CN109728227A - 一种聚丙烯微孔膜的制备方法 - Google Patents

一种聚丙烯微孔膜的制备方法 Download PDF

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朱勇飞
付传玉
郑树松
王楠
孙洪伟
吕天一
李海权
蔡金东
程璐
王宇
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Abstract

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种加入成核剂的聚丙烯微孔膜的制备方法，包括将聚丙烯、聚丙烯β晶型成核剂按质量百分比共混，流延制得铸片；将上述铸片用拉伸机双向同步拉伸得到聚丙烯微孔膜。本发明采用干法双向拉伸的方法制备聚丙烯微孔膜，不仅提高了微孔膜的韧性，同时也提高了其穿刺强度，同时减小了微孔膜的加工成本。

Description

一种聚丙烯微孔膜的制备方法
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种加入成核剂的聚丙烯微孔膜的制备方法。
背景技术
市场上主要的锂电池隔膜专用料为聚烯烃，以聚丙烯和聚乙烯为主。其中，聚丙烯作为半结晶聚合物，具有优异的力学性能和耐化学性能，使其成为制备锂电池专用料的首选材料。而聚丙烯树脂成膜稳定性包括分子量及其分布以及它的结晶和取向，这些都将影响制备出的微孔膜的成孔和回弹率等性能，因此聚丙烯能否作为锂电池隔膜专用料有着严格的要求，对聚丙烯树脂的稳定性能十分重要。
锂离子电池是由正负极、电解质和多孔隔膜组成的，隔膜有事锂电池的重要组成部分，隔膜的性能直接影响锂电池的性能，因此聚丙烯制得的微孔膜的性能要能满足锂离子电池的性能要求。聚丙烯(PP)是一种高结晶性聚合物，加工过程中熔体结晶速度较慢，易形成球晶，进而影响产品的透明性及制品的冲击强度，为了改善以上缺点最常用的方法是加入成核剂。成核剂的加入会影响聚丙烯微孔膜的微观结构和形态。一方面可以使聚丙烯以成核剂为中心异相成核，这样会增加晶核数量，降低球晶尺寸；另一方面成核剂的加入会提高聚丙烯结晶温度、缩短结晶时间。
在聚丙烯种加入成核剂的研究有很多。其中，公布号CN105524356A发明专利公布了一种在聚丙烯种加入孔率调节剂制得聚丙烯微孔膜，其中孔率调节剂的组分是稠环芳烃类成核剂或有机酸及其盐类成核剂或山梨醇类成核剂40～
50％，酰胺类成核剂30～40％，余量为无机类成核剂，聚丙烯孔膜的原料由以下质量百分数的组分组成：孔率调节剂0.1～2％，余量为聚丙烯树脂。该薄膜孔径分布均匀、透气性高，但其力学性能一般、尺寸稳定性不高，不能完全满足锂离子电池的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种加入聚丙烯β晶型成核剂制得的高性能的聚丙烯微孔膜的制备方法。
本发明的技术方案：
一种聚丙烯微孔膜的制备方法，包括：将聚丙烯、聚丙烯β晶型成核剂按质量百分比共混，流延制得铸片；将上述铸片用拉伸机双向同步拉伸得到聚丙烯微孔膜。
优选的，聚丙烯β晶型成核剂的质量为聚丙烯与聚丙烯β晶型成核剂总质量的1％-5％。
优选的，聚丙烯β晶型成核剂由γ-喹吖啶酮、邻苯二甲酸、碳酸钙组成。
优选的，流延的口模温度为185-195℃，流延辊的温度为80-100℃。
优选的，拉伸温度为120-150℃，拉伸倍率为3-6倍，拉伸速率为0.5-2mm/s。
本发明的有益效果：
本发明在聚丙烯树脂中加入成核剂使其以自身为中心异相成核，增加晶核的数量，使得球晶的尺寸下降，并且加入成核剂会提高聚丙烯的结晶温度同时缩短结晶时间。
本发明采用原料共混的方式，将聚丙烯与聚，丙烯β晶型成核剂共混，采用干法双向拉伸的方法制备聚丙烯微孔膜，不仅提高了微孔膜的韧性，同时也提高了其穿刺强度，同时减小了微孔膜的加工成本。
附图说明
本发明共有4幅附图
图1为本发明实施例1的聚丙烯微孔膜的扫描电镜图。
图2为本发明实施例2的聚丙烯微孔膜的扫描电镜图。
图3为本发明实施例3的聚丙烯微孔膜的扫描电镜图。
图4为本发明对比例的聚丙烯微孔膜的扫描电镜图。
具体实施方式
下面实施例仅对本发明做进一步详细说明，但不构成对本发明的任何限制。本实施例选用聚丙烯牌号F401，熔融指数为2.8g/10min(230℃/2.16kg)，重均分子量为4.6×106；聚丙烯β晶型成核剂含40％的γ-喹吖啶酮、40％的邻苯二甲酸、20％的碳酸钙组成。
实施例1
将聚丙烯100g，聚丙烯β晶型成核剂1g共混，流延制得铸片；将上述铸片用拉伸机双向同步拉伸得到聚丙烯微孔膜。流延的口模温度为185℃，流延辊的温度为88℃。拉伸温度为135℃，拉伸倍率为4倍，拉伸速率为1.5mm/s。
对实施例1中得到的微孔膜的厚度、透气性能、穿刺强度进行测试，结果见表1。
实施例2
将聚丙烯98g，聚丙烯β晶型成核剂2g共混，流延制得铸片；将上述铸片用拉伸机双向同步拉伸得到聚丙烯微孔膜。流延的口模温度为190℃，流延辊的温度为90℃。拉伸温度为140℃，拉伸倍率为5倍，拉伸速率为2mm/s。
对实施例2中得到的微孔膜的厚度、透气性能、穿刺强度进行测试，结果见表1。
实施例3
将聚丙烯95g，聚丙烯β晶型成核剂5g共混，流延制得铸片；将上述铸片用拉伸机双向同步拉伸得到聚丙烯微孔膜。流延的口模温度为195℃，流延辊的温度为95℃。拉伸温度为140℃，拉伸倍率为5倍，拉伸速率为2mm/s。
对实施例3中得到的微孔膜的厚度、透气性能、穿刺强度进行测试，结果见表1。
对比例
将聚乙烯98g，聚丙烯β晶型成核剂2g共混，流延制得铸片；将上述铸片用拉伸机双向同步拉伸得到聚丙烯微孔膜。流延的口模温度为190℃，流延辊的温度为90℃。拉伸温度为140℃，拉伸倍率为5倍，拉伸速率为2mm/s。
对比例中得到的微孔膜的厚度、透气性能、穿刺强度进行测试，结果见表1。
表1聚丙烯微孔膜的性能测试结果
性能 实施例1 实施例2 实施例3 对比例
微孔膜厚度(mm) 0.5 0.5 0.4 0.4
透气性(s/100ml) 120 126 119 117
穿刺强度(g) 330 358 292 285
采用扫描电子显微镜观测实施例1-3及对比例的图像，见图1-图4。

Claims (5)

1.一种聚丙烯微孔膜的制备方法，其特征在于，将聚丙烯、聚丙烯β晶型成核剂按质量百分比共混，流延制得铸片，然后将铸片用拉伸机双向同步拉伸得到聚丙烯微孔膜。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯微孔膜的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯β晶型成核剂的质量为聚丙烯与聚丙烯β晶型成核剂总质量的1％-5％。
3.根据权利要求1所述的聚丙烯微孔膜的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯β晶型成核剂由γ-喹吖啶酮、邻苯二甲酸、碳酸钙组成。
4.根据权利要求1所述的聚丙烯微孔膜的制备方法，其特征在于，所述流延的口模温度为185-195℃，流延辊的温度为80-100℃。
5.根据权利要求1所述的聚丙烯微孔膜的制备方法，其特征在于，所述拉伸温度为120-150℃，拉伸倍率为3-6倍，拉伸速率为0.5-2mm/s。
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