[發明專利]單向拉伸均勻可調微孔結構耐高溫隔膜的制備方法

在審

• 申請號: 201210130935.2
• 申請日: 2012-04-27
• 公開（公告）號: CN102672951A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 范建國
• 申請（專利權）人: 南通天豐電子新材料有限公司
• 主分類號: B29C55/02
• 分類號: B29C55/02;B29C35/02;H01M2/16;C08L23/12;C08K9/04;C08K3/22;B29L7/00
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技術領域

本發明涉及一種單向拉伸均勻可調微孔結構耐高溫隔膜的制備方法，屬于聚烯烴隔膜技術領域。

背景技術

聚丙烯隔膜是一種拉伸強度高、耐高溫性能良好的隔膜制品，廣泛用于工業生產，例如鋰電池隔膜。這種隔膜制品需要具有阻礙電子傳導的能力，現有技術通常是在聚丙烯材料中添加無機顆粒材料，如二氧化鈦和二氧化硅材料，在電池正常狀態下可減少電池內部漏電的能力一般，則在電池遇到高溫或外界壓力的緊急狀況下容易發生正負極短路。原因是上述無機粒子一般分布于隔膜表面，并沒有混入隔膜內部，在使用時容易脫落。

另外，現有的聚丙烯隔膜孔隙不均勻，由于聚丙烯隔膜主要是定制產品，會根據不同的使用功能制作成不同孔隙的產品。微孔隔膜一般是隔膜孔隙在納米級的產品，如果孔隙不均勻，則在高溫下容易收縮，造成隔膜制品力學性質下降，穩定性不高。

發明內容

本發明提供一種單向拉伸均勻可調微孔結構耐高溫隔膜，使產品微孔結構均勻，并且可以調整，大大降低了隔膜熱收縮率，提高產品質量。

本發明是通過以下的技術方案實現的：

一種單向拉伸均勻可調微孔結構耐高溫隔膜的制備方法，是通過以下的步驟實現的：

(1)將納米氧化鋁在四異丙基二鈦酸酯中進行表面預處理，具體為將所述納米氧化鋁質量的1～4％的四異丙基二鈦酸酯和聚丙烯與納米氧化鋁進行混合，在120～145℃條件下硫化20min，再在150℃條件下二次硫化3h；

(2)將預處理后的納米氧化鋁均勻混入聚合物中，加入量為聚合物質量的0.5％～2.5％，對原料進行熔融，采用流延法制成基膜，制成的基膜經70～155℃，10min～30h退火；

(3)將基膜在10～155℃、拉伸速度為0.1～30m/min，拉伸比為1～3倍的條件下進行拉伸形成微孔結構；

(4)微孔薄膜進行再拉伸，拉伸比為0.5～1.5，70～165℃定型1min～10h，形成聚烯烴微孔膜產品。

所述步驟(2)中熔融溫度為190～270℃。本發明經過預處理的納米氧化鋁是與聚合物混合的，而非在聚合物成膜后貼覆在其表面。

所述步驟(3)中拉伸具體為：首先在10～100℃，拉伸比為1～3倍的條件下進行冷拉伸，形成銀紋缺陷為止；然后在100～155℃，拉伸比為1～3倍的條件下進一步拉伸形成微孔結構。

所述步驟(3)中的微孔結構的微孔為10nm～30nm。

本發明的有益效果為：

1、無機粒子不易脫落，增強隔膜的穩定性；

2、增強隔膜產品的力學性能；

3、生產成本降低。

具體實施方式

以下結合實施例，對本發明做進一步說明。

實施例1

采用100Kg聚丙烯作為原料。

(1)取納米氧化鋁1Kg，取25g四異丙基二鈦酸酯加入上述納米氧化鋁中，攪拌混合，放入加熱釜，控制溫度在120～145℃之間，硫化20min，再在控制溫度為150℃條件下二次硫化3h；

(2)取上述預處理后的納米氧化鋁0.8Kg均勻混入完全100Kg聚丙烯中，對上述混合原料進行熔融，熔融溫度為190～270℃，采用流延法制成基膜，制成的基膜經控制溫度在70～155℃，10min～30h進行退火；

(3)將上述基膜控制拉伸比為1倍條件不變，控制20℃條件下冷拉伸，基膜逐漸形成銀紋缺陷，繼續拉伸，直到基膜形成均勻的銀紋缺陷為止；然后在100～125℃條件下進一步拉伸形成微孔結構，保證微孔在10nm停止；

(4)上述微孔薄膜進行再拉伸，拉伸比為0.5，控制溫度在70～100℃定型10min，形成聚烯烴微孔膜產品。

實施例2

采用100Kg聚丙烯作為原料。

(1)取納米氧化鋁3Kg，取40g四異丙基二鈦酸酯加入上述納米氧化鋁中，攪拌混合，放入加熱釜，控制溫度在120～145℃之間，硫化20min，再在控制溫度為150℃條件下二次硫化3h；

(2)取上述預處理后的納米氧化鋁2.3Kg均勻混入完全100Kg聚丙烯中，對上述混合原料進行熔融，熔融溫度為190～270℃，采用流延法制成基膜，制成的基膜經控制溫度在70～155℃，10min～30h進行退火；

(3)將上述基膜控制拉伸比為3倍條件不變，控制85℃條件下冷拉伸，基膜逐漸形成銀紋缺陷，繼續拉伸，直到基膜形成均勻的銀紋缺陷為止；然后在120～150℃條件下進一步拉伸形成微孔結構，保證微孔在28nm停止；