[发明专利]一种湿法制备多层聚烯烃微孔膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子技术领域中的一种湿法制备多层聚烯烃微孔膜的方法。

背景技术

聚烯烃微孔膜广泛应用于制备电容器隔膜及各种分离膜，尤其是大量用作锂离子电池隔膜。 在已知技术中，现有的多层聚烯烃微孔膜的制作方法包括熔融拉伸法(俗称干法)和热致相分 离法(俗称湿法)。热致相分离工艺的多层聚烯烃微孔膜的制作方法主要是在高温下把聚合物溶 于高沸点、低挥发性的溶剂中，形成均相溶液，然后降温冷却，冷却过程中体系发生分相，形 成以聚合物为连续相，溶剂为分散相的两相结构，再选用相应的挥发性萃取剂把成膜溶剂去除 掉，从而获得相应结构形状的聚合物微孔膜，主要为单层的聚乙烯微孔膜。聚乙烯微孔膜产品 虽然闭孔温度较低，但是熔断温度也低，在用作锂离子电池隔膜中，一但电池发生故障，在隔 膜闭孔后内部温度仍继续升高，致使隔膜产生熔断，造成电池正负极直接接触，存在产生爆炸 等危险。

发明内容

本发明之目的是提供一种制作工艺简单、去除成膜溶剂所用萃取洗涤剂耗量低、所得聚烯 烃微孔膜产品安全性能高、浸润性好、剥离强度高的一种新的聚烯烃微孔膜制作方法。

解决上述问题所采用的技术方案是：

一种湿法制备多层聚烯烃微孔膜的方法，它以聚烯烃树脂为原料，采用热致相分离方法制 作聚烯烃微多孔膜，其具体工序为：

a.聚烯烃均相溶液的配制工序

将聚烯烃树脂、接枝单体、引发剂和成膜溶剂加入双螺杆挤出机混合成均相溶液，并将溶 液在螺杆挤出机内熔体温度为170～300℃进行接枝反应后，通过螺杆挤出机的三层模头共挤出；

b.凝胶片材的形成工序

将上述a.工序螺杆挤出机模头挤出的聚烯烃均相溶液，经铸片辊上冷却成聚烯烃片材， 其中铸片辊的温度为20～40℃；

c.拉伸工序

将上述b.工序的片材在60～135℃下，先进行预热处理后，经双向拉伸制成聚烯烃薄膜， 双向拉伸的温度为90～150℃，纵向拉伸倍率为150％～500％，横向拉伸倍率为150％～300％；

d.成膜溶剂的去除工序

将c工序拉伸制成的聚烯烃薄膜浸入清洗剂中，经超声波发生器通过超声波萃取除去成膜 溶剂，所用超声波的频率范围为20～500kHz，强度为1～10W/cm²，超声波萃取主要是通过压电 换能器产生的快速机械振动波作用于清洗剂，具有一定的振动能的清洗剂作用于含有目标清洗 物的样品基体，来减少目标清洗物与样品基体之间的作用力从而实现固-液萃取分离的，超声波 的振动均匀，样品内各点受到的作用力一致，整个样品溶剂去除均匀性好；

e.干燥工序

在d工序去除成膜溶剂后，进入设置有人字形槽纹橡胶辊的气流干燥设备，槽纹内物质在 辊的旋转过程中向辊两侧移动，以用来清理回收薄膜析出的杂质及表面沾附的清洗剂，提高后 续的气流干燥效率，同时还具有展平薄膜的作用，气流干燥过程中，吹入的空气先预热到30～80 ℃，干燥处理过程在膜纵向保持张力、横向处于松弛的状态下进行；

f.热处理定型工序

将e工序后的微多孔膜在60～140℃条件下进行热定型处理，定型时间为0.5～6.0分钟， 热处理过程中纵向保持一定的张力，横向处于松弛状态，制得聚烯烃微孔膜产品。

上述湿法制备多层聚烯烃微孔膜的方法，所述原料聚烯烃中聚丙烯树脂为灰分含量＜ 40ppm、残留物含量＜5ppm(通称高纯度级)的聚丙烯树脂(PP)和聚乙烯树脂为灰分含量＜40ppm、 残留物含量＜5ppm(通称高纯度级)的高密度聚乙烯树脂(HDPE)。

上述湿法制备多层聚烯烃微孔膜的方法，所述螺杆挤出机的三层模头共挤出的原料排列层 次为：聚乙烯树脂/聚丙烯树脂/聚乙烯树脂或聚丙烯树脂/聚乙烯树脂/聚丙烯树脂的顺序。

上述湿法制备多层聚烯烃微孔膜的方法，所述两种原料聚丙烯树脂(PP)、聚乙烯树脂 (HDPE)先分别与接枝单体、引发剂和成膜溶剂混合，再加入到各自的双螺杆挤出机中，双螺 杆挤出机长径比L/D(其中L为螺杆长度，D为螺杆直径)为25～45，经双螺杆挤出机挤出的 均相溶液，再进入挤出机的三层模头共挤出。