CN109524602A

CN109524602A - 一种用于改善电池隔膜用uhmwpe加工性的添加剂

Info

Publication number: CN109524602A
Application number: CN201811239612.0A
Authority: CN
Inventors: 尹鑫飞
Original assignee: SUZHOU GREENPOWER NEW ENERGY MATERIALS CO Ltd
Current assignee: SUZHOU GREENPOWER NEW ENERGY MATERIALS CO Ltd
Priority date: 2018-10-24
Filing date: 2018-10-24
Publication date: 2019-03-26

Abstract

本发明为一种用于改善电池隔膜用UHMWPE加工性的添加剂，包括HDPE和油酸酰胺，所述UHMWPE、HDPE和油酸酰胺的比例分别为：60‑99%、0.75‑39.75%、0.05‑0.25%。本发明成功解决了UHMWPE难加工的问题，使得隔膜针刺强度高、隔膜边部无撕裂。

Description

一种用于改善电池隔膜用UHMWPE加工性的添加剂

技术领域

本发明涉及电池材料领域，特别是涉及一种用于改善电池隔膜用UHMWPE加工性的添加剂。

背景技术

目前市场对隔膜的需求在往薄发展，对隔膜厚度要求越来越薄。但隔膜太薄会出现安全性问题，需要提升隔膜强度克服此缺点。研究发现使用超高分子量聚乙烯（UHMWPE）在相同工艺下表现出的拉伸强度及针刺强度都很高。因为分子量是超高分子量纤维力学性能的基础，分子量越高，端基浓度越小，增大了大分子链的相互作用力，受外力时大分子链间的缠结点与吸引点相互作用，达到分散作用力的目的。分子量不同赋予聚乙烯不同的性能，分子量越高，拉伸强度、表面硬度、耐磨性、耐蠕变、耐老化和耐溶解性提高，断裂伸长率降低。所以在生产9微米厚度以下的产品都会加入UHMWPE原料以提升产品强度。

在加工UHMWPE的过程中，熔融挤出段存在很大的问题。UHMWPE粘度高，耐溶解性强，所以与白油相容性差，挤出过程中熔体与挤出管道和模头内壁的摩擦力较大，导致熔体从模头挤出后，经铸片冷却的片材表面粗糙，且两边都有熔体撕裂的现象，从而使得膜面状况无法满足客户要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于改善电池隔膜用UHMWPE加工性的添加剂，使得隔膜针刺强度高、隔膜边部无撕裂。

本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种用于改善电池隔膜用UHMWPE加工性的添加剂，包括HDPE和油酸酰胺，所述UHMWPE、HDPE和油酸酰胺的比例分别为：60-99%、0.75-39.75%、0.05-0.25%。

进一步的，所述UHMWPE、HDPE和油酸酰胺的比例分别为：60%、39.95%、0.05%。

进一步的，所述UHMWPE、HDPE和油酸酰胺的比例分别为：60%、39.85%、0.15%。

进一步的，所述UHMWPE、HDPE和油酸酰胺的比例分别为：80%、19.85%、0.15%。

与现有技术相比，本发明用于改善电池隔膜用UHMWPE加工性的添加剂的有益效果是：成功解决了UHMWPE难加工的问题，使得隔膜针刺强度高、隔膜边部无撕裂。

附图说明

图1是级别0铸片状况的示意图。

图2是级别1铸片状况的示意图。

图3是级别2铸片状况的示意图。

图4是级别0 PE析出的示意图。

图5是级别1 PE析出的示意图。

具体实施方式

实施例1

一种用于改善电池隔膜用UHMWPE加工性的添加剂，包括高密度聚乙烯（HDPE）和油酸酰胺，UHMWPE、HDPE和油酸酰胺的比例分别为：60%、39.95%、0.05%。

实施例2

一种用于改善电池隔膜用UHMWPE加工性的添加剂，包括高密度聚乙烯（HDPE）和油酸酰胺，UHMWPE、HDPE和油酸酰胺的比例分别为：60%、39.85%、0.15%。

实施例3

一种用于改善电池隔膜用UHMWPE加工性的添加剂，包括高密度聚乙烯（HDPE）和油酸酰胺，UHMWPE、HDPE和油酸酰胺的比例分别为：60%、39.75%、0.25%。

实施例4

一种用于改善电池隔膜用UHMWPE加工性的添加剂，包括高密度聚乙烯（HDPE）和油酸酰胺，UHMWPE、HDPE和油酸酰胺的比例分别为：80%、19.95%、0.05%。

实施例5

一种用于改善电池隔膜用UHMWPE加工性的添加剂，包括高密度聚乙烯（HDPE）和油酸酰胺，UHMWPE、HDPE和油酸酰胺的比例分别为：80%、19.85%、0.15%。

实施例6

一种用于改善电池隔膜用UHMWPE加工性的添加剂，包括高密度聚乙烯（HDPE）和油酸酰胺，UHMWPE、HDPE和油酸酰胺的比例分别为：80%、19.75%、0.25%。

实施例7

一种用于改善电池隔膜用UHMWPE加工性的添加剂，包括高密度聚乙烯（HDPE）和油酸酰胺，UHMWPE、HDPE和油酸酰胺的比例分别为：99%、0.95%、0.05%。

实施例8

一种用于改善电池隔膜用UHMWPE加工性的添加剂，包括高密度聚乙烯（HDPE）和油酸酰胺，UHMWPE、HDPE和油酸酰胺的比例分别为：99%、0.85%、0.15%。

实施例9

一种用于改善电池隔膜用UHMWPE加工性的添加剂，包括高密度聚乙烯（HDPE）和油酸酰胺，UHMWPE、HDPE和油酸酰胺的比例分别为：99%、0.75%、0.25%。

加入当HDPE基本可以改善挤出后片材不良的问题，测试产品强度发现确实有提升，但由于UHMWPE被HDPE稀释，产品强度提升量不够极致，产品竞争力不够。实验发现添加油酸酰胺，分子结构为CH₃(CH₂)₇CH=CH(CH₂)₇CONH₂，在HDPE占比较低的情况下，依然可以明显改善产品的挤出加工性。

油酸酰胺CH₃(CH₂)₇CH=CH(CH₂)₇CONH₂，分子量：281.486。以植物油为原料加工而成，外观为蜡状，无异味，小颗粒（小晶体）。油酸酰胺与树脂相溶性较好，对热、氧、紫外线较稳定，具有典型的极性与非极性分子结构，能在物质界面形成单分子膜，具有抗粘结、爽滑、增滑、流平、防水、防湿、防沉淀、抗污损、抗静电及分散等功效。是一种无毒无腐蚀、性能优异的非离子表面活性剂。添加了油酸酰胺以后，明显改善了UHMWPE的加工性，熔体在挤出过程中与管道及模头内壁摩擦力减小，熔体表面张力变小，片材表面更光滑，HMWPE和HDPE的混合使用，片材两边也没有撕裂的现象，最终产品的强度也大幅度上升。

为了验证添加剂的使用效果，将添加剂以母粒的形式添加到PE原料中,以保证均一的爽滑效果，设计DOE实验来验证不同比例的添加剂和UHMWPE所达到的效果。UHMWPE占比为60%、80%和99%，HDPE占比为0.75-39.95%，油酸酰胺占比为0.05%、0.15%和0.25%，以生产5μm规格的条件下做实验。

参阅图1至图5，实验结果中铸片状况0为不合格，1为轻微不合格，2为合格，生产中必须达到2级别。PE析出0为合理，1为析出严重，生产中必须达到0。

本发明的技术效果如下：

序号	UHMWPE占比	HDPE占比	油酸酰胺占比	铸片状况	PE析出
						1	60%	39.95%	0.05%	2	0
2	60%	39.85%	0.15%	2	0
						3	60%	39.75%	0.25%	2	1
4	80%	19.95%	0.05%	1	0
						5	80%	19.85%	0.15%	2	0
6	80%	19.75%	0.25%	2	1
						7	99%	0.95%	0.05%	0	0
8	99%	0.85%	0.15%	0	0
						9	99%	0.75%	0.25%	1	1

本发明成功解决了UHMWPE难加工的问题，使得隔膜针刺强度高、隔膜边部无撕裂。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,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。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

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

1.一种用于改善电池隔膜用UHMWPE加工性的添加剂，其特征在于：包括HDPE和油酸酰胺，所述UHMWPE、HDPE和油酸酰胺的比例分别为：60-99%、0.75-39.75%、0.05-0.25%。

2.根据权利要求1所述的用于改善电池隔膜用UHMWPE加工性的添加剂，其特征在于：所述UHMWPE、HDPE和油酸酰胺的比例分别为：60%、39.95%、0.05%。

3.根据权利要求1所述的用于改善电池隔膜用UHMWPE加工性的添加剂，其特征在于：所述UHMWPE、HDPE和油酸酰胺的比例分别为：60%、39.85%、0.15%。

4.根据权利要求1所述的用于改善电池隔膜用UHMWPE加工性的添加剂，其特征在于：所述UHMWPE、HDPE和油酸酰胺的比例分别为：80%、19.85%、0.15%。