CN109135259A - 一种基于改性树脂的电池隔膜母料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于改性树脂的电池隔膜母料，包括以下按照重量份的原料：聚氨酯树脂52‑67份、紫云提取物10‑18份、胶态二氧化硅21‑35份、甘油3‑7份、萤石粉5‑11份、聚二甲基二烯丙基氯化铵1‑4份、润滑剂0.5‑1.6份。本发明成分配比合理，以改性聚氨酯树脂为主料，辅以各种辅料制得，拥有优异的力学性能，以本发明作为电池隔膜的母料，能够有效提升成品品质，具有广阔的市场前景以及很高的应用价值。

Description

一种基于改性树脂的电池隔膜母料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电子材料领域，具体是一种基于改性树脂的电池隔膜母料及其制备方法。
背景技术
锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。隔膜的主要作用是使电池的正、负极分隔开来，防止两极接触而短路，此外还具有能使电解质离子通过的功能。隔膜材质是不导电的，其物理化学性质对电池的性能有很大的影响。电池的种类不同，采用的隔膜也不同。对于锂电池系列，由于电解液为有机溶剂体系，因而需要有耐有机溶剂的隔膜材料，一般采用高强度薄膜化的聚烯烃多孔膜。
现有的电池隔膜大多存在不同程度上的缺陷，究其原因在于电池隔膜的母料性能不佳，尤其在力学性能上的表现不甚理想。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于改性树脂的电池隔膜母料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于改性树脂的电池隔膜母料，包括以下按照重量份的原料：聚氨酯树脂52-67 份、紫云提取物10-18份、胶态二氧化硅21-35份、甘油3-7份、萤石粉5-11份、聚二甲基二烯丙基氯化铵1-4份、润滑剂0.5-1.6份。
作为本发明进一步的方案：包括以下按照重量份的原料：聚氨酯树脂57-62份、紫云提取物13-15份、胶态二氧化硅26-30份、甘油4-6份、萤石粉7-9份、聚二甲基二烯丙基氯化铵1.5-3.5份、润滑剂0.7-1.4份。。
作为本发明进一步的方案：包括以下按照重量份的原料：聚氨酯树脂59份、紫云提取物14份、胶态二氧化硅29份、甘油5份、萤石粉8份、聚二甲基二烯丙基氯化铵3份、润滑剂1.1份。
作为本发明进一步的方案：所述紫云提取物的制备方法如下：将采摘的紫云花清洗干净，剔除杂物和腐烂变质部分，放入蒸馏釜中，加入适量水进行蒸馏，收集馏液，往馏液中加入氯化钠，充分搅拌，静置，分离出油分，将分离出的油分再次加入饱和的氯化钠溶液中，充分搅拌，静置，再次分离出油分即得紫玉提取物。
作为本发明进一步的方案：所述润滑剂由脂肪酸酰胺和羧酸混合而成。
作为本发明进一步的方案：所述润滑剂由脂肪酸酰胺和羧酸按重量比3:2混合而成。
作为基于改性树脂的电池隔膜母料的制备方法，包括以下步骤：
1)称取聚氨酯树脂、紫云提取物和甘油，置于高温反应釜中，在62-78℃的温度下搅拌25-36min，然后升温至94-106℃继续反应24-37min，得到改性树脂；
2)向聚二甲基二烯丙基氯化铵加入质量倍0.5-1倍的水，搅拌混合，制得聚二甲基二烯丙基氯化铵水溶液备用；
3)合并改性树脂和氯化铵水溶液，置于超声波处理器中，在72-86℃的温度下超声处理13-19min，得到混合物；
4)将胶态二氧化硅和萤石粉加入到混合物中，在高温反应釜中以105-117℃的温度搅拌24-32min，得到半成品母料；
5)在半成品母料中加入润滑剂，然后投入到双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，干燥，即得。
所述作为本发明进一步的方案：所述步骤3)中超声波功率为800W。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明成分配比合理，以改性聚氨酯树脂为主料，辅以各种辅料制得，拥有优异的力学性能，以本发明作为电池隔膜的母料，能够有效提升成品品质，具有广阔的市场前景以及很高的应用价值。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例中，一种基于改性树脂的电池隔膜母料，包括以下按照重量份的原料：聚氨酯树脂52份、紫云提取物10份、胶态二氧化硅21份、甘油3份、萤石粉5份、聚二甲基二烯丙基氯化铵1份、润滑剂0.5份。
其中所述紫云提取物的制备方法如下：将采摘的紫云花清洗干净，剔除杂物和腐烂变质部分，放入蒸馏釜中，加入适量水进行蒸馏，收集馏液，往馏液中加入氯化钠，充分搅拌，静置，分离出油分，将分离出的油分再次加入饱和的氯化钠溶液中，充分搅拌，静置，再次分离出油分即得紫玉提取物；所述润滑剂由脂肪酸酰胺和羧酸按重量比3:2混合而成。
本实施例中所述基于改性树脂的电池隔膜母料的制备方法，包括以下步骤：
1)称取聚氨酯树脂、紫云提取物和甘油，置于高温反应釜中，在62℃的温度下搅拌25min，然后升温至94℃继续反应24min，得到改性树脂；
2)向聚二甲基二烯丙基氯化铵加入质量倍0.5倍的水，搅拌混合，制得聚二甲基二烯丙基氯化铵水溶液备用；
3)合并改性树脂和氯化铵水溶液，置于超声波处理器中，在72℃的温度下超声处理 13min，得到混合物；
4)将胶态二氧化硅和萤石粉加入到混合物中，在高温反应釜中以105℃的温度搅拌 24min，得到半成品母料；
5)在半成品母料中加入润滑剂，然后投入到双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，干燥，即得。
其中所述步骤3)中超声波功率为800W。
实施例2
本发明实施例中，一种基于改性树脂的电池隔膜母料，包括以下按照重量份的原料：聚氨酯树脂57份、紫云提取物13份、胶态二氧化硅26份、甘油4份、萤石粉7份、聚二甲基二烯丙基氯化铵1.5份、润滑剂0.7份。
其中所述紫云提取物的制备方法如下：将采摘的紫云花清洗干净，剔除杂物和腐烂变质部分，放入蒸馏釜中，加入适量水进行蒸馏，收集馏液，往馏液中加入氯化钠，充分搅拌，静置，分离出油分，将分离出的油分再次加入饱和的氯化钠溶液中，充分搅拌，静置，再次分离出油分即得紫玉提取物；所述润滑剂由脂肪酸酰胺和羧酸按重量比3:2混合而成。
本实施例中所述基于改性树脂的电池隔膜母料的制备方法，包括以下步骤：
1)称取聚氨酯树脂、紫云提取物和甘油，置于高温反应釜中，在65℃的温度下搅拌30min，然后升温至98℃继续反应29min，得到改性树脂；
2)向聚二甲基二烯丙基氯化铵加入质量倍0.7倍的水，搅拌混合，制得聚二甲基二烯丙基氯化铵水溶液备用；
3)合并改性树脂和氯化铵水溶液，置于超声波处理器中，在81℃的温度下超声处理 16min，得到混合物；
4)将胶态二氧化硅和萤石粉加入到混合物中，在高温反应釜中以109℃的温度搅拌 28min，得到半成品母料；
5)在半成品母料中加入润滑剂，然后投入到双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，干燥，即得。
其中所述步骤3)中超声波功率为800W。
实施例3
本发明实施例中，一种基于改性树脂的电池隔膜母料，包括以下按照重量份的原料：聚氨酯树脂59份、紫云提取物14份、胶态二氧化硅29份、甘油5份、萤石粉8份、聚二甲基二烯丙基氯化铵3份、润滑剂1.1份。
其中所述紫云提取物的制备方法如下：将采摘的紫云花清洗干净，剔除杂物和腐烂变质部分，放入蒸馏釜中，加入适量水进行蒸馏，收集馏液，往馏液中加入氯化钠，充分搅拌，静置，分离出油分，将分离出的油分再次加入饱和的氯化钠溶液中，充分搅拌，静置，再次分离出油分即得紫玉提取物；所述润滑剂由脂肪酸酰胺和羧酸按重量比3:2混合而成。
本实施例中所述基于改性树脂的电池隔膜母料的制备方法，包括以下步骤：
1)称取聚氨酯树脂、紫云提取物和甘油，置于高温反应釜中，在70℃的温度下搅拌35min，然后升温至100℃继续反应32min，得到改性树脂；
2)向聚二甲基二烯丙基氯化铵加入质量倍0.9倍的水，搅拌混合，制得聚二甲基二烯丙基氯化铵水溶液备用；
3)合并改性树脂和氯化铵水溶液，置于超声波处理器中，在75℃的温度下超声处理 15min，得到混合物；
4)将胶态二氧化硅和萤石粉加入到混合物中，在高温反应釜中以112℃的温度搅拌 28min，得到半成品母料；
5)在半成品母料中加入润滑剂，然后投入到双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，干燥，即得。
其中所述步骤3)中超声波功率为800W。
实施例4
本发明实施例中，一种基于改性树脂的电池隔膜母料，包括以下按照重量份的原料：聚氨酯树脂62份、紫云提取物15份、胶态二氧化硅30份、甘油6份、萤石粉9份、聚二甲基二烯丙基氯化铵3.5份、润滑剂1.4份。
其中所述紫云提取物的制备方法如下：将采摘的紫云花清洗干净，剔除杂物和腐烂变质部分，放入蒸馏釜中，加入适量水进行蒸馏，收集馏液，往馏液中加入氯化钠，充分搅拌，静置，分离出油分，将分离出的油分再次加入饱和的氯化钠溶液中，充分搅拌，静置，再次分离出油分即得紫玉提取物；所述润滑剂由脂肪酸酰胺和羧酸按重量比3:2混合而成。
本实施例中所述基于改性树脂的电池隔膜母料的制备方法，包括以下步骤：
1)称取聚氨酯树脂、紫云提取物和甘油，置于高温反应釜中，在76℃的温度下搅拌36min，然后升温至104℃继续反应35min，得到改性树脂；
2)向聚二甲基二烯丙基氯化铵加入质量倍1倍的水，搅拌混合，制得聚二甲基二烯丙基氯化铵水溶液备用；
3)合并改性树脂和氯化铵水溶液，置于超声波处理器中，在82℃的温度下超声处理 19min，得到混合物；
4)将胶态二氧化硅和萤石粉加入到混合物中，在高温反应釜中以115℃的温度搅拌 32min，得到半成品母料；
5)在半成品母料中加入润滑剂，然后投入到双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，干燥，即得。
其中所述步骤3)中超声波功率为800W。
实施例5
本发明实施例中，一种基于改性树脂的电池隔膜母料，包括以下按照重量份的原料：聚氨酯树脂67份、紫云提取物18份、胶态二氧化硅35份、甘油7份、萤石粉11份、聚二甲基二烯丙基氯化铵4份、润滑剂1.6份。
其中所述紫云提取物的制备方法如下：将采摘的紫云花清洗干净，剔除杂物和腐烂变质部分，放入蒸馏釜中，加入适量水进行蒸馏，收集馏液，往馏液中加入氯化钠，充分搅拌，静置，分离出油分，将分离出的油分再次加入饱和的氯化钠溶液中，充分搅拌，静置，再次分离出油分即得紫玉提取物；所述润滑剂由脂肪酸酰胺和羧酸按重量比3:2混合而成。
本实施例中所述基于改性树脂的电池隔膜母料的制备方法，包括以下步骤：
1)称取聚氨酯树脂、紫云提取物和甘油，置于高温反应釜中，在78℃的温度下搅拌36min，然后升温至106℃继续反应37min，得到改性树脂；
2)向聚二甲基二烯丙基氯化铵加入质量倍1倍的水，搅拌混合，制得聚二甲基二烯丙基氯化铵水溶液备用；
3)合并改性树脂和氯化铵水溶液，置于超声波处理器中，在86℃的温度下超声处理 19min，得到混合物；
4)将胶态二氧化硅和萤石粉加入到混合物中，在高温反应釜中以117℃的温度搅拌 32min，得到半成品母料；
5)在半成品母料中加入润滑剂，然后投入到双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，干燥，即得。
其中所述步骤3)中超声波功率为800W。
对比例1：与实施例3相比，不含紫云提取物，其他与实施例3相同。
对比例2：与实施例3相比，不含萤石粉，其他与实施例3相同。
对比例3：与实施例3相比，不含紫云提取物和萤石粉，其他与实施例3相同。
性能试验：分别用实施例3和对比例1-3所对应的母料采用相同的工艺制成薄膜，然后测试薄膜的力学性能，试验结果见下表。
组别/项目 拉伸强度MPa 拉伸模量MPa
实施例3 28 186
对比例1 21 152
对比例2 19 167
对比例3 14 132
从上表中实施例3所对应的数据可以看出，采用本发明的母料制得的电池隔膜具备优异的力学性能，同时结合实施例3和对比例1-3的数据可以看出，本发明是在增效组分紫云提取物和萤石粉的协同作用下发挥功效的。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种基于改性树脂的电池隔膜母料，其特征在于，包括以下按照重量份的原料：聚氨酯树脂52-67份、紫云提取物10-18份、胶态二氧化硅21-35份、甘油3-7份、萤石粉5-11份、聚二甲基二烯丙基氯化铵1-4份、润滑剂0.5-1.6份。
2.根据权利要求1所述的基于改性树脂的电池隔膜母料，其特征在于，包括以下按照重量份的原料：聚氨酯树脂57-62份、紫云提取物13-15份、胶态二氧化硅26-30份、甘油4-6份、萤石粉7-9份、聚二甲基二烯丙基氯化铵1.5-3.5份、润滑剂0.7-1.4份。
3.根据权利要求2所述的基于改性树脂的电池隔膜母料，其特征在于，包括以下按照重量份的原料：聚氨酯树脂59份、紫云提取物14份、胶态二氧化硅29份、甘油5份、萤石粉8份、聚二甲基二烯丙基氯化铵3份、润滑剂1.1份。
4.根据权利要求1所述的基于改性树脂的电池隔膜母料，其特征在于，所述紫云提取物的制备方法如下：将采摘的紫云花清洗干净，剔除杂物和腐烂变质部分，放入蒸馏釜中，加入适量水进行蒸馏，收集馏液，往馏液中加入氯化钠，充分搅拌，静置，分离出油分，将分离出的油分再次加入饱和的氯化钠溶液中，充分搅拌，静置，再次分离出油分即得紫玉提取物。
5.根据权利要求1所述的基于改性树脂的电池隔膜母料，其特征在于，所述润滑剂由脂肪酸酰胺和羧酸混合而成。
6.根据权利要求5所述的基于改性树脂的电池隔膜母料，其特征在于，所述润滑剂由脂肪酸酰胺和羧酸按重量比3:2混合而成。
7.一种如权利要求1-6任一所述的基于改性树脂的电池隔膜母料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）称取聚氨酯树脂、紫云提取物和甘油，置于高温反应釜中，在62-78℃的温度下搅拌25-36min，然后升温至94-106℃继续反应24-37min，得到改性树脂；
2）向聚二甲基二烯丙基氯化铵加入质量倍0.5-1倍的水，搅拌混合，制得聚二甲基二烯丙基氯化铵水溶液备用；
3）合并改性树脂和氯化铵水溶液，置于超声波处理器中，在72-86℃的温度下超声处理13-19min，得到混合物；
4）将胶态二氧化硅和萤石粉加入到混合物中，在高温反应釜中以105-117℃的温度搅拌24-32min，得到半成品母料；
5）在半成品母料中加入润滑剂，然后投入到双螺杆挤出造粒机中挤出造粒，干燥，即得。
8.根据权利要求7所述的基于改性树脂的电池隔膜母料的制备方法，其特征在于，所述步骤3）中超声波功率为800W。
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