[發明專利]一種低分散劑含量聚烯烴微球乳液的制備方法和應用

有效

• 申請號: 202310043367.0
• 申請日: 2023-01-29
• 公開（公告）號: CN115926195B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 姚坤
• 申請（專利權）人: 廣東碳語新材料有限公司
• 主分類號: C08J3/03
• 分類號: C08J3/03;C08J3/12;C08J3/28;C08L51/06;C08F255/02;C08F220/10;C08F220/34;H01M50/414
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產權代理有限公司 22214
• 代理人: 李外

本發明提供一種低分散劑含量聚烯烴微球及其制備方法和應用，屬于聚烯烴微球制備技術領域。該方法將聚烯烴粉料進行表面氧化，然后在水中進行分散，加入乳化劑形成乳液，然后在氮氣的保護下，滴加丙烯酸酯類單體進行自由基乳液聚合，即可得到聚烯烴微球乳液，將聚烯烴微球乳液進行噴霧干燥，得到聚烯烴微球粉體，將聚烯烴微球粉體加入分散劑即可得到低分散劑含量聚烯烴微球乳液。本發明還提供上述聚烯烴微球乳液在制備涂覆隔膜中的應用。本發明在制備過程中使用了0.5％以下的分散劑，分散劑含量低，同時聚烯烴表面帶有丙烯酸酯，自身具有一定粘接能力，避免了大量乳化劑帶來的堵孔和電池內阻增大問題。

技術領域

本發明屬于聚烯烴微球乳液制備技術領域，具體涉及一種低分散劑含量聚烯烴微球乳液的制備方法和應用。

背景技術

聚烯烴材料作為一種原料易得、性能穩定的高分子材料，在鋰電池領域可以用來作為隔膜的涂布原料。但由于聚烯烴極性弱，疏水性強，在將其制備成微球乳液使用時，需要在制備過程加入超過10wt％分散劑。大量分散劑的加入，會造成隔膜堵孔，引起隔膜透氣增加，進而導致電池內阻增大，鋰電池穩定性受到影響，為了解決分散劑對鋰電池穩定性及壽命的影響，需要尋找降低分散劑含量的有效方法。

發明內容

本發明公開了一種低分散劑含量聚烯烴微球乳液的制備方法和應用，該方法在制備過程中只需加入少量的分散劑即可形成穩定分散的聚烯烴微球乳液，該微球乳液可用于制備鋰電池隔膜涂層材料。

本發明首先提供一種低分散劑含量聚烯烴微球乳液的制備方法，包括：

將聚烯烴粉料進行表面氧化，然后在水中進行分散，加入乳化劑形成乳液，在氮氣的保護下，滴加丙烯酸酯類單體進行自由基乳液聚合，即可得到聚烯烴微球乳液，將聚烯烴微球乳液進行噴霧干燥，得到聚烯烴微球粉體，將聚烯烴微球粉體加入分散劑即可得到低分散劑含量聚烯烴微球乳液。

優選的是，所述的聚烯烴粉料包括聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯的均聚或共聚物粉料。

優選的是，所述的分散劑的含量小于0.5％。

優選的是，所述的分散劑為陰離子分散劑或非離子分散劑中的一種或兩種。

優選的是，所述的陰離子分散劑為烷基硫酸鹽、烷基苯磺酸鹽、磷酸鹽；所述的非離子分散劑為聚氧乙烯醚、聚氧丙烯醚、環氧乙烷和環氧丙烷嵌段共聚物、多元醇脂肪酸酯或聚乙烯醇。

優選的是，所述的丙烯酸酯類包括丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙基丙烯酸酯或氰基丙烯酸酯中的一種或幾種。

優選的是，所述的聚烯烴粉料與丙烯酸類單體的質量比為1：(0.001-0.01)。

優選的是，所述的噴霧干燥的溫度為100-300℃，時間為2-60s。

本發明還提供上述制備方法得到低分散劑含量聚烯烴微球乳液。

本發明還提供上述低分散劑含量聚烯烴微球乳液在制備涂覆隔膜中的應用。

本發明的有益效果

本發明公開了一種低分散劑含量聚烯烴微球乳液的制備方法和應用，聚烯烴微球顆粒是由聚烯烴內核和丙烯酸酯類殼組成的核殼結構，聚烯烴微球的粒徑小于2um；在微球乳液的制備過程中，通過聚烯烴粉末的表面氧化處理增加表面極性，接枝丙烯酸酯極性單體，使得表面親水性大幅增加，從而減少聚合物微球在水中穩定時的分散劑含量。由此制備的聚烯烴微球涂布隔膜與正負極片有較好粘接強度，同時避免了大量分散劑帶來的堵孔、黑斑析鋰和電池內阻增大、循環壽命不足問題。

和現有技術相對比，本發明在制備過程中使用了0.5％以下的分散劑，分散劑含量低，同時微球表面帶有丙烯酸酯，自身具有一定粘接能力，大大減少涂布時粘接劑、分散劑、潤濕劑的用量，既節約了物料成本，也避免了粘接劑分散劑造成的堵孔和電池內阻增大等問題。

具體實施方式