[发明专利]一种湿法制备聚烯烃微孔膜的方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，特别涉及一种湿法制备聚烯烃微孔膜的方法。

背景技术

在公知技术中，现有的聚烯烃微孔膜制备方法包括熔融拉伸法（干法）和热致相分离法（湿法）。湿法制造聚烯烃微孔膜的工艺过程是：将液体烃或一些小分子物质与聚烯烃树脂混合，加热熔融后，形成均匀的混合物；然后降温进行相分离，压制得膜片；再将膜片加热至接近熔点温度，进行双向拉伸，使分子链取向；最后保温一定时间，用易挥发物质洗脱残留的溶剂，从而制备出相互贯通的微孔膜材料。

由于聚烯烃树脂的分子链较长，在加热熔融阶段，受高温影响，容易发生热氧降解反应，使分子链的化学键断裂后生成活泼的自由基和氢过氧化物，氢过氧化物进一步发生分解反应，生成烃氧自由基和羟基自由基。这些自由基可以引发一系列的自由基链式反应，导致聚烯烃树脂的结构和性质发生根本变化。同时，由于高温熔融还容易造成树脂碳化，碳化的细小颗粒在铸片时随熔融的树脂一起挤出，最终将在薄膜上出现点子问题，直接造成产品薄膜品质劣化，降低成品率。此外，树脂碳化以后，还容易积存在双螺杆挤出机内，又要及时清洗去除这些碳化物质，以免对生产造成更为严重的破坏。这无疑大大增加了生产成本，也浪费了宝贵的生产时间，降低了生产效率。

为了避免上述问题的发生，在聚烯烃膜的制备过程中，通常需要加入抗氧剂。现有技术中，在制备聚烯烃微孔膜过程中添加抗氧剂的方式通常存在如下问题：（1）需要增加专用分散设备，如必须增加高速搅拌机进行预混和分散；（2）聚烯烃树脂与抗氧剂的混合，只是物理意义上的固固之间的机械混合，不能达到分子水平的均匀分散；（3）抗氧剂仍然残留在体系内部，很容易在膜的表面成雾起霜，既影响了材料的表观，又对聚烯烃微孔膜的机械性能造成负面影响。

如何将抗氧剂与聚烯烃树脂混合的更加均匀，使抗氧剂充分发挥作用，防止聚烯烃树脂在高温加工过程中发生热氧降解和碳化现象，以及如何在后期将其去除，是摆在科研人员面前的一个重要课题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供工艺简单、能够解决现有技术中聚烯烃树脂在高温加工过程中热氧降解和碳化现象的发生、抗氧剂与聚烯烃树脂混合分散的更加均匀以及抗氧剂在溶剂萃取过程中能够去除的湿法制备聚烯烃微孔膜的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种湿法制备聚烯烃微孔膜的方法，它以聚烯烃树脂、抗氧剂、液体石蜡为原料，用热致相分离方法制备微孔膜，并按如下步骤进行：

（1）将抗氧剂溶解在液体石蜡中，然后与聚烯烃树脂分别由不同加料口注入双螺杆挤出机内，采用梯度控制温度，使原料熔融混合成均一的熔体，其中，抗氧剂与聚烯烃树脂的质量比为1：20～10000，聚烯烃树脂与溶剂的质量比为1：1～9；梯度温度为60～240℃；

（2）将上述熔体由双螺杆挤出机模头连续挤出，经由10～50℃的冷却辊冷却成厚片；

（3）将上述厚片先进行纵向拉伸，冷却定型后，再进行同步双向拉伸，得到薄膜，其中：向拉伸拉伸倍率为2～10倍，同步双向拉伸倍率10～50倍，两次拉伸总倍率控制在20～200倍；

（4）用溶剂连续两次同时萃取上述薄膜中的液体石蜡和抗氧剂，并且在离开萃取槽时进行喷淋洗涤；其中在第一次萃取时间为1～10分钟， 第二次萃取时间为0.5～5分钟，喷淋时间为0.1～3分钟；

（5）将薄膜进行二次横向热拉伸，随后热定型，得到聚烯烃微孔膜。

上述方法中，所述的抗氧剂是受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂以及有机硫化合物抗氧剂中的至少一种。

上述方法中，所述的抗氧剂是带有碳的长链结构的受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂以及有机硫化合物抗氧剂。

上述方法中，所述抗氧剂是带有12个碳以上长链结构的受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂以及有机硫化合物抗氧剂。

上述方法中，所述抗氧剂可以选自β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯、双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯、硫代二丙酸双酯、硫代二丙酸双十二醇酯、硫代二丙酸双异构十三醇酯。

上述方法中，所述溶剂为二氯甲烷、正庚烷或正葵烷。

相对于现有技术，本发明具有以下优点：

1.由于抗氧剂溶解在液体石蜡中，使其在聚烯烃树脂中分散更加均匀，从而可以有效发挥抗氧剂抑制或延缓聚烯烃树脂热氧降解的作用，能够防止聚烯烃大分子链受热断裂，防止分子量下降，从而使聚烯烃高分子材料的优良性能得以保持。