專利名稱：一種聚丙烯微孔膜的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種聚丙烯微孔膜的制備方法，屬于高分子化學技術領域。
(二)
背景技術：
微孔膜位于鋰離子電池正極與負極之間，是鋰離子電池的重要組成部分。微孔膜的主要作用是隔離電池的正、負極，使電池內的電子不能自由穿過；但能夠讓電解質液中的離子在正負極間自由通過。 微孔膜的制備方法主要有熔融擠出/退火/單軸拉伸法(MEAUS)和熱致相分離(TIPS)兩大類方法。熱致相分離法制備微孔膜，是將聚合物與某些液態碳氫化合物或者低分子物質混合后熔融擠出成膜，經過單向或者雙向拉伸后，采用揮發性溶劑除去低分子物，制成互相貫通的微孔膜材料。熱致相分離法制膜的工藝復雜，需加入和脫除稀釋劑，因此生產費用相對較高，而且容易引發二次污染。 MEAUS法制備微孔膜的基本原理是將聚合物熔體擠出后在高拉伸應力場下結晶，形成具有垂直于擠出方向而又平行排列的片晶結構，然后經過熱處理得到硬彈性材料。具有硬彈性的聚合物膜拉伸后片晶之間分離，片晶之間的非晶相出現微纖化，形成大量的微孔結構，再經過熱定型即制得微孔膜。MEAUS不包括任何的相分離過程，不需要溶劑，其工藝相對簡單而且生產過程中無污染，是國際目前最先進的技術。 國外現有的熔融擠出/退火/單軸拉伸法制備聚烯烴微孔膜的成孔工藝采用在室溫及高溫下二次拉伸成孔，生產工藝復雜，設備費用高。
(三)
發明內容
本發明的目的在于克服上述不足，提供一種常溫下一次拉伸成孔、成本低、適應于工業生產的聚丙烯微孔膜的制備方法。 本發明的目的是這樣實現的一種聚丙烯微孔膜的制備方法，其特征在于該方法包括如下步驟 步驟一 硬彈性聚丙烯基膜的制備 將等規度^ 96%、密度為0. 9±0. 05g/cm3的擠出級聚丙烯樹脂，在180-25(TC溫度熔融擠出，直接經過拉伸輥拉伸，拉伸比為1 : 100-300，再經室溫冷卻后，制得硬彈性聚丙烯基膜；
步驟二 將步驟一制得的硬彈性聚丙烯基膜在100-16(TC溫度下退火5-60min ;
步驟三 將步驟二中退火后的硬彈性聚丙烯基膜在室溫下進行單向一次拉伸，拉伸率為130-250% ;
步驟四將步驟三拉伸后的膜在110-15(TC溫度下進行熱定型，時間5-10min，然后進行切割、收巻，制得膜厚20-50 ii m、孔徑0. 03-0. 1 y m、孔隙率35-50%的聚丙烯微孔膜。
本發明的關鍵點在于通過增加聚丙烯熔體拉伸比、降低熔體溫度，使硬彈性PP膜片a片晶的質量(數量、體積、排列)和結晶度改善，使彈性回復率增加，拉伸強度增大，斷裂伸長率降低。然后經過退火處理，增加硬彈性PP膜的取向度，使結晶更加完善，隨著退火溫度的升高和退火時間的延長，硬彈性PP膜的熔點升高、片晶厚度和結晶度逐漸增加，彈性回復率逐漸增大，從而得到彈性回復率(ER1Q。)可達95%的硬彈性聚丙烯基膜。將彈性回復率(ER，)95X的硬彈性聚丙烯基膜常溫單向一次拉伸后，經熱定型處理，使彈性回復率(ER1Q。)逐漸減小趨向于一個定值90%，從而制得厚度薄、孔隙率適中、孔徑分布窄的聚丙烯微孔膜。 本發明將熔融擠出、高倍拉伸、冷卻、退火、單向一次拉伸、熱定型、切割、收巻集成在一起，其成本低、可以實現聚丙烯微孔膜的連續化生產。
具體實施方式
實施例1 : 將等規度^ 96%、密度為0. 9±0. 05g/cm3的擠出級聚丙烯樹脂，在20(TC溫度熔融擠出后，拉伸比為l : 100，再經室溫冷卻后，制得硬彈性聚丙烯基膜；在13(TC溫度下退火20min，然后在室溫下進行單向一次拉伸，拉伸率為150%后，在14(TC溫度下進行熱定型，時間5min，最后進行切割、收巻，制得膜厚50 y m、孔徑0. 1 y m、孔隙率40%的聚丙烯微孔膜。
實施例2 : 將等規度^ 96%、密度為0. 9±0. 05g/cm3的擠出級聚丙烯樹脂，在21(TC溫度熔融擠出后，拉伸比為l : 150，再經室溫冷卻后，制得硬彈性聚丙烯基膜；在135t:溫度下退火25min，然后在室溫下進行單向一次拉伸，拉伸率為200%后，在15(TC溫度下進行熱定型，時間7min，最后進行切割、收巻，制得膜厚40 y m、孔徑0. 06 y m、孔隙率45%的聚丙烯微孔膜。
實施例3 : 將等規度^ 96%、密度為0. 9±0. 05g/cm3的擠出級聚丙烯樹脂，在225。C溫度熔融擠出后，拉伸比為l : 200，再經室溫冷卻后，制得硬彈性聚丙烯基膜；在14(TC溫度下退火40min，然后在室溫下進行單向一次拉伸，拉伸率為150%后，在13(TC溫度下進行熱定型，時間10min，最后進行切割、收巻，制得膜厚20 y m、孔徑0. 05 y m、孔隙率50%的聚丙烯微孔膜。
實施例4 : 將等規度^ 96%、密度為0. 9±0. 05g/cm3的擠出級聚丙烯樹脂，在245。C溫度熔融擠出后，拉伸比為l : 250，再經室溫冷卻后，制得硬彈性聚丙烯基膜；在13(TC溫度下退火20min，然后在室溫下進行單向一次拉伸，拉伸率為130%后，在ll(TC溫度下進行熱定型，時間5min，最后進行切割、收巻，制得膜厚50 y m、孔徑0. 03 y m、孔隙率35%的聚丙烯微孔膜。
實施例5 : 將等規度^ 96%、密度為0. 9±0. 05g/cm3的擠出級聚丙烯樹脂，在195。C溫度熔融擠出后，拉伸比為i : 180，再經室溫冷卻后，制得硬彈性聚丙烯基膜；在i45t:溫度下退
火60min，然后在室溫下進行單向一次拉伸，拉伸率為210%后，在12(TC溫度下進行熱定 型，時間6min，最后進行切割、收巻，制得膜厚43 y m、孔徑0. 07 y m、孔隙率39%的聚丙烯微 孔膜。 上述實施例中，使用的擠出機為串聯式MHI擠出機；其通過大口徑低產量、串通式 MHI擠出機這一特殊的擠出條件；大直徑、高精度的拉伸輥(直徑達2. 4米，溫度控制精度 為0. 2°C )，實現熔融下高倍拉伸。
權利要求
一種聚丙烯微孔膜的制備方法，其特征在于該方法包括如下步驟步驟一硬彈性聚丙烯基膜的制備將等規度≥96％、密度為0.9±0.05g/cm3的擠出級聚丙烯樹脂，在180-250℃溫度熔融擠出后，直接經過拉伸輥拉伸，拉伸比為1∶100-300，再經室溫冷卻后，制得硬彈性聚丙烯基膜；步驟二將步驟一制得的硬彈性聚丙烯基膜在100-160℃溫度下退火5-60min；步驟三將步驟二中退火后的硬彈性聚丙烯基膜在室溫下進行單向一次拉伸，拉伸率為130-250％；步驟四將步驟三拉伸后的膜在110-150℃溫度下進行熱定型，時間5-10min，然后進行切割、收卷，制得膜厚20-50μm、孔徑0.03-0.1μm、孔隙率35-50％的聚丙烯微孔膜。
全文摘要
本發明涉及一種聚丙烯微孔膜的制備方法，其特征在于該方法包括如下步驟步驟一將等規度≥96％、密度為0.9±0.05g/cm3的擠出級聚丙烯樹脂，在180-250℃溫度熔融擠出后，直接經過拉伸輥拉伸，拉伸比為1∶100-300，再經室溫冷卻后，制得硬彈性聚丙烯基膜；步驟二將步驟一制得的硬彈性聚丙烯基膜在100-160℃溫度下退火5-60min；步驟三將步驟二中退火后的硬彈性聚丙烯基膜在室溫下進行單向一次拉伸，拉伸率為130-250％；步驟四將步驟三拉伸后的膜在110-150℃溫度下進行熱定型，時間5-10min，然后進行切割、收卷，制得膜厚20-50μm、孔徑0.03-0.1μm、孔隙率35-50％的聚丙烯微孔膜。本發明聚丙烯微孔膜的制備方法，常溫下一次拉伸成孔、成本低、適應于工業生產。
文檔編號B29C71/02GK101704299SQ20091018531
公開日2010年5月12日 申請日期2009年11月5日 優先權日2009年11月5日
發明者單衛忠, 薛峰, 薛志剛 申請人:江蘇申龍創業集團有限公司