為原料制成聚丙烯/聚乙烯/聚 丙烯復(fù)合微孔膜，其中，聚乙烯內(nèi)融有低熔點物質(zhì)；所述低熔點物質(zhì)是熔點為80 12(TC的 低分子量聚乙烯、聚丙烯或其接枝、嵌段共聚物中的至少一種和馬來酸酐的混合物，所述低 熔點物質(zhì)的添加質(zhì)量百分比為聚乙烯的0. 01 5. 00%。 上述聚烯烴復(fù)合微孔膜，所述復(fù)合微孔膜由兩層以上聚丙烯層及其相鄰隔層夾連 聚乙烯層組成。 —種制備上述聚烯烴復(fù)合微孔膜的方法，它采用如下工藝步驟
a、單層聚丙烯、聚乙稀微孔膜的制備，將原料聚丙烯及含低熔點物質(zhì)的聚乙烯分 別加熱熔融，其中，聚丙烯的熱熔溫度為190 27(TC，聚乙烯的熱熔溫度為160 270°C ; 通過T型流延模頭擠出，模頭的?？陂_隙為0. 5 5. Omm，牽伸速度為50 200米/分鐘，經(jīng)退火、拉伸制成單層聚丙烯微孔膜基膜和單層聚乙烯微孔膜基膜； b、復(fù)合，將每兩層聚丙烯微孔膜中間夾連融有低熔點物質(zhì)的聚乙烯微孔膜，在溫 度為80 12(TC條件下，恒溫1 30分鐘，在0. 1 6. 0Kg壓力下復(fù)合，制成復(fù)合的聚烯烴 微孔膜。 上述聚烯烴復(fù)合微孔膜的制備方法，所述單層聚丙烯微孔膜采用干法工藝生產(chǎn)。
上述聚烯烴復(fù)合微孔膜的制備方法，所述單層聚乙烯微孔膜采用干法工藝生產(chǎn)。
本發(fā)明有效解決了現(xiàn)有基膜熱熔壓合復(fù)合工藝在拉伸過程中產(chǎn)生的孔隙不均、破 膜、復(fù)合工藝繁復(fù)的問題，其制作工藝具有不破壞基膜、安全性能好、操作簡單、設(shè)備投資 小、制作過程不堵塞膜孔、孔隙率高、孔隙率容易控制等優(yōu)點，適于制作透氣性材料、超濾、 膜過濾、超級電容器和電池隔膜等所用的聚烯烴微孔膜。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
實施例1 將兩層厚度均為9 ii m的聚丙烯微孔膜和一層厚度為7 ii m的融有低熔點物質(zhì)的聚 乙烯微孔膜疊加在一起，使融有低熔點物質(zhì)的聚乙烯微孔膜夾在兩層聚丙烯微孔膜中間， 添加的低熔點物質(zhì)為聚乙烯蠟和馬來酸酐的混合物(質(zhì)量比為3 : l)，添加量為聚乙烯質(zhì) 量的1.2%。在烘箱內(nèi)恒溫6分鐘，烘箱溫度為105°C。利用輥筒在1.5kg壓力下復(fù)合制成 聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三層復(fù)合的聚烯烴微孔膜。其性能見下表1。
實施例2 將兩層厚度均為12iim的聚丙烯微孔膜和一層厚度為8iim的融有低熔點物質(zhì) 的聚乙烯微孔膜疊加在一起，使融有低熔點物質(zhì)的聚乙烯微孔膜夾在兩層聚丙烯微孔膜 中間，添加的低熔點物質(zhì)為聚乙烯蠟和馬來酸酐的混合物(質(zhì)量比為4 : l)，添加量為 1. 5%，在烘箱內(nèi)恒溫8分鐘，烘箱溫度為107°C。利用輥筒在1. 8kg壓力下復(fù)合制成聚丙烯 /聚乙烯/聚丙烯三層復(fù)合的聚烯烴微孔膜。其性能見下表1。
實施例3 將兩層厚度均為15iim的聚丙烯微孔膜和一層厚度為10iim的融有低熔點物質(zhì)
的聚乙烯微孔膜疊加在一起，使融有低熔點物質(zhì)的聚乙烯微孔膜夾在兩層聚丙烯微孔膜
中間，添加的低熔點物質(zhì)為聚乙烯蠟和馬來酸酐的混合物(質(zhì)量比為4 : l)，添加量為
1. 8%，在烘箱內(nèi)恒溫11分鐘，烘箱溫度為ll(TC，利用輥筒在1. 5kg壓力下復(fù)合制成聚丙烯
/聚乙烯/聚丙烯三層復(fù)合的聚烯烴微孔膜。其性能見下表1。 表l微孔膜性能對比表剝離強(qiáng) 9crc， i小時
微孔膜 透氣性，
項目 厚度，Pm 度， 孔隙率，％ 內(nèi)的縱向收
孑L徑，U m sec/10cc
g/cm 縮率，％
實施例l25 0.02-0.07 8 41 43 1.1
實施例232 0.03-0.09 10 44 41 1.3
實施例3 40 0.03-0.10 11 47 38 1.2 本發(fā)明中的孔隙率采用壓汞儀測量；透氣性采用Gurley透氣度測量儀測量；剝離 強(qiáng)度采用引張壓縮試驗機(jī)測量，剝離速率為6英寸/分鐘。
權(quán)利要求
一種聚烯烴復(fù)合微孔膜，其特征在于，它采用聚乙烯和聚丙烯為原料制成聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯復(fù)合微孔膜，其中，聚乙烯內(nèi)融有低熔點物質(zhì)；所述低熔點物質(zhì)是熔點為80～120℃的低分子量聚乙烯、聚丙烯或其接枝、嵌段共聚物中的至少一種和馬來酸酐的混合物，所述低熔點物質(zhì)的添加質(zhì)量百分比為聚乙烯的0.01～5.00％。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚烯烴復(fù)合微孔膜，其特征在于，所述復(fù)合微孔膜由兩層以 上聚丙烯層及其相鄰隔層夾連聚乙烯層組成。
3. —種制備如權(quán)利要求1所述聚烯烴復(fù)合微孔膜的方法，其特征在于，它采用如下工 藝步驟a、 單層聚丙烯、聚乙稀微孔膜的制備，將原料聚丙烯及含低熔點物質(zhì)的聚乙烯分別加 熱熔融，其中，聚丙烯的熱熔溫度為190 27(TC，聚乙烯的熱熔溫度為160 270°C ;通過 T型流延模頭擠出，模頭的?？陂_隙為0. 5 5. 0mm，牽伸速度為50 200米/分鐘，經(jīng)退 火、拉伸制成單層聚丙烯微孔膜基膜和單層聚乙烯微孔膜基膜；b、 復(fù)合，將兩層聚丙烯微孔膜中間夾連融有低熔點物質(zhì)的聚乙烯微孔膜，在溫度為 80 12(TC條件下，恒溫1 30分鐘，在0. 1 6. 0Kg壓力下復(fù)合，制成復(fù)合的聚烯烴微孔 膜。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚烯烴復(fù)合微孔膜的制備方法，其特征在于，所述聚丙烯微 孔膜采用干法工藝生產(chǎn)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚烯烴復(fù)合微孔膜的制備方法，其特征在于，所述聚乙烯微 孔膜采用干法工藝生產(chǎn)。
全文摘要
一種聚烯烴復(fù)合微孔膜及其制備方法，它采用聚乙烯和聚丙烯為原料制成聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三層復(fù)合微孔膜，其中，聚乙烯內(nèi)融有低熔點物質(zhì)；所述低熔點物質(zhì)是熔點為80～120℃的低分子量聚乙烯、聚丙烯或其接枝、嵌段共聚物中的至少一種和馬來酸酐的混合物，所述低熔點物質(zhì)的添加質(zhì)量百分比為聚乙烯的0.01～5.00％。本發(fā)明的制備方法不破壞基膜、安全性能好、操作簡單、設(shè)備投資小、制作過程不堵塞膜孔、孔隙率高、且孔隙率容易控制，適于制作透氣性材料、超濾、膜過濾、超級電容器和電池隔膜等所用各種類型的聚烯烴微孔膜。
文檔編號B29C47/92GK101700702SQ20091007583
公開日2010年5月5日 申請日期2009年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月30日
發(fā)明者徐長城, 牛樹章, 谷傳明, 陳曉燕 申請人:滄州明珠塑料股份有限公司