CN105086144A - 取向β-聚丙烯基膜、聚丙烯微孔膜及其制备方法 - Google Patents

取向β-聚丙烯基膜、聚丙烯微孔膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于微孔膜领域，提供了取向β-聚丙烯基膜、聚丙烯微孔膜及其制备方法。取向β-聚丙烯基膜由聚丙烯和β晶型成核剂组成，膜基体上分布有片状β晶，片状β晶沿着垂直于基膜挤出方向取向，取向度F值为0.5～0.8，基膜中片状β晶的相对含量K值为0.7～0.95，基膜的厚度为30～50μm，该基膜通过吹塑成膜的方式制备而成。将所述基膜经纵-横分步双向拉伸并热定型即得聚丙烯微孔膜，该微孔膜的厚度为8～15μm，平均孔径为20～60nm，孔隙率为40％～50％。所述微孔膜上的微孔分布均匀，孔径分布范围窄，适合在锂离子电池、动力电池等产品中使用，能提高电池产品的介质传递密度的均匀性和降低电池产品的厚度。

Description

取向β-聚丙烯基膜、聚丙烯微孔膜及其制备方法
技术领域
本发明属于微孔膜领域，特别涉及取向β-聚丙烯基膜、聚丙烯微孔膜及其制备方法。
背景技术
微孔膜是具有无数相互贯通微孔的塑料薄膜，其孔径在0.01～10μm之间，广泛应用于污水处理、气体分离和电池隔膜等领域。聚丙烯由于具有较高的力学性能，良好的耐化学腐蚀性和低廉的生产成本，是目前制备聚合物微孔膜的主要材料之一。现有技术中，主要采用干法双拉制备聚丙烯微孔膜，该方法需要先制备出β-聚丙烯基膜，基膜经单向或者双向拉伸后即可得到聚丙烯微孔膜。
目前，工业上生产的β-聚丙烯基膜均是由挤出流延的方式制备，由于在熔体在牵引过程中，铸片易发生横向收缩，因此该方法制备的β-聚丙烯基膜的厚度通常大于100μm，经双向拉伸后形成的聚丙烯微孔膜的厚度通常大于25μm，很难生产出厚度小于15μm的聚丙烯微孔膜，将该厚度的微孔膜用于锂离子电池中将会导致电池的厚度和容量受到限制。并且，该方法制备的β-聚丙烯基膜中的片状β晶沿不同方向随机分布，而沿不同方向分布的片状β晶在拉伸时的变形方式不同，导致双向拉伸后形成的聚丙烯微孔膜的孔径分布均匀性较差(WuT,XiangM,CaoY,etal.RSCAdvances.2014；4(69):36689-701)，微孔膜在使用过程中容易引起介质传递密度不均匀，难以用于像动力电池这类具有高附加值和高性能要求的领域。
ZL200610011884.6公开了高β晶含量的聚丙烯薄膜片，其制备方法为：将含有聚丙烯β成核剂的聚丙烯在170～250℃的条件下，在流延、压延、挤出或吹膜过程中以0.5～50m/min的速度对熔体进行2～50倍拉伸后，在90～140℃结晶。虽然该方法制得的聚丙烯薄膜的厚度可低至10μm，但是其制备的基膜中的β晶的取向度较低，拉伸得到的微孔膜孔径分布均匀性非常差，部分区域的微孔由于被过度拉伸而被破坏，部分区域则因未被拉开而未形成微孔。
CN103331915A公开了无成核剂β-聚丙烯拉伸制备的微孔膜及其制备方法，该方法通过在聚丙烯熔体中引入聚丙烯纤维诱导聚丙烯在纤维附近结晶形成取向的β晶，然后经过单向拉伸制得微孔膜。虽然该聚丙烯微孔膜的孔径分布均匀性有所提升，但由于基膜中β晶的相对含量不够高，且与聚丙烯纤维的距离越远，β晶的取向程度越低，因此该微孔膜中微孔分布的均匀性仍然较差；同时，由于该方法需要在熔体静置的状态下引入聚丙烯纤维诱发结晶，因此难以实现连续化的工业生产。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供取向β-聚丙烯基膜、聚丙烯微孔膜及其制备方法，以降低聚丙烯基膜的厚度和提高聚丙烯基膜中片状β晶的取向度，进而降低聚丙烯微孔膜的厚度和提高聚丙烯微孔膜中微孔分布的均匀性。
本发明所述取向β-聚丙烯基膜，由聚丙烯和β晶型成核剂组成，膜基体上分布有片状β晶，片状β晶沿着垂直于基膜挤出方向取向，取向度F值为0.5～0.8，基膜中片状β晶的相对含量K值为0.7～0.95，基膜的厚度为30～50μm。
上述取向β-聚丙烯基膜的技术方案中，所述β晶型成核剂为芳香胺类β晶型成核剂、喹吖啶酮系β晶型成核剂或者二元羧酸的钙盐；所述芳香胺类β晶型成核剂优选为N,N’-二环己基-2,6-萘二酰胺或者2,6-苯二甲酸环己酰胺，所述喹吖啶酮系β晶型成核剂优选为γ-喹吖啶酮或者喹吖啶酮醌，所述二元羧酸的钙盐优选为庚二酸钙或者辛二酸钙；基膜中β晶型成核剂的含量为0.1wt％～0.3wt％。
本发明提供了一种上述取向β-聚丙烯基膜的制备方法，其操作为：将原料聚丙烯与β晶型成核剂混合形成混合料，该混合料中β晶型成核剂的含量为0.1wt％～0.3wt％，将该混合料在挤出机中熔融塑化得到熔体，将所述熔体经挤出机的环形模口挤出形成管坯，同时向所述环形模口供气将管坯吹胀形成膜管，然后将膜管冷却、摺平，得到取向β-聚丙烯基膜。
上述取向β-聚丙烯基膜的制备方法中，将管坯吹胀形成膜管时，控制吹胀比为2～6。
上述取向β-聚丙烯基膜的制备方法中，其特征在于所述聚丙烯为等规聚丙烯，等规度为94％～99％，聚丙烯原料的熔体流动指数为1～8g/10min，所述熔体流动指数的测试条件为温度230℃、压力2.16kg。
本发明所述聚丙烯微孔膜，由聚丙烯和β晶型成核剂组成，该微孔膜的厚度为8～15μm，平均孔径为20～60nm，孔隙率为40％～50％。
上述聚丙烯微孔膜的技术方案中，所述β晶型成核剂为芳香胺类β晶型成核剂、喹吖啶酮系β晶型成核剂或者二元羧酸的钙盐；所述芳香胺类β晶型成核剂优选为N,N’-二环己基-2,6-萘二酰胺或者2,6-苯二甲酸环己酰胺，所述喹吖啶酮系β晶型成核剂优选为γ-喹吖啶酮或者喹吖啶酮醌，所述二元羧酸的钙盐优选为庚二酸钙或者辛二酸钙；微孔膜中β晶型成核剂的含量为0.1wt％～0.3wt％。
本发明还提供了一种上述聚丙烯微孔膜的制备方法，其操作为：将上述取向β-聚丙烯基膜经纵-横分步双向拉伸，然后热定型即得。
上述聚丙烯微孔膜的制备方法中，所述纵-横分步双向拉伸是指：将取向β-聚丙烯基膜沿着挤出方向进行纵向拉伸，纵向拉伸温度为80～100℃、拉伸倍率为2～4，然后垂直于挤出方向进行横向拉伸，横向拉伸温度为110～130℃、拉伸倍率为2～4。
上述聚丙烯微孔膜的制备方法中，所述纵向拉伸和横向拉伸的拉伸速率为10～100mm/min。
上述聚丙烯微孔膜的制备方法中，所述热定型的温度为120～140℃。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.本发明提供了一种新型的取向β-聚丙烯基膜，由于该聚丙烯基膜通过吹塑成膜的方式制备而成，其厚度仅为30～50μm，明显比现有工业上常用的挤出流延法生产的聚丙烯基膜更薄，因此，以本发明所述基膜为基础制备聚丙烯微孔膜，能够有效降低聚丙烯微孔膜的厚度。
2.本发明所述聚丙烯基膜中β晶含量高，其中片状β晶的相对含量K值为0.7～0.95，该基膜中的片状β晶沿着垂直于基膜挤出方向取向，片状β晶的取向度F值可达0.5～0.8，取向度高，并且片状β晶在基膜中的分布的均匀性良好，由于片状β晶在基膜中高度取向且均匀分布，因而在在双向拉伸制备微孔膜的过程中，片状β晶的形变方式均一，从而能够有效提高微孔膜的微孔和孔径分布的均匀性。
3.本发明提供了一种新型的聚丙烯微孔膜，由于该微孔膜的厚度仅为8～15μm，且微孔膜上的微孔分布十分均匀，孔径分布范围窄，平均孔径为20～60nm，孔隙率为40％～50％，因此本发明所述微孔膜特别适合在锂离子电池、动力电池等具有高性能、高附加值的产品中使用，并且能够提高电池产品的介质传递密度的均匀性和降低电池产品的厚度，所述微孔膜还适合在高透过性的过滤器中使用，有效提高过滤器的过滤性能。
4.本发明提供了取向β-聚丙烯基膜和聚丙烯微孔膜的制备方法，该方法的工艺简单，生产成本低，采用现有的设备即可实现大规模、连续化的工业生产。
附图说明
图1为实施例1制备的取向β-聚丙烯基膜的扫描电镜图，图中的MD方向表示平行于基膜的挤出方向；
图2为实施例1制备的取向β-聚丙烯基膜的一维X射线衍射图；
图3为实施例1制备的取向β-聚丙烯基膜的二维X射线衍射图，图中的MD方向表示平行于基膜的挤出方向；
图4为实施例1制备的聚丙烯微孔膜的扫描电镜图；
图5是实施例1制备的聚丙烯微孔膜的孔径分布曲线。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明所述取向β-聚丙烯基膜、聚丙烯微孔膜及其制备方法作进一步说明。
下述各实施例中，所述聚丙烯原料为均聚聚丙烯，牌号为T38F，其等规度为98.5％，熔体流动指数为3.0g/10min(230℃/2.16kg)。通过X射线衍射法计算基膜中片状β晶的相对含量K值的方法具体参见Turner-JonesA,AizlewoodZM,BeckeltDR.MakromolChem,1964,134,75；基膜中片状β晶的取向度F值的测试方法参见HermansPH.In:HermansJJ,editor.ContributiontothePhysicsofCelluloseFibers.Amsterdam:Elsevier；1946.AppendixIII。
实施例1
本实施例中，制备取向β-聚丙烯基膜，并由该基膜进一步制备聚丙烯微孔膜，步骤如下：
(1)将原料聚丙烯与β晶型成核剂庚二酸钙混合后形成混合料，该混合料中庚二酸钙的含量为0.1wt％，将所述混合料加入双螺杆挤出机中熔融塑化，双螺杆挤出机从料斗到口模五段温度分别设定为160℃、200℃、240℃、240℃、和230℃，将熔融塑化所得熔体以30rpm的螺杆转速通过直径为1.5mm的环形模口挤出形成管坯，同时向环形模口供气将管坯吹胀形成膜管，控制吹胀比为2，冷凝线高度为5cm，然后通过激冷辊将膜管冷却、摺平，得到取向β-聚丙烯基膜。
(2)将步骤(1)所得取向β-聚丙烯基膜沿着挤出方向以50mm/min的速率进行纵向拉伸，纵向拉伸温度为80℃、拉伸倍率为2，然后垂直于挤出方向以50mm/min的速率进行横向拉伸，横向拉伸温度为110℃、拉伸倍率为2，最后将拉伸后得到的膜在140℃热定型，即得聚丙烯微孔膜。
步骤(1)制备的取向β-聚丙烯基膜的扫描电镜图如图1所示，由图1可知，片状β晶垂直于挤出方向均匀分布，即片状β晶沿着垂直于基膜挤出方向取向，其一维X射线衍射图和和二维X射线衍射图分别如图2和图3所示。该基膜的厚度为49μm，基膜中片状β晶相对含量K值为0.93，基膜中片状β晶取向度F值为0.51。
步骤(2)制备的聚丙烯微孔膜的厚度为11.8μm，孔隙率为41.5％，平均孔径为23nm，该聚丙烯微孔膜的扫描电镜照片和孔径分布曲线分别如图4和图5所示，由图4可知，聚丙烯微孔膜的孔分布非常均匀，由图5可知，聚丙烯微孔膜的孔径分布范围窄，孔径主要集中在20nm左右。
实施例2
本实施例中，制备取向β-聚丙烯基膜，并由该基膜进一步制备聚丙烯微孔膜，步骤如下：
(1)将原料聚丙烯与β晶型成核剂庚二酸钙混合后形成混合料，该混合料中庚二酸钙的含量为0.2wt％，将所述混合料加入双螺杆挤出机中熔融塑化，双螺杆挤出机从料斗到口模五段温度分别设定为160℃、200℃、240℃、240℃、和230℃，将熔融塑化所得熔体以30rpm的螺杆转速通过直径为1.5mm的环形模口挤出形成管坯，同时向环形模口供气将管坯吹胀形成膜管，控制吹胀比为4，冷凝线高度为5cm，然后通过激冷辊将膜管冷却、摺平，得到取向β-聚丙烯基膜。
(2)将步骤(1)所得取向β-聚丙烯基膜沿着挤出方向以50mm/min的速率进行纵向拉伸，纵向拉伸温度为90℃、拉伸倍率为3，然后垂直于挤出方向以50mm/min的速率进行横向拉伸，横向拉伸温度为120℃、拉伸倍率为3，最后将拉伸后得到的膜在140℃热定型，即得聚丙烯微孔膜。
步骤(1)制备的取向β-聚丙烯基膜的厚度为38μm，该基膜中片状β晶相对含量K值为0.88，基膜中片状β晶取向度F值为0.7，通过扫描电镜观察该基膜，发现其中的片状β晶垂直于挤出方向均匀分布。
步骤(2)制备的聚丙烯微孔膜的厚度为9.4μm，孔隙率为43.0％，平均孔径为35nm，且孔分布非常均匀、孔径分布范围窄。
实施例3
本实施例中，制备取向β-聚丙烯基膜，并由该基膜进一步制备聚丙烯微孔膜，步骤如下：
(1)将原料聚丙烯与β晶型成核剂辛二酸钙混合后形成混合料，该混合料中辛二酸钙的含量为0.3wt％，将所述混合料加入双螺杆挤出机中熔融塑化，双螺杆挤出机从料斗到口模五段温度分别设定为160℃、200℃、240℃、240℃、和230℃，将熔融塑化所得熔体以30rpm的螺杆转速通过直径为1.5mm的环形模口挤出形成管坯，同时向环形模口供气将管坯吹胀形成膜管，控制吹胀比为6，冷凝线高度为5cm，然后通过激冷辊将膜管冷却、摺平，得到取向β-聚丙烯基膜。
(2)将步骤(1)所得取向β-聚丙烯基膜沿着挤出方向以50mm/min的速率进行纵向拉伸，纵向拉伸温度为100℃、拉伸倍率为4，然后垂直于挤出方向以50mm/min的速率进行横向拉伸，横向拉伸温度为130℃、拉伸倍率为4，最后将拉伸后得到的膜在140℃热定型，即得聚丙烯微孔膜。
步骤(1)制备的取向β-聚丙烯基膜的厚度为30μm，该基膜中片状β晶相对含量K值为0.79，基膜中片状β晶取向度F值为0.79，通过扫描电镜观察该基膜，发现其中的片状β晶垂直于挤出方向均匀分布。
步骤(2)制备的聚丙烯微孔膜的厚度为8.9μm，孔隙率为48.6％，平均孔径为57nm，且孔分布非常均匀、孔径分布范围窄。
实施例4
本实施例中，制备取向β-聚丙烯基膜，并由该基膜进一步制备聚丙烯微孔膜，步骤如下：
(1)将原料聚丙烯与β晶型成核剂2,6-苯二甲酸环己酰胺(DCTH)混合后形成混合料，该混合料中2,6-苯二甲酸环己酰胺的含量为0.1wt％，将所述混合料加入双螺杆挤出机中熔融塑化，双螺杆挤出机从料斗到口模五段温度分别设定为160℃、200℃、240℃、240℃、和230℃，将熔融塑化所得熔体以30rpm的螺杆转速通过直径为1.5mm的环形模口挤出形成管坯，同时向环形模口供气将管坯吹胀形成膜管，控制吹胀比为2，冷凝线高度为5cm，然后通过激冷辊将膜管冷却、摺平，得到取向β-聚丙烯基膜。
(2)将步骤(1)所得取向β-聚丙烯基膜沿着挤出方向以50mm/min的速率进行纵向拉伸，纵向拉伸温度为80℃、拉伸倍率为2，然后垂直于挤出方向以50mm/min的速率进行横向拉伸，横向拉伸温度为110℃、拉伸倍率为2，最后将拉伸后得到的膜在140℃热定型，即得聚丙烯微孔膜。
步骤(1)制备的取向β-聚丙烯基膜的厚度为50μm，该基膜中片状β晶相对含量K值为0.91，基膜中片状β晶取向度F值为0.5，通过扫描电镜观察该基膜，发现其中的片状β晶垂直于挤出方向均匀分布。
步骤(2)制备的聚丙烯微孔膜的厚度为11.3μm，孔隙率为42.2％，平均孔径为21nm，且孔分布非常均匀、孔径分布范围窄。
实施例5
本实施例中，制备取向β-聚丙烯基膜，并由该基膜进一步制备聚丙烯微孔膜，步骤如下：
(1)将原料聚丙烯与β晶型成核剂2,6-苯二甲酸环己酰胺(DCTH)混合后形成混合料，该混合料中2,6-苯二甲酸环己酰胺的含量为0.2wt％，将所述混合料加入双螺杆挤出机中熔融塑化，双螺杆挤出机从料斗到口模五段温度分别设定为160℃、200℃、240℃、240℃、和230℃，将熔融塑化所得熔体以30rpm的螺杆转速通过直径为1.5mm的环形模口挤出形成管坯，同时向环形模口供气将管坯吹胀形成膜管，控制吹胀比为4，冷凝线高度为5cm，然后通过激冷辊将膜管冷却、摺平，得到取向β-聚丙烯基膜。
(2)将步骤(1)所得取向β-聚丙烯基膜沿着挤出方向以50mm/min的速率进行纵向拉伸，纵向拉伸温度为90℃、拉伸倍率为3，然后垂直于挤出方向以50mm/min的速率进行横向拉伸，横向拉伸温度为120℃、拉伸倍率为3，最后将拉伸后得到的膜在140℃热定型，即得聚丙烯微孔膜。
步骤(1)制备的取向β-聚丙烯基膜的厚度为41μm，该基膜中片状β晶相对含量K值为0.83，基膜中片状β晶取向度F值为0.73，通过扫描电镜观察该基膜，发现其中的片状β晶垂直于挤出方向均匀分布。
步骤(2)制备的聚丙烯微孔膜的厚度为9.0μm，孔隙率为45.3％，平均孔径为33nm，且孔分布非常均匀、孔径分布范围窄。
实施例6
本实施例中，制备取向β-聚丙烯基膜，并由该基膜进一步制备聚丙烯微孔膜，步骤如下：
(1)将原料聚丙烯与β晶型成核剂N,N’-二环己基-2,6-萘二酰胺(DCNDCA，商品名为NU-100)混合后形成混合料，该混合料中N,N’-二环己基-2,6-萘二酰胺的含量为0.3wt％，将所述混合料加入双螺杆挤出机中熔融塑化，双螺杆挤出机从料斗到口模五段温度分别设定为160℃、200℃、240℃、240℃、和230℃，将熔融塑化所得熔体以30rpm的螺杆转速通过直径为1.5mm的环形模口挤出形成管坯，同时向环形模口供气将管坯吹胀形成膜管，控制吹胀比为6，冷凝线高度为5cm，然后通过激冷辊将膜管冷却、摺平，得到取向β-聚丙烯基膜。
(2)将步骤(1)所得取向β-聚丙烯基膜沿着挤出方向以50mm/min的速率进行纵向拉伸，纵向拉伸温度为100℃、拉伸倍率为4，然后垂直于挤出方向以50mm/min的速率进行横向拉伸，横向拉伸温度为130℃、拉伸倍率为4，最后将拉伸后得到的膜在140℃热定型，即得聚丙烯微孔膜。
步骤(1)制备的取向β-聚丙烯基膜的厚度为31μm，该基膜中片状β晶相对含量K值为0.75，基膜中片状β晶取向度F值为0.8，通过扫描电镜观察该基膜，发现其中的片状β晶垂直于挤出方向均匀分布。
步骤(2)制备的聚丙烯微孔膜的厚度为8.6μm，孔隙率为49.1％，平均孔径56nm，且孔分布非常均匀、孔径分布范围窄。
实施例7
本实施例中，制备取向β-聚丙烯基膜，并由该基膜进一步制备聚丙烯微孔膜，步骤如下：
(1)将原料聚丙烯与β晶型成核剂γ-喹吖啶酮混合后形成混合料，该混合料中γ-喹吖啶酮的含量为0.1wt％，将所述混合料加入双螺杆挤出机中熔融塑化，双螺杆挤出机从料斗到口模五段温度分别设定为160℃、200℃、240℃、240℃、和230℃，将熔融塑化所得熔体以30rpm的螺杆转速通过直径为1.5mm的环形模口挤出形成管坯，同时向环形模口供气将管坯吹胀形成膜管，控制吹胀比为2，冷凝线高度为5cm，然后通过激冷辊将膜管冷却、摺平，得到取向β-聚丙烯基膜。
(2)将步骤(1)所得取向β-聚丙烯基膜沿着挤出方向以50mm/min的速率进行纵向拉伸，纵向拉伸温度为80℃、拉伸倍率为2，然后垂直于挤出方向以50mm/min的速率进行横向拉伸，横向拉伸温度为110℃、拉伸倍率为2，最后将拉伸后得到的膜在140℃热定型，即得聚丙烯微孔膜。
步骤(1)制备的取向β-聚丙烯基膜的厚度为48μm，该基膜中片状β晶相对含量K值为0.89，基膜中片状β晶取向度F值为0.52，通过扫描电镜观察该基膜，发现其中的片状β晶垂直于挤出方向均匀分布。
步骤(2)制备的聚丙烯微孔膜的厚度为11.5μm，孔隙率为42.8％，平均孔径为22nm，且孔分布非常均匀、孔径分布范围窄。
实施例8
本实施例中，制备取向β-聚丙烯基膜，并由该基膜进一步制备聚丙烯微孔膜，步骤如下：
(1)将原料聚丙烯与β晶型成核剂γ-喹吖啶酮混合后形成混合料，该混合料中γ-喹吖啶酮的含量为0.2wt％，将所述混合料加入双螺杆挤出机中熔融塑化，双螺杆挤出机从料斗到口模五段温度分别设定为160℃、200℃、240℃、240℃、和230℃，将熔融塑化所得熔体以30rpm的螺杆转速通过直径为1.5mm的环形模口挤出形成管坯，同时向环形模口供气将管坯吹胀形成膜管，控制吹胀比为4，冷凝线高度为5cm，然后通过激冷辊将膜管冷却、摺平，得到取向β-聚丙烯基膜。
(2)将步骤(1)所得取向β-聚丙烯基膜沿着挤出方向以10mm/min的速率进行纵向拉伸，纵向拉伸温度为90℃、拉伸倍率为3，然后垂直于挤出方向以10mm/min的速率进行横向拉伸，横向拉伸温度为120℃、拉伸倍率为3，最后将拉伸后得到的膜在140℃热定型，即得聚丙烯微孔膜。
步骤(1)制备的取向β-聚丙烯基膜的厚度为40μm，该基膜中片状β晶相对含量K值为0.78，基膜中片状β晶取向度F值为0.69，通过扫描电镜观察该基膜，发现其中的片状β晶垂直于挤出方向均匀分布。
步骤(2)制备的聚丙烯微孔膜的厚度为9.5μm，孔隙率为46.6％，平均孔径为34nm，且孔分布非常均匀、孔径分布范围窄。
实施例9
本实施例中，制备取向β-聚丙烯基膜，并由该基膜进一步制备聚丙烯微孔膜，步骤如下：
(1)将聚丙烯原料与β晶型成核剂γ-喹吖啶酮混合后形成混合料，该混合料中γ-喹吖啶酮的含量为0.3wt％，将所述混合料加入双螺杆挤出机中熔融塑化，双螺杆挤出机从料斗到口模五段温度分别设定为160℃、200℃、240℃、240℃、和230℃，将熔融塑化所得熔体以30rpm的螺杆转速通过直径为1.5mm的环形模口挤出形成管坯，同时向环形模口供气将管坯吹胀形成膜管，控制吹胀比为6，冷凝线高度为5cm，然后通过激冷辊将膜管冷却、摺平，得到取向β-聚丙烯基膜。
(2)将步骤(1)所得取向β-聚丙烯基膜沿着挤出方向以100mm/min的速率进行纵向拉伸，纵向拉伸温度为100℃、拉伸倍率为4，然后垂直于挤出方向以100mm/min的速率进行横向拉伸，横向拉伸温度为130℃、拉伸倍率为4，最后将拉伸后得到的膜在120℃热定型，即得聚丙烯微孔膜。
步骤(1)制备的取向β-聚丙烯基膜的厚度为32μm，该基膜中片状β晶相对含量K值为0.71，基膜中片状β晶取向度F值为0.78，通过扫描电镜观察该基膜，发现其中的片状β晶垂直于挤出方向均匀分布。
步骤(2)制备的聚丙烯微孔膜的厚度为8.3μm，孔隙率为49.9％，平均孔径为58nm，且孔分布非常均匀、孔径分布范围窄。

Claims (10)

1.一种取向β-聚丙烯基膜，由聚丙烯和β晶型成核剂组成，膜基体上分布有片状β晶，其特征在于片状β晶沿着垂直于基膜挤出方向取向，取向度F值为0.5～0.8，基膜中片状β晶的相对含量K值为0.7～0.95，基膜的厚度为30～50μm。
2.根据权利要求1所述取向β-聚丙烯基膜，其特征在于所述β晶型成核剂为芳香胺类β晶型成核剂、喹吖啶酮系β晶型成核剂或者二元羧酸的钙盐；基膜中β晶型成核剂的含量为0.1wt％～0.3wt％。
3.权利要求1或2所述取向β-聚丙烯基膜的制备方法，其特征在于：将原料聚丙烯与β晶型成核剂混合形成混合料，该混合料中β晶型成核剂的含量为0.1wt％～0.3wt％，将该混合料在挤出机中熔融塑化得到熔体，将所述熔体经挤出机的环形模口挤出形成管坯，同时向所述环形模口供气将管坯吹胀形成膜管，然后将膜管冷却、摺平，得到取向β-聚丙烯基膜。
4.根据权利要求3所述取向β-聚丙烯基膜的制备方法，其特征在于将管坯吹胀形成膜管时，控制吹胀比为2～6。
5.根据权利要求2或3所述取向β-聚丙烯基膜的制备方法，其特征在于所述聚丙烯为等规聚丙烯，等规度为94％～99％，聚丙烯原料的熔体流动指数为1～8g/10min。
6.一种聚丙烯微孔膜，由聚丙烯和β晶型成核剂组成，其特征在于该微孔膜的厚度为8～15μm，平均孔径为20～60nm，孔隙率为40％～50％。
7.根据权利要求6所述聚丙烯微孔膜，其特征在于所述β晶型成核剂为芳香胺类β晶型成核剂、喹吖啶酮系β晶型成核剂或者二元羧酸的钙盐；微孔膜中β晶型成核剂的含量为0.1wt％～0.3wt％。
8.权利要求6或7所述聚丙烯微孔膜的制备方法，其特征在于：将权利要求1或2所述取向β-聚丙烯基膜经纵-横分步双向拉伸，然后热定型即得聚丙烯微孔膜。
9.根据权利要求8所述聚丙烯微孔膜的制备方法，其特征在于所述纵-横分步双向拉伸是指：将取向β-聚丙烯基膜沿着挤出方向进行纵向拉伸，纵向拉伸温度为80～100℃、拉伸倍率为2～4，然后垂直于挤出方向进行横向拉伸，横向拉伸温度为110～130℃、拉伸倍率为2～4。
10.根据权利要求9所述聚丙烯微孔膜的制备方法，其特征在于所述纵向拉伸和横向拉伸的拉伸速率为10～100mm/min。
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