[發(fā)明專利]制備高強(qiáng)度高模量的聚烯烴薄膜的設(shè)備及方法和高強(qiáng)度高模量的聚烯烴薄膜

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911132107.0
• 申請(qǐng)日: 2019-11-19
• 公開（公告）號(hào): CN110815763B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郅立鵬;劉鵬;呂展飛;孫昌峰;徐陽;楊波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島藍(lán)科途膜材料有限公司
• 主分類號(hào): B29C48/08
• 分類號(hào): B29C48/08;B29C55/14;B29C55/16;B29K23/00
• 代理公司: 北京康盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11331
• 代理人: 董娣

本發(fā)明提供了一種制備高強(qiáng)度高模量的聚烯烴薄膜的設(shè)備及方法和高強(qiáng)度高模量的聚烯烴薄膜。制備高強(qiáng)度高模量的聚烯烴薄膜的設(shè)備，包括順次配置的熔融擠出機(jī)、冷卻系統(tǒng)、拉伸系統(tǒng)和萃取系統(tǒng)。制備高強(qiáng)度高模量的聚烯烴薄膜的方法，包括：將聚烯烴樹脂和溶劑在熔融擠出機(jī)中熔融塑化，經(jīng)模頭擠出后在定型輥和冷卻槽處實(shí)現(xiàn)熱致相分離得到鑄片，然后經(jīng)多級(jí)組合的拉伸系統(tǒng)拉伸、萃取系統(tǒng)萃取以及后處理得到所述高強(qiáng)度高模量的聚烯烴薄膜。高強(qiáng)度高模量的聚烯烴薄膜，使用所述的制備高強(qiáng)度高模量的聚烯烴薄膜的方法制得。使用本申請(qǐng)?zhí)峁┑脑O(shè)備和方法制得的聚烯烴薄膜，實(shí)現(xiàn)超高倍率拉伸，得到的薄膜具有良好的均勻性、強(qiáng)度、熱收縮性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聚烯烴薄膜領(lǐng)域，尤其涉及一種制備高強(qiáng)度高模量的聚烯烴薄膜的設(shè)備及方法和高強(qiáng)度高模量的聚烯烴薄膜。

背景技術(shù)

濕法鋰離子電池薄膜是目前液態(tài)鋰離子電池，尤其是動(dòng)力電池和高檔 3C數(shù)碼電池中必然采用的重要組件材料之一。聚烯烴薄膜由于具有低成本、高強(qiáng)度優(yōu)勢(shì)，相對(duì)于傳統(tǒng)材料更具性價(jià)比優(yōu)勢(shì)。

濕法聚烯烴薄膜制備的傳統(tǒng)方法是采用塑化擠出鑄片、單次異步或同步拉伸、萃取干燥、二次橫拉定型、收卷的工藝。為了保證塑化擠出后進(jìn)行萃冷的效果，一般鑄片厚度不超過2mm；單次的異步拉伸或者同步拉伸雙向拉伸的雙向(MD/TD)倍率不超過10/10倍。

現(xiàn)有技術(shù)在拉伸過程中，橫向拉伸倍數(shù)過大會(huì)導(dǎo)致薄膜中部由于重力作用，下垂作用明顯，容易產(chǎn)生薄膜刮擦設(shè)備、橫向受力不均等嚴(yán)重問題；對(duì)于單次同步拉伸，橫向存在與單次異步拉伸類似的前述問題；除此之外，對(duì)于雙向同步拉伸設(shè)備中的縱向拉伸，縱向倍率是通過鏈鋏變化的間距實(shí)現(xiàn)的，以初始鋏子間距0.05m計(jì)算，縱向倍率要達(dá)到100倍，兩個(gè)鏈鋏之間的最大間距需要達(dá)到5m，間距太大會(huì)造成薄膜在中間部分下凹，不利于受熱，同時(shí)也會(huì)帶來極大的邊際效應(yīng)，無法產(chǎn)出合格的薄膜。因此，目前主流的單次異步或同步拉伸設(shè)備工藝無法實(shí)現(xiàn)薄膜超高倍率的拉伸，一般停留在100倍以下；而低拉伸倍率獲得的薄膜存在著強(qiáng)度不足和模量較小的問題。

有鑒于此，特提出本申請(qǐng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種制備高強(qiáng)度高模量的聚烯烴薄膜的設(shè)備及方法和高強(qiáng)度高模量的聚烯烴薄膜，以解決上述問題。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明特采用以下技術(shù)方案：

一種制備高強(qiáng)度高模量的聚烯烴薄膜的設(shè)備，包括順次配置的熔融擠出機(jī)、冷卻系統(tǒng)、拉伸系統(tǒng)和萃取系統(tǒng)；

所述拉伸系統(tǒng)包括用于橫向拉伸被拉伸物的橫向拉伸機(jī)、用于縱向拉伸被拉伸物的縱向拉伸機(jī)、用于分切被拉伸物的分切機(jī)和用于雙向拉伸被拉伸物的雙向同步拉伸機(jī)中的多個(gè)。

通過多級(jí)拉伸和分切，解決拉伸過程中由于重力作用薄膜下垂所產(chǎn)生的問題，并由此帶來的單套同步雙向拉伸或單套異步拉伸設(shè)備拉伸倍率受限的問題，實(shí)現(xiàn)最大100*100倍的區(qū)域拉伸倍率，獲得強(qiáng)度高、模量大的薄膜。

優(yōu)選地，所述制備高強(qiáng)度高模量的聚烯烴薄膜的設(shè)備還包括擴(kuò)孔回縮用二次橫向拉伸系統(tǒng)、熱定型系統(tǒng)等系統(tǒng)。

優(yōu)選地，所述冷卻系統(tǒng)包括靠輥、定型輥、冷卻輥和冷卻槽；

所述定型輥設(shè)置在所述靠輥和所述冷卻輥之間，所述靠輥用于將來自所述熔融擠出機(jī)的模頭的熔體貼合在所述定型輥的表面，所述定型輥的下部設(shè)置在所述冷卻槽內(nèi)，所述冷卻輥用于冷卻所述定型輥處理得到的鑄片。

鑄片冷卻系統(tǒng)對(duì)大厚度的鑄片的冷卻效果不佳，會(huì)導(dǎo)致薄膜正反面熱歷史差異大，進(jìn)而造成性能差異大；由于鑄片的傳熱系數(shù)較低，當(dāng)鑄片較厚時(shí)，反面如不采取強(qiáng)制冷卻措施，會(huì)造成反面冷卻速度過慢形成大的片晶甚至球晶，在下一步拉伸成膜時(shí)，薄膜的性能差異被放大，本申請(qǐng)?zhí)峁┑睦鋮s系統(tǒng)可以有效解決常規(guī)的激冷輥系統(tǒng)不適用于大厚度鑄片的冷卻的問題(傳統(tǒng)激冷輥系統(tǒng)在處理厚度較小的鑄片時(shí)是可以保證其冷卻效果的)。