[发明专利]一种锂离子电池阻隔膜均聚聚丙烯专用料生产方法

说明书

本发明公开了一种锂离子电池均聚聚丙烯阻隔膜专用料生产方法。本发明使用高活性、氢调敏感性适中的丙烯聚合催化剂。丙烯聚合活化剂为三乙基铝，其加入量控制在7.0L/小时以下。外给电子体采用双环戊基二甲氧基硅烷和四乙氧基硅烷按1：1‑1：8摩尔比配制。本发明的造粒工段中添加由主抗氧剂、辅抗氧剂和除酸剂等组成的稳定剂体系；本发明最终制成一种等规度大于98%，熔融流动速率（MFR）控制在2.8±0.2g/10min，灰分控制在50‑100ppm，挥发份小于100ppm，氧化诱导期大于15min，分子量分布控制在7.0‑10.0的用于锂离子阻隔膜生产的BOPP薄膜专用料。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池阻隔膜均聚聚丙烯专用料的生产方法，属于聚烯烃聚合领域。

背景技术

由于具有工作电压高、自放电率低、能量密度大(质量轻)、无记忆效应、循环寿命长和无污染等优点，锂离子电池己逐步替代传统铅酸蓄电池和镉镍蓄电池，成为各类电子产品的主力电源，除了广泛用于便携式电子产品（如手机、笔记本电脑、摄录机等）所需的充电电池外，在航空航天、航海、人造卫星、小型医疗、军用通信设备等领域中也得到了应用，特别是随着石油等不可再生资源的日趋紧张以及环境保护要求的提高，新能源汽车的逐渐推广，锂离子电池在动力电池运用领域进入了高速发展期。全球锂离子电池的需求量年均递增30%以上，市场非常庞大。根据日本2009 年IIT（日本产业研究所） 报告的预测，按瓦时来计算2018 年锂离子电池的需求将比2008 年增长4 倍以上，其中动力电池发展将更为迅猛。到2018 年汽车用锂离子电池产量约占锂离子电池总量的40%。目前我国锂离子电池生产量占世界总量的三分之一以上，100多家锂离子电池生产企业对锂离子电池材料需求旺盛。

锂离子电池由正、负电极、电解质及聚合物阻隔膜等主要部分组成，阻隔膜的性能，直接影响着电池的容量、循环性能以及安全性能等特性。我国锂离子电池阻隔膜行业发展很快，个别企业的产品性能已达到国外水品，但是价格只有国外产品的1/3-1/2。总体水品与日韩相比存在较大的差距。一是聚丙烯阻隔膜原材料主要靠进口；二是聚丙烯阻隔膜生产技术主要靠引进；三是聚丙烯阻隔膜生产线全靠引进，另外由于各种因素致使聚丙烯阻隔膜产品质量不稳定。

文献号为CN101914259A的“一种用于制备锂离子电池隔膜的专用料及其制备方法”专利，描述的是用于锂离子隔膜的聚乙烯专用料；文献号为CN101724111A的“一种宽分子量分布聚丙烯的制备方法及其聚合物”专利，描述了通过外电子体的优选可以改变分子量分布，并未专指该聚合物适合何种用途；文献号为CN1884313的“聚丙烯的分子量分布在较宽范围内可调的连续聚合生产方法及其设备”，描述的是在不同的反应阶段控制不同的加氢量，实现分子量宽分布控制的一种现场生产工艺；文献号为CN102040690A的“一种低灰分聚丙烯的制备方法”，描述的是采用北化院研制的HA丙烯聚合催化剂降低丙烯聚合物的灰分。上述相关专利并未涉及锂离子电子阻隔膜均聚聚丙烯专用料的制备及其应用的相关内容。

发明内容

本发明涉及一种锂离子电池阻隔膜均聚聚丙烯阻隔膜专用料的生产方法。实现本发明的技术方案是：丙烯聚合采用液相本体聚合和气相本体聚合两釜串联连续反应工艺。先在A单元进行液相本体聚合，加入丙烯、催化剂体系、在70±1℃进行；后在B单元进行气相本体聚合，加入丙烯、催化剂体系，在80±1℃进行。A单元和B单元控制不同的氢气浓度，其中A单元氢气浓度控制在300-2000ppm和B单元的氢气浓度控制在100-800ppm，其中催化剂体系中的主催化剂要求具有高活性和对氢调敏感性适中的性能，外给电子体采用双环戊基二甲氧基硅烷（D-donor）和四乙氧基硅烷（T-donor）双组分复配，活化剂的加入量严格控制在7.0L/小时以内，然后分别加入A、B单元；A单元和B单元的聚合物进入C单元进行闪蒸、干燥，控制闪蒸温度不低于82℃ ,干燥温度在105℃左右。通过上述过程制得的聚合物送入下一道工序进行造粒包装。造粒过程中的添加剂配方设计为：1010、3114、168、硬脂酸钙按照一定的比例混合加入。最终制成一种高等规、低灰分、低挥发份、高氧化诱导期、宽分子量分布的用于锂离子阻隔膜生产的BOPP薄膜专用料。