專利名稱：?jiǎn)蜗蚶炀鶆蚩烧{(diào)微孔結(jié)構(gòu)耐高溫隔膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種單向拉伸均勻可調(diào)微孔結(jié)構(gòu)耐高溫隔膜的制備方法，屬于聚烯烴隔膜技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
聚丙烯隔膜是ー種拉伸強(qiáng)度高、耐高溫性能良好的隔膜制品，廣泛用于エ業(yè)生產(chǎn)，例如鋰電池隔膜。這種隔膜制品需要具有阻礙電子傳導(dǎo)的能力，現(xiàn)有技術(shù)通常是在聚丙烯材料中添加無(wú)機(jī)顆粒材料，如ニ氧化鈦和ニ氧化硅材料，在電池正常狀態(tài)下可減少電池內(nèi)部漏電的能力一般，則在電池遇到高溫或外界壓カ的緊急狀況下容易發(fā)生正負(fù)極短路。原因是上述無(wú)機(jī)粒子一般分布于隔膜表面，并沒(méi)有混入隔膜內(nèi)部，在使用時(shí)容易脫落。另外，現(xiàn)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(chǎn)品，會(huì)根據(jù)不 同的使用功能制作成不同孔隙的產(chǎn)品。微孔隔膜一般是隔膜孔隙在納米級(jí)的產(chǎn)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(xué)性質(zhì)下降，穩(wěn)定性不高。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供ー種單向拉伸均勻可調(diào)微孔結(jié)構(gòu)耐高溫隔膜，使產(chǎn)品微孔結(jié)構(gòu)均勻，并且可以調(diào)整，大大降低了隔膜熱收縮率，提高產(chǎn)品質(zhì)量。本發(fā)明是通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的ー種單向拉伸均勻可調(diào)微孔結(jié)構(gòu)耐高溫隔膜的制備方法，是通過(guò)以下的步驟實(shí)現(xiàn)的(I)將納米氧化鋁在四異丙基ニ鈦酸酯中進(jìn)行表面預(yù)處理，具體為將所述納米氧化鋁質(zhì)量的I 4%的四異丙基ニ鈦酸酯和聚丙烯與納米氧化鋁進(jìn)行混合，在120 145°C條件下硫化20min,再在150°C條件下二次硫化3h ；(2)將預(yù)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(zhì)量的
O.5% 2. 5%，對(duì)原料進(jìn)行熔融，采用流延法制成基膜，制成的基膜經(jīng)70 155°C，IOmin 30h退火；(3)將基膜在10 155°C、拉伸速度為O. I 30m/min，拉伸比為I 3倍的條件下進(jìn)行拉伸形成微孔結(jié)構(gòu)；(4)微孔薄膜進(jìn)行再拉伸，拉伸比為O. 5 I. 5, 70 165°C定型Imin IOh,形成
聚烯烴微孔膜產(chǎn)品。所述步驟(2)中熔融溫度為190 270°C。本發(fā)明經(jīng)過(guò)預(yù)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⑶中拉伸具體為首先在10 100°C，拉伸比為I 3倍的條件下進(jìn)行冷拉伸，形成銀紋缺陷為止；然后在100 155°C，拉伸比為I 3倍的條件下進(jìn)ー步拉伸形成微孔結(jié)構(gòu)。所述步驟(3)中的微孔結(jié)構(gòu)的微孔為IOnm 30nm。
本發(fā)明的有益效果為I、無(wú)機(jī)粒子不易脫落，增強(qiáng)隔膜的穩(wěn)定性；2、增強(qiáng)隔膜產(chǎn)品的力學(xué)性能；3、生產(chǎn)成本降低。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)ー步說(shuō)明。實(shí)施例I采用IOOKg聚丙烯作為原料。 (I)取納米氧化鋁lKg，取25g四異丙基ニ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°C之間，硫化20min，再在控制溫度為150°C條件下ニ次硫化3h ；(2)取上述預(yù)處理后的納米氧化鋁O. 8Kg均勻混入完全I(xiàn)OOKg聚丙烯中，對(duì)上述混合原料進(jìn)行熔融，熔融溫度為190 270°C，采用流延法制成基膜，制成的基膜經(jīng)控制溫度在70 155°C，IOmin 30h進(jìn)行退火；(3)將上述基膜控制拉伸比為I倍條件不變，控制20°C條件下冷拉伸，基膜逐漸形成銀紋缺陷，繼續(xù)拉伸，直到基膜形成均勻的銀紋缺陷為止；然后在100 125°C條件下進(jìn)一步拉伸形成微孔結(jié)構(gòu)，保證微孔在IOnm停止；(4)上述微孔薄膜進(jìn)行再拉伸，拉伸比為O. 5，控制溫度在70 100°C定型lOmin，形成聚烯烴微孔膜產(chǎn)品。實(shí)施例2采用IOOKg聚丙烯作為原料。(I)取納米氧化鋁3Kg，取40g四異丙基ニ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°C之間，硫化20min，再在控制溫度為150°C條件下ニ次硫化3h ；(2)取上述預(yù)處理后的納米氧化鋁2. 3Kg均勻混入完全I(xiàn)OOKg聚丙烯中，對(duì)上述混合原料進(jìn)行熔融，熔融溫度為190 270°C，采用流延法制成基膜，制成的基膜經(jīng)控制溫度在70 155°C，IOmin 30h進(jìn)行退火；(3)將上述基膜控制拉伸比為3倍條件不變，控制85°C條件下冷拉伸，基膜逐漸形成銀紋缺陷，繼續(xù)拉伸，直到基膜形成均勻的銀紋缺陷為止；然后在120 150°C條件下進(jìn)一步拉伸形成微孔結(jié)構(gòu)，保證微孔在28nm停止；(4)上述微孔薄膜進(jìn)行再拉伸，拉伸比為I. O，控制溫度在100 150°C定型8 10h，形成聚烯烴微孔膜產(chǎn)品。實(shí)施例3采用IOOKg聚丙烯作為原料。(I)取納米氧化鋁2Kg，取20g四異丙基ニ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°C之間，硫化20min，再在控制溫度為150°C條件下ニ次硫化3h ；(2)取上述預(yù)處理后的納米氧化鋁I. 8Kg均勻混入完全I(xiàn)OOKg聚丙烯中，對(duì)上述混合原料進(jìn)行熔融，熔融溫度為190 270°C，采用流延法制成基膜，制成的基膜經(jīng)控制溫度在70 155°C，IOmin 30h進(jìn)行退火；(3)將上述基膜控制拉伸比為2倍條件不變，控制55°C條件下冷拉伸，基膜逐漸形成銀紋缺陷，繼續(xù)拉伸，直到基膜形成均勻的銀紋缺陷為止；然后在130°C條件下進(jìn)ー步拉伸形成微孔結(jié)構(gòu)，保證微孔在21nm停止；(4)上述微孔薄膜進(jìn)行再拉伸，拉伸比為I. 5，控制溫度在85 105°C定型4 6h，形成聚烯烴微孔膜產(chǎn)品。本發(fā)明生產(chǎn)的微孔隔膜制品的微孔在10 30nm之間，當(dāng)添加少量納米氧化鋁制成的聚丙烯隔膜，可以在較低溫度下制成微孔直徑較小的隔膜制品；當(dāng)添加納米氧化鋁量較大時(shí)，聚丙烯隔膜可以提高制成溫度，隔膜制品的微孔也可以達(dá)到30nm，其力學(xué)強(qiáng)度更
聞。 采用本發(fā)明隔膜作為電池外膜的產(chǎn)品，具有更優(yōu)良的阻礙電子傳導(dǎo)的能力，在電池正常狀態(tài)下可以減少電池內(nèi)部漏電，在電池遇到高溫或外界壓カ的緊急狀況下可以阻止正負(fù)極短路。
權(quán)利要求
1.ー種單向拉伸均勻可調(diào)微孔結(jié)構(gòu)耐高溫隔膜的制備方法，其特征在于是通過(guò)以下的步驟實(shí)現(xiàn)的 (1)將納米氧化鋁在四異丙基ニ鈦酸酯中進(jìn)行表面預(yù)處理，具體為將所述納米氧化鋁質(zhì)量的I 4%的四異丙基ニ鈦酸酯和聚丙烯與納米氧化鋁進(jìn)行混合，在120 145°C條件下硫化20min,再在150°C條件下二次硫化3h ； (2)將預(yù)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(zhì)量的O.5% .2.5%，對(duì)原料進(jìn)行熔融，采用流延法制成基膜，制成的基膜經(jīng)70 155°C，IOmin 30h退火； (3)將基膜在10 155°C、拉伸速度為O.I 30m/min，拉伸比為I 3倍的條件下進(jìn)行拉伸形成微孔結(jié)構(gòu)； (4)微孔薄膜進(jìn)行再拉伸，拉伸比為O.5 I. 5, 70 165°C定型Imin IOh,形成聚烯烴微孔膜產(chǎn)品。
2.如權(quán)利要求I所述的單向拉伸均勻可調(diào)微孔結(jié)構(gòu)耐高溫隔膜的制備方法，其特征在于所述步驟(2)中熔融溫度為190 270°C。
3.如權(quán)利要求I所述的單向拉伸均勻可調(diào)微孔結(jié)構(gòu)耐高溫隔膜的制備方法，其特征在于所述步驟(3)中拉伸具體為首先在10 100°C，拉伸比為I 3倍的條件下進(jìn)行冷拉イ申，形成銀紋缺陷為止；然后在100 155°C，拉伸比為I 3倍的條件下進(jìn)ー步拉伸形成微孔結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求I所述的單向拉伸均勻可調(diào)微孔結(jié)構(gòu)耐高溫隔膜的制備方法，其特征在于所述步驟(3)中的微孔結(jié)構(gòu)的微孔為IOnm 30nm。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種單向拉伸均勻可調(diào)微孔結(jié)構(gòu)耐高溫隔膜的制備方法，是通過(guò)以下的步驟實(shí)現(xiàn)的(1)將納米氧化鋁在四異丙基二鈦酸酯中進(jìn)行表面預(yù)處理；(2)將預(yù)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(zhì)量的0.5％～2.5％，對(duì)原料進(jìn)行熔融，采用流延法制成基膜；(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(jìn)行拉伸形成微孔結(jié)構(gòu)；(4)微孔薄膜進(jìn)行再拉伸，拉伸比為0.5～1.5，70～165℃定型，形成聚烯烴微孔膜產(chǎn)品。本發(fā)明聚烯烴微孔隔膜產(chǎn)品孔隙均勻可調(diào)，降低隔膜熱收縮率。
文檔編號(hào)C08K9/04GK102672951SQ20121013093
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月27日
發(fā)明者范建國(guó) 申請(qǐng)人:南通天豐電子新材料有限公司