[发明专利]一种电池隔膜材料接枝处理设备及接枝处理方法

说明书

技术领域

本发明属于电池隔膜制备技术领域，具体涉及一种电池隔膜材料接枝处理设备及接枝处理方法。

背景技术

电池隔膜是二次电池的关键材料之一，其性能好坏直接影响着二次电池的综合性能。二次电池包括镍氢电池、镍锌电池、锌银电池、锌空电池、锂离子电池等，这类电池对电池隔膜的性能要求类似，如有良好的化学稳定性、亲润性、机械强度、透气性和小孔径高孔率的结构特点，只是在要求程度上不完全一致。基于上述要求，人们通常采用维尼纶、尼龙、聚烯烃超细短纤维，聚烯烃微孔膜来制备这些二次电池隔膜。相对而言，维尼纶、尼龙纤维具有良好的亲水性，但化学稳定性较差，聚烯烃材料具有优异的化学稳定性，但其亲润性差，因此人们一直通过磺化、氟化、等离子体、电晕、烯类单体接枝等处理手段，使其具有优良的亲润性，其中烯类单体接枝处理是处理效果非常理想的手段之一。

烯类单体接枝处理方法包括：辐射接枝、光引发接枝、共聚合法接枝、化学接枝。专利CN101740745B公开了一种聚烯烃非织造布碱性电池隔膜的电子束辐射接枝制备新工艺，该工艺以聚烯烃非织造布为基材，使吸附有烯类单体水溶液的聚烯烃非织造布通过电子束辐射装置进行电子束辐射，该工艺实现了连续操作、接枝单体利用率高、产品性能均匀；专利CN1399594公开了在聚烯烃制品上制造丙烯酸接枝聚合物的方法，该方法将聚烯烃制品浸渍于光引发剂在挥发性溶剂中形成的溶液中，在合适的空气或惰性气氛下对聚烯烃制品进行紫外线照射，使丙烯酸接枝到聚烯烃制品表面；专利CN1380344公开了一种聚烯烃塑料熔融接枝单体的力化学方法，该方法将烯类单体溶于溶剂乙醇等中，与聚烯烃粉料混合均匀，使用带有超声波发生器的挤出机进行挤出接枝，获得聚烯烃戒指共聚物或聚合物。通过以上接枝处理方法进行电池隔膜材料烯类单体接枝处理，虽然在性能方面能达到预期的效果和目的，但是存在设备造价昂贵、连续化生产控制难、接枝单体溶液浪费严重、生产综合成本高等问题。如辐射接枝：辐射设备价格高昂、连续化生产实现难；光引发接枝：虽然设备造价相对较低，但是其工艺控制条件要求苛刻，存在光照强度变化、波长控制等难以克服的一致性问题；共聚合法接枝：该方法主要在塑料合成过程中应用，无法应用在电池隔膜材料的接枝处理；化学接枝：是常用的接枝方法，但是接枝反应时间长、无法实现连续化一致性稳定生产，而且烯类单体利用率低(易均聚)，容易对环境造成污染。

发明内容

为克服上述设备及技术方法的不足之处，本发明提供了一种电池隔膜材料接枝处理设备及接枝处理方法，保证了具有设备投资小、工艺流程简单连续、可实现稳定的工业化生产，制得的电池隔膜材料性能均匀一致、产生的均聚物少、烯类单体利用率高、综合成本低，具有广阔的工业化应用前景。

为实现上述发明目的，本发明采取得技术方案是：一种电池隔膜材料接枝处理设备，包括电池隔膜材料放卷装置、电晕处理机或常温等离子体处理机、光引发剂浸渍装置、光引发剂干燥装置、紫外光照射装置、内含烯类单体溶液浸渍涂布装置的接枝反应装置、紫外辐照接枝装置、水洗装置、干燥装置、电池隔膜材料收卷装置以及导引装置，其特征在于：所述烯类单体溶液浸渍涂布装置、接枝反应装置、紫外辐照接枝装置中设有除氧装置。

电晕处理机或常温等离子体处理机的装置上安有排风装置，电晕处理机或常温等离子体处理机在常温下对空气进行放电，同时使预处理过程产生的臭氧及时排出。

紫外光照射装置和紫外辐照接枝装置所用紫外灯的波长为290nm～360nm。

水洗装置采用槽式开幅水洗方式、干燥装置采用滚筒烘干。

采用上述一种电池隔膜材料接枝处理设备对电池隔膜材料进行接枝处理方法，包括下述步骤：待处理的卷状电池隔膜材料以展开状态运动通过电晕处理机或常温等离子体处理机，进行预处理；然后通过光引发剂溶液，风干或烘干后进行紫外光照射；经过紫外光照射的电池隔膜材料浸渍涂布无氧烯类单体溶液，进行接枝处理；再将含有烯类单体的电池隔膜材料进行无氧状态下紫外辐照接枝；对经以上过程处理的电池隔膜材料进行水洗、干燥，得到接枝改性的电池隔膜材料。

以质量分数计，所述烯类单体水溶液中含烯类单体3～50％、润湿剂0.05～0.3％、还原剂0～1％、水余量；作为优选方案，烯类单体20～40％、润湿剂0.1～0.25％、还原剂0.3～0.5％、水余量。

以质量分数计，所述光引发剂溶液中光引发剂0.05～5％、无水乙醇余量；作为优选方案，光引发剂溶液中光引发剂1～3％、无水乙醇余量。