CN109572122A - 铝塑膜用短纤维复合薄膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝塑膜用短纤维复合薄膜及其制备方法。铝塑膜用短纤维复合薄膜，包括短纤维增强型聚丙烯层和短纤维增强型尼龙层，所述短纤维增强型聚丙烯层设置有两层，所述短纤维增强型尼龙层设置在两层所述短纤维增强型聚丙烯层之间，所述短纤维增强型尼龙层与所述短纤维增强型聚丙烯层内均含有木质短纤维。本发明提供的铝塑膜用短纤维复合薄膜，包括短纤维增强型聚丙烯层和短纤维增强型尼龙层，并且短纤维增强型尼龙层与短纤维增强型聚丙烯层内均含有木质短纤维。使得其具有更好的拉伸强度、耐冲深、耐撕裂等机械性能。
Description
技术领域
本发明涉及电池相关技术领域，特别是一种铝塑膜用短纤维复合薄膜及其制备方法。
背景技术
随着电子产品逐渐往轻薄、短小、便携等方面的发展，软包锂离子电池的需求量也与日俱增。铝塑膜是软包锂电池封装材料，通常铝塑膜由外层尼龙层、粘合剂、中间层铝箔、粘合剂、内层热封层，共五层组成，并且对每层的要求都比较高。在软包锂离子电池加工过程中铝塑膜一般要经过冲型、热封、注电解液、顶封等多道工序，为防止外力对电池的损伤，外层多采用高熔点的聚酯或尼龙材料设置为保护层。因此，如何避免加工过程多道工序对铝塑膜的摩擦划伤及提升铝塑膜整体的机械性能，更好的保护电池成为了许多铝塑膜生产厂家的工艺难点。
现有的尼龙薄膜通常由中间层以及分别复合在中间层上、下表面的表层构成。然而，通过控制拉伸阶段、温度，多层复合的形式得到的尼龙薄膜并不能有效的规避拉伸薄膜的统一弊病，即，在纵向和横向上的拉伸强度非常不均匀，弓形效应大，而且伸长率也非常不均匀。
或者，部分铝塑膜由内到外包括依次复合的流延聚丙烯薄膜层、铝箔层、聚酰胺纤维层和绝缘层，这种复合结构有了较高的耐磨强度、绝缘性能和抗腐蚀性能均得到大幅提升。但是其在抗拉伸、耐冲深等机械性能方面仍然存在较大的“短板”。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种机械性能更好的铝塑膜用短纤维复合薄膜及其制备方法。
第一方面，提供一种铝塑膜用短纤维复合薄膜，包括短纤维增强型聚丙烯层和短纤维增强型尼龙层，所述短纤维增强型聚丙烯层设置有两层，所述短纤维增强型尼龙层设置在两层所述短纤维增强型聚丙烯层之间，
所述短纤维增强型尼龙层与所述短纤维增强型聚丙烯层内均含有木质短纤维。
优选地，所述短纤维增强型聚丙烯层与所述短纤维增强型尼龙层的厚度比为15-24:52-70。
第二方面，提供一种铝塑膜用短纤维复合薄膜的制备方法，包括如下步骤：
S1：制备短纤维增强型聚丙烯薄膜：
将木质短纤维浆与聚丙烯颗粒混合，然后通过挤出塑化、挤出流延、冷却成型和分切复卷操作后制得所述短纤维增强型聚丙烯薄膜；
S2：制备短纤维增强型尼龙薄膜：
将木质短纤维浆与尼龙颗粒混合，然后通过熔融挤出、冷却铸片、热定型和分切复卷操作后制得所述短纤维增强型尼龙薄膜；
S3：将步骤S1和S2中制得的所述短纤维增强型聚丙烯薄膜和短纤维增强型尼龙薄膜按短纤维增强型聚丙烯、短纤维增强型尼龙、短纤维增强型聚丙烯的三层结构顺序通过流延热压、热定型和复卷成型后制得所述铝塑膜用短纤维复合薄膜。
优选地，所述木质短纤维浆包括：
麻纤维粉末25-30份，10％碳酸氢钠水溶液10-15份，对甲苯磺酸溶液2-5份，钛酸酯偶联剂1-4份。
优选地，所述木质短纤维浆的制备步骤包括：
将麻纤维粉碎成粉末，向其中加入10％碳酸氢钠水溶液，在温度40-60℃下搅拌1-3h；
再加入对甲苯磺酸溶液，在温度50-70℃下搅拌反应2-4h；
待过滤后再加入钛酸酯偶联剂，在温度80-100℃下搅拌反应1-3h；
经过滤后得到所述短纤维浆。
优选地，所述制备短纤维增强型聚丙烯薄膜包括如下步骤：
将5-15份所述木质短纤维浆、78-85份聚丙烯颗粒、3-8份碳酸钙抗粘连剂、2-5份抗老化剂经流延成薄膜，控制膜厚为10-20微米，获得所述短纤维增强型聚丙烯薄膜。
优选地，所述制备短纤维增强型尼龙薄膜包括如下步骤：
将3-8份所述木质短纤维浆、90-98份聚丙烯颗粒、1-2份抗老化剂经熔融挤出、双向拉伸、热定型后成薄膜，控制膜厚为65-75微米，获得所述短纤维增强尼龙薄膜。
优选地，所述木质短纤维浆包括：
木材刨花粉末10-15份，10％氢氧化钠水溶液5-10份，甲苯磺酸溶液1-3份，钛酸酯偶联剂1-3份。
优选地，所述木质短纤维浆的制备步骤包括：
将木材刨花粉碎成粉末，经100-110℃下蒸煮、干燥热磨后向其中加入10％氢氧化钠水溶液，在温度40-60℃下搅拌1-3h；
随后再加入对甲苯磺酸溶液，在温度50-70℃下搅拌反应1-4h；
待过滤后再加入钛酸酯偶联剂，在温度80-100℃下搅拌反应1-3h；
经过滤后得到所述木质短纤维浆。
优选地，所述制备短纤维增强型聚丙烯薄膜包括如下步骤：
将10-20份所述木质短纤维浆、78-85份聚丙烯颗粒、2-5份碳酸钙抗粘连剂、1-4份抗老化剂经流延成薄膜，控制膜厚为20-30微米，获得所述短纤维增强型聚丙烯薄膜。
优选地，所述制备短纤维增强型尼龙薄膜包括如下步骤：
将10-20份所述木质短纤维浆、78-85份聚丙烯颗粒、2-5份抗老化剂经熔融挤出、双向拉伸、热定型后成薄膜，控制膜厚为90-120微米，获得所述短纤维增强尼龙薄膜。
本发明提供的铝塑膜用短纤维复合薄膜，包括短纤维增强型聚丙烯层和短纤维增强型尼龙层，并且短纤维增强型尼龙层与短纤维增强型聚丙烯层内均含有木质短纤维。使得其具有更好的拉伸强度、耐冲深、耐撕裂等机械性能。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1示出本发明提供的铝塑膜用短纤维复合薄膜的结构示意图；
图2示出制备铝塑膜用短纤维复合薄膜的流程示意图。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
本发明提供的铝塑膜用短纤维复合薄膜用于制备铝塑膜，铝塑膜用于电池的封装。如图1所示，本发明提供的铝塑膜用短纤维复合薄膜包括短纤维增强型聚丙烯层1和短纤维增强型尼龙层2，所述短纤维增强型尼龙层2与所述短纤维增强型聚丙烯层1内均含有木质短纤维。所述短纤维增强型聚丙烯层1设置有两层，所述短纤维增强型尼龙层2设置在两层所述短纤维增强型聚丙烯层1之间，形成三层结构，优选地，三层结构的各层厚度比例为15-24:52-70:15-24，两层所述短纤维增强型聚丙烯层1的厚度可以相同，也可以不同。进一步地，所述短纤维增强型聚丙烯层1的厚度为10-30微米，所述短纤维增强型尼龙层2的厚度为60-110微米，所述铝塑膜用短纤维复合薄膜的厚度为90-160微米。
本发明还提供一种所述铝塑膜用短纤维复合薄膜的制备方法，如图2所示，包括如下步骤：
S1：制备短纤维增强型聚丙烯薄膜：
将木质短纤维浆与聚丙烯颗粒混合，然后通过挤出塑化、挤出流延、冷却成型、分切复卷等操作后制得所述短纤维增强型聚丙烯薄膜。
S2：制备短纤维增强型尼龙薄膜：
将木质短纤维浆与尼龙颗粒混合，然后通过熔融挤出、冷却铸片、热定型、分切复卷等操作后制得所述短纤维增强型尼龙薄膜。
S3：制备铝塑膜用短纤维复合薄膜：
将步骤S1和S2中制得的短纤维增强型聚丙烯薄膜和短纤维增强型尼龙薄膜按照短纤维增强型聚丙烯、短纤维增强型尼龙、短纤维增强型聚丙烯的顺序通过流延热压、热定型、复卷成型的等步骤后制得所述铝塑膜用短纤维复合薄膜。
在具体实施例一中具体的制备步骤包括：
将25-30优选为28份麻纤维粉碎成粉末，向其中加入10-15优选为12份的10％碳酸氢钠水溶液，在温度40-60℃下搅拌1-3h；随后再加入2-5优选为3份对甲苯磺酸溶液，在温度50-70℃下搅拌反应2-4优选为3h；待过滤后再加入1-4优选为2份钛酸酯偶联剂，在温度80-100℃下搅拌反应1-3优选为2h，经过滤后得到木质短纤维浆；
将5-15优选为10份所述木质短纤维浆、78-85优选为82份聚丙烯颗粒、3-8优选为5份碳酸钙抗粘连剂、2-5优选为3份抗老化剂经流延成薄膜，控制膜厚为10-20优选为15微米，获得短纤维增强型聚丙烯薄膜；
将3-8优选为5份所述木质短纤维浆、90-98优选为94份聚丙烯颗粒、1-2优选为1份抗老化剂经熔融挤出、双向拉伸、热定型后成薄膜，控制膜厚为65-75优选为70微米，获得短纤维增强尼龙薄膜；
通过流延热压，按短纤维增强型聚丙烯、短纤维增强型尼龙、短纤维增强型聚丙烯的3层结构顺序复合形成90-180优选为100微米厚度铝塑膜用短纤维复合薄膜。
在具体实施例二中具体的制备步骤包括：
将10-15优选为12份木材刨花粉碎成粉末，经100-110℃下蒸煮、干燥热磨后向其中加入5-10优选为7份的10％氢氧化钠水溶液，在温度40-60℃搅拌1-3h；随后再加入1-3优选为2份对甲苯磺酸溶液，在温度50-70℃下搅拌反应1-4优选为3h；待过滤后再加入1-3优选为1份钛酸酯偶联剂，在温度80-100℃下搅拌反应1-3优选为2h，经过滤后得到木质短纤维浆；
将10-20优选为15份所述木质短纤维浆、78-85优选为80份聚丙烯颗粒、2-5优选为3份碳酸钙抗粘连剂、1-4优选为2份抗老化剂经流延成薄膜，控制膜厚为20-30优选为25微米，获得短纤维增强型聚丙烯薄膜；
将10-20优选为14份所述木质短纤维浆、78-85优选为83份聚丙烯颗粒、2-5优选为3份抗老化剂经熔融挤出、双向拉伸、热定型后成薄膜，控制膜厚为90-120优选为100微米，获得短纤维增强尼龙薄膜；
通过流延热压，按短纤维增强型聚丙烯、短纤维增强型尼龙、短纤维增强型聚丙烯的3层结构顺序复合形成100-200优选为150微米厚度铝塑膜用短纤维复合薄膜。
通过上述方法制得的铝塑膜用短纤维复合薄膜与常规的尼龙薄膜的性能对比如下表所示：
通过上表可以看出，本发明提供的铝塑膜用短纤维复合薄膜相对与常规的尼龙薄膜在拉伸强度、断裂伸长率、耐撕裂力、热收缩率等方面的性能均要更好。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。
应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。
Claims (11)
1.一种铝塑膜用短纤维复合薄膜，其特征在于，包括短纤维增强型聚丙烯层和短纤维增强型尼龙层，所述短纤维增强型聚丙烯层设置有两层，所述短纤维增强型尼龙层设置在两层所述短纤维增强型聚丙烯层之间，
所述短纤维增强型尼龙层与所述短纤维增强型聚丙烯层内均含有木质短纤维。
2.根据权利要求1所述的铝塑膜用短纤维复合薄膜，其特征在于，所述短纤维增强型聚丙烯层与所述短纤维增强型尼龙层的厚度比为15-24:52-70。
3.一种铝塑膜用短纤维复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：制备短纤维增强型聚丙烯薄膜：
将木质短纤维浆与聚丙烯颗粒混合，然后通过挤出塑化、挤出流延、冷却成型和分切复卷操作后制得所述短纤维增强型聚丙烯薄膜；
S2：制备短纤维增强型尼龙薄膜：
将木质短纤维浆与尼龙颗粒混合，然后通过熔融挤出、冷却铸片、热定型和分切复卷操作后制得所述短纤维增强型尼龙薄膜；
S3：将步骤S1和S2中制得的所述短纤维增强型聚丙烯薄膜和短纤维增强型尼龙薄膜按短纤维增强型聚丙烯、短纤维增强型尼龙、短纤维增强型聚丙烯的三层结构顺序通过流延热压、热定型和复卷成型后制得所述铝塑膜用短纤维复合薄膜。
4.根据权利要求3所述的铝塑膜用短纤维复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述木质短纤维浆包括：
麻纤维粉末25-30份，10％碳酸氢钠水溶液10-15份，对甲苯磺酸溶液2-5份，钛酸酯偶联剂1-4份。
5.根据权利要求4所述的铝塑膜用短纤维复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述木质短纤维浆的制备步骤包括：
将麻纤维粉碎成粉末，向其中加入10％碳酸氢钠水溶液，在温度40-60℃下搅拌1-3h；
再加入对甲苯磺酸溶液，在温度50-70℃下搅拌反应2-4h；
待过滤后再加入钛酸酯偶联剂，在温度80-100℃下搅拌反应1-3h；
经过滤后得到所述短纤维浆。
6.根据权利要求5所述的铝塑膜用短纤维复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述制备短纤维增强型聚丙烯薄膜包括如下步骤：
将5-15份所述木质短纤维浆、78-85份聚丙烯颗粒、3-8份碳酸钙抗粘连剂、2-5份抗老化剂经流延成薄膜，控制膜厚为10-20微米，获得所述短纤维增强型聚丙烯薄膜。
7.根据权利要求5所述的铝塑膜用短纤维复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述制备短纤维增强型尼龙薄膜包括如下步骤：
将3-8份所述木质短纤维浆、90-98份聚丙烯颗粒、1-2份抗老化剂经熔融挤出、双向拉伸、热定型后成薄膜，控制膜厚为65-75微米，获得所述短纤维增强尼龙薄膜。
8.根据权利要求3所述的铝塑膜用短纤维复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述木质短纤维浆包括：
木材刨花粉末10-15份，10％氢氧化钠水溶液5-10份，甲苯磺酸溶液1-3份，钛酸酯偶联剂1-3份。
9.根据权利要求8所述的铝塑膜用短纤维复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述木质短纤维浆的制备步骤包括：
将木材刨花粉碎成粉末，经100-110℃下蒸煮、干燥热磨后向其中加入10％氢氧化钠水溶液，在温度40-60℃下搅拌1-3h；
随后再加入对甲苯磺酸溶液，在温度50-70℃下搅拌反应1-4h；
待过滤后再加入钛酸酯偶联剂，在温度80-100℃下搅拌反应1-3h；
经过滤后得到所述木质短纤维浆。
10.根据权利要求8所述的铝塑膜用短纤维复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述制备短纤维增强型聚丙烯薄膜包括如下步骤：
将10-20份所述木质短纤维浆、78-85份聚丙烯颗粒、2-5份碳酸钙抗粘连剂、1-4份抗老化剂经流延成薄膜，控制膜厚为20-30微米，获得所述短纤维增强型聚丙烯薄膜。
11.根据权利要求8所述的铝塑膜用短纤维复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述制备短纤维增强型尼龙薄膜包括如下步骤：
将10-20份所述木质短纤维浆、78-85份聚丙烯颗粒、2-5份抗老化剂经熔融挤出、双向拉伸、热定型后成薄膜，控制膜厚为90-120微米，获得所述短纤维增强尼龙薄膜。
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