[發明專利]一種聚烯烴材料的親水改性方法、親水型聚烯烴材料、用于聚烯烴材料親水改性的反應液

有效

• 申請號: 201810792452.6
• 申請日: 2018-07-18
• 公開（公告）號: CN113429618B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 張金輝;焦令寬;王國輝;王瓏;安佳琳;張曉楠;王博;豐華
• 申請（專利權）人: 河南天工膜材新能源科技有限公司
• 主分類號: C08J9/36
• 分類號: C08J9/36;C08J9/40;C08L23/12;H01M50/403;H01M50/417
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 胡云飛

本發明涉及一種聚烯烴材料的親水改性方法、親水型聚烯烴材料、用于聚烯烴材料親水改性的反應液，屬于聚烯烴材料的化學處理技術領域。本發明的聚烯烴材料的親水改性方法，包括對聚烯烴材料進行表面氧化活化處理，然后采用聚乙烯吡咯烷酮接枝聚合；所述聚乙烯吡咯烷酮的K值為88～98。本發明的聚烯烴材料的親水改性方法，工藝簡單、成本低，以K值為88～98的聚乙烯吡咯烷酮對進行表面活化的聚烯烴進行接枝聚合，大大降低了聚烯烴材料的水接觸角，特別是對于聚丙烯材料，能夠使其水接觸角由親水改性前的100°～150°降至10°以下，大大擴展了聚烯烴材料的應用范圍。

技術領域

本發明涉及一種聚烯烴材料的親水改性方法、親水型聚烯烴材料、用于聚烯烴材料親水改性的反應液，屬于聚烯烴材料的化學處理技術領域。

背景技術

聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴是一類價格低廉、具有優良的化學穩定性和熱穩定性的聚合物材料，由其制備得到聚烯烴材料已被廣泛應用于工業、農業、醫藥、環保、電池等領域，尤其是由其制備的聚乙烯微孔膜及聚丙烯微孔膜由于良好的絕緣性和對鋰離子的通導性在鋰離子電池領域得到了廣泛的應用。但是由于這類聚烯烴化學結構的原因、極性低且結晶性高，所以親水性差、且不易使其化學改性。

如用于鋰離子電池的聚丙烯微孔膜在水性溶液中溶液很難浸潤到聚丙烯微孔膜內部，使得其無法直接應用于鎳氫電池等水性電池領域。鎳氫電池屬二次電池，雖能量密度較鋰離子電池低，但由于其電解液為KOH水溶液遇到高溫時不會發生脹氣，安全性較好。為使常規聚烯烴微孔膜能夠應用于鎳氫電池領域，需要對常規聚烯烴微孔膜進行親水化處理。

現有技術中，在改善這類聚烯烴材料的親水性時需要施以臭氧處理、等離子體處理、紫外線照射處理、高壓放電處理、電暈放電處理等各種表面活化處理。如申請公布號為CN107887555A的中國發明專利申請中公開一種輝光放電制備改性聚烯烴非織造隔膜的方法，該方法包括以下步驟：將乙烯基硅烷偶聯劑在水中攪拌得到乙烯基二氧化硅納米顆粒水溶膠，向其中加入親水性接枝單體和引發劑，通氮氣備用；將聚烯烴非織造隔膜在3.0～6.0kV的電壓下以2～6m/min的速度通過電暈處理器，然后立即放入含有接枝單體和引發化硅納米顆粒水溶膠中進行接枝改性，反應后取出、洗凈、干燥得到改性聚烯烴非織造隔膜。該方法能夠改善聚烯烴非織造隔膜的親水性，但是工藝較為復雜、成本較高。

發明內容

本發明的目的是提供一種工藝簡單、低成本的聚烯烴材料的親水改性方法。

本發明還提供了一種上述親水改性方法制得的親水型聚烯烴材料，以及一種用于聚烯烴材料親水改性的反應液。

為了實現以上目的，本發明的聚烯烴材料的親水改性方法所采用的技術方案是：

一種聚烯烴材料的親水改性方法，包括對聚烯烴材料進行表面氧化活化處理，然后采用聚乙烯吡咯烷酮接枝聚合；所述聚乙烯吡咯烷酮的K值為88～98。

本發明的聚烯烴材料的親水改性方法，工藝簡單、成本低，以K值為88～98的聚乙烯吡咯烷酮對進行表面活化的聚烯烴進行接枝聚合，大大降低了聚烯烴材料的水接觸角，特別是對于聚丙烯材料，能夠使其水接觸角由親水改性前的100°～150°降至10°以下，大大擴展了聚烯烴材料的應用范圍。

所述表面氧化活化處理為電暈放電處理。電暈放電處理過程中，聚烯烴分子在高頻、高壓環境中會發生化學鍵斷裂，增加了聚烯烴材料表面粗糙度和表面積，同時電暈裝置在放電時產生大量臭氧，臭氧作為強氧化劑能夠在聚烯烴材料表面發生奪氫反應形成不飽和鍵。

所述接枝聚合在引發劑下進行；所述引發劑為丁二酮、二苯甲酮、氧雜蒽酮中的至少一種。

優選的，所述聚烯烴材料為聚丙烯材料。