CN111933870B - 一种分布均匀的膜及其二维拉伸制备方法 - Google Patents

Abstract

一种分布均匀的膜及其二维拉伸制备方法，包括将聚乙烯、石蜡油、二氧化硅纳米颗粒、4,4’‑硫代双(6‑叔丁基间甲酚)分批混合加热，并挤出成型，分别经过横向拉伸和纵向拉伸后，再根据薄膜透光率异常确定需进一步拉伸控制区域，根据待拉伸区域，控制二维拉伸装置进行精确的二维拉伸，后烘干成卷。从而获得安全性、电学性能较佳的锂电池隔膜。

Description

一种分布均匀的膜及其二维拉伸制备方法

技术领域

本发明涉及锂电池隔膜及其制备技术领域。

背景技术

隔膜是锂电池中重要的组成部分，其常见类型为聚乙烯薄膜。隔膜的性能直接决定了锂电池的使用性能和安全性。通常隔膜是一个具有多孔结构的绝缘材料。对于隔膜而言，通常需要保证一定的孔隙率、开孔大小，从而使得离子能够顺利迁移。过高会导致隔膜强度下降，过低会导致内阻增加。膜的均匀性也影响电解液浸润膜，从而影响电池内阻。而且，在异常情况下，电流过大会导致升温至T1，从而使得膜的开孔闭合，从而使得离子迁移停止，避免进一步发生危险。但如果升温过高至T2，同样会导致膜发生破裂，从而损坏电池。只有适当降低T1温度，升高T2温度才能够使得电池使用更加安全。因此，对于锂电池隔膜而言，以上诸多参数都影响后续电池使用时的安全及性能。

目前行业内多采用更为复杂工艺的方式解决以上问题，例如利用 γ 射线轰击PE隔膜，并与极性的甲氧基聚氧化乙烯丙烯酸酯发生反应后成膜；或将Al₂O₃纳米陶瓷粒子均匀涂覆在 PE 隔膜表面后成膜等。现有诸多方式虽然在一定程度上解决了上述问题，但效果有限，且成本较高，需要引入新的工艺，工艺成熟度还有待完善。

行业内大多进行单个参数的逐一优化的方式来实现安全性以及提高性能。例如用光学设备检测隔膜厚度。但这样费时费力，多参数交叉难以控制。同时也没有意识到各个参数综合表现的一致性对于电池安全和性能提升具有重要意义。

而如果选择一个能够综合表征各个参数的方式进行工艺控制，会对该工艺的控制精度要求较高，现有技术中未提到如何使用简单方式实现这种复合参数的工艺控制。

同时，目前的横向和纵向拉伸只能整体拉伸，无法对薄膜不均匀进行微调。这种不均匀不止是厚度，还包括其他参数分布不均匀。这导致了薄膜各种参数的均匀性无法在拉伸阶段进行精确调整，从而使得薄膜安全性和电学性能进一步提高的空间被限制。

为此，急需一种充分利用现有工艺方法，在优化制备工艺的基础上能够高效地实现电池更佳安全性和更好电学性能的锂电池隔膜制备方法。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的锂电池隔膜及其制备方法。

一种分布均匀的膜的二维拉伸制备方法，

原料A为聚乙烯，包括以下两部分

A1：分子量为6.5×10⁶-8.5×10⁶的聚乙烯颗粒；

A2：密度为0.966-0.983g/cm³的聚乙烯颗粒；

原料B为石蜡油；原料C为直径20-30nm的二氧化硅纳米颗粒；原料D为4,4-硫代双(6-叔丁基间甲酚)；

步骤1：将上述4种原料分批加热混合；

步骤2：将混合完成后的浆料注入挤压机中挤出成厚膜；

步骤3：将厚膜依次进行纵向拉伸和横向拉伸，拉伸比为6-7，拉伸完毕后进行萃取；

步骤4：将薄膜传输至二维拉伸装置中，利用标准光强、减弱光强、增强光强分别照射薄膜，获得薄膜上透光率异常点，并根据异常点分布利用覆盖异常点的最小矩形确定待拉伸区域；

步骤5：按如下方式操作二维拉伸装置进行薄膜拉伸工艺；

①当拉伸区域均布在薄膜所有位置时，控制右上夹持辊、右下夹持辊靠近，夹持薄膜右侧，左移动辊向左平移；

②当拉伸区域呈纵向条状分布时，控制拉伸区域对应位置的左上夹持辊逐渐靠近左下夹持辊，间距小，从而夹持拉伸区域对应位置，在该位置产生最大夹持力；其余位置的左上夹持辊同样靠近左下夹持辊，但间距更大，对薄膜该位置产生小的夹持力；此时控制右移动辊向右平移，从而使得最大夹持力对应的区域被重点纵向拉伸，其余区域略微拉伸甚至不纵向拉伸；

③当拉伸区域呈横向条状分布时，

薄膜拉伸区域对相应位置的后侧边驱动部输入大电流，从而产生大的拉力；而其余位置的后侧边驱动部输入小电流，从而产生小的拉力，甚至不产生拉力，从而使得相应拉伸区域被横向拉伸，而其余区域略微横向拉伸或不拉伸；

步骤6：二维拉伸完毕后冷却成膜。

减弱光强为标准光强的30%，增强光强为标准光强的250%。

其中原料A和原料B的重量比为27：43，原料C与原料A的重量比为1.3：100，原料D与原料A的重量比为0.7：100。

薄膜二维拉伸完毕后可以进行薄膜的清洁工艺，然后再烘干成卷。

一种分布均匀的膜，使用上述方法制备。

发明点及技术效果

1、利用标准光强、增强光强、减弱光强交替的方式获得更加准确的透光率，通过透光率准确控制二维拉伸制作工艺，从而能够针对本发明制备的隔膜的透光特点进行更为准确的工艺控制，从而高效、准确地保证了隔膜的一致性。

2、优化了制备材料、流程步骤和工艺参数，提出了一种能够在电池异常升温时关闭开孔，且膜机械强度高、耐高温、低内阻的锂电池隔膜制备原料及相应制备方法，并制备出了高性能的锂电池隔膜，其能够在电池温度异常时及时保护，且耐高温，低电阻，有着高安全性和优异的电学性能。

3、首次提出电池隔膜各参数一致性对于安全性和电池性能影响较大。将多个参数进行综合优化，利用能够综合表征多个常规隔膜参数的透光率作为一致性标准，利用它进行隔膜的制造控制，从而可以高效地实现高安全性和高性能隔膜，特别适合大批量的实际生产工艺。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是隔膜的制作工艺流程图

图2是隔膜二维拉伸工艺的俯视图

图3是隔膜二维拉伸工艺的后视图

图4是隔膜二维拉伸工艺的前视图

图5是隔膜二维拉伸工艺示意图

图6是横向拉伸工艺示意图

图7是纵向拉伸工艺示意图

图8是各光源下拉伸区域确定工艺示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

隔膜制备方法

原料A为聚乙烯，具体而言，可以包括以下两部分，且根据大量实验，两者的优选重量比为1:1.53。

A1：分子量为6.5×10⁶-8.5×10⁶的聚乙烯颗粒；

A2：密度为0.966-0.983g/cm³的聚乙烯颗粒；

原料B为石蜡油；原料C为直径20-30nm的二氧化硅纳米颗粒；原料D为4,4-硫代双(6-叔丁基间甲酚)；

其中原料A和原料B的重量比为27：43，原料C与原料A的重量比为1.3：100，原料D与原料A的重量比为0.7：100。

步骤1：将原料A1与原料D及一半重量的原料B混合，加热至70-110℃搅拌25分钟，保持搅拌速度为340 r/min。

步骤2：在步骤1的搅拌物中加入原料A2及另一半重量的原料B混合，加热至90-130℃搅拌5分钟，保持搅拌速度为340 r/min。

步骤3：在步骤2的搅拌物中加入原料C，保持140-170℃，搅拌30分钟，提高搅拌速度为520 r/min，并最终得到浆料。

步骤4：将混合完成后的浆料注入挤压机中挤出，保持挤出机温度为170-230℃，挤出速率为1100g/min。

步骤5：挤出物在冷却辊上冷却固化成厚度为400-2500μm的厚膜，冷却温度为20-70℃，冷却固化过程中发生固液相分离或液液相分离，从而在其内部形成微孔结构。

步骤6：设置预热辊、纵向拉伸辊、冷却辊的温度分别为90℃、120℃和20℃，厚膜依次经预热辊、纵向拉伸辊和冷却辊进行纵向拉伸，得到半厚膜，延伸比为6-7；

步骤7：设置预热辊、横向拉伸辊、冷却辊的温度分别为100℃、125℃和90℃，半厚膜依次经预热辊、横向拉伸辊和冷却辊进行横向拉伸，得到薄膜，延伸比为6-7；

步骤8：将薄膜传输至二氯甲烷萃取箱中进行萃取，萃取箱内温度在20～35℃，萃取时间4小时。萃取完毕后烘干；

步骤9：将薄膜传输至二维拉伸装置中，进行横纵双方向微调拉伸，保持拉伸温度为130-150℃。同时在拉伸过程中监控薄膜的透光率分布，从而控制拉伸装置在不同拉伸位置的力大小，从而调整薄膜不同位置的透光率的一致性，最终得到一致性较好的薄膜。

步骤10：二维拉伸完毕后冷却成膜。

步骤11：利用检测设备进行厚度、洁净度、强度、浸润性、透气性等参数测试。

根据上述原料配比和工艺制备出来的隔膜在电池温度异常升高时能够及时关闭开孔，且能够保持在较高温度不发生破膜问题。同时，其内阻较低，稳定性较好。

其中厚膜在本领域中的含义为挤压机中挤出的浆料形成的厚度更厚的膜；半厚膜为经过一个方向拉伸，厚度已经减少的膜；薄膜为经过两个方向拉伸工艺后，厚度已经与最终成品接近的膜。

在步骤3中，可以将混合物直接加热至上述要求温度。但特别的，在步骤3中加热可以通过加热-暂缓-加热交替的方式进行，以给各种材料充分的接触反应时间，从而获得更好地薄膜性能。具体而言，步骤3中的加热可以按以下公式进行：

T= a*(sin(t)+b*t²)+X

其中T为加热温度，t为时间，a、b为经验系数，优选a=5，b=0.1，X为步骤2中的温度，通常为90-130℃。其中T的单位为℃，t的单位为分钟，X的单位为℃。

此时，需要在加热温度T达到步骤3要求温度后，再进行温度保持和搅拌。

隔膜制造中二维拉伸工艺

在拉伸工艺中，通常只监控膜的厚度，保证厚度的一致性从而提升膜的性能。但实际上膜的诸多参数都会影响其性能。例如：孔隙率、开孔大小、膜密度、透气性等。这些性能通常只是在膜生产完毕后再利用多个不同设备进行检测，从而判断膜是否合格。首先，这样做需要较多设备；其次这种检测是事后检测，已经无法避免生产出来的劣品。

本发明提出了在膜的拉伸过程中进行膜参数的检测，同时控制拉伸动作，从而保证拉伸出来较高质量的膜。但是，如果利用多个设备进行参数检测，会造成设备异常复杂，且控制算法难以平衡多个参数。然而根据多年研究发现，上述多个参数的不均匀最终都会反映在膜透光率的不均匀上。因此，为了在生产实践中快速控制拉伸装置，本发明提出使用透光率来进行膜拉伸的控制，从而综合控制以上参数，获得较高质量隔膜。因此，这也是本发明的发明点之一，以下将详细陈述其工艺。

二维拉伸设备包括左移动辊1、右移动辊2、左上夹持辊3-1、左下夹持辊3-2、右上夹持辊4-1、右下夹持辊4-2、后侧边上夹持部5-1、后侧边下夹持部5-2、前侧边上夹持部6-1、前侧边下夹持部6-2、后侧边驱动部5-3、前侧边驱动部6-3、相机7、面光源8。

其中左移动辊1、右移动辊2分别位于设备两端，用于传输薄膜M，同时用于在分别向左或右平移时对位于其上的薄膜M产生向左或向右的拉力，当薄膜M另一端相对固定时，实现对隔膜的纵向拉伸。

左上夹持辊3-1、左下夹持辊3-2上下相对设置，用于夹持薄膜M左侧。其中左下夹持辊3-2固定设置，左上夹持辊3-1可上下移动设置。当需要夹持时左上夹持辊3-1向下移动，从而与左下夹持辊3-2一起形成对薄膜M左侧边的夹持。左上夹持辊3-1为多个短辊，可分别独立地上下移动，且上下移动的距离精确可控。左下夹持辊3-2为一个长辊。

右上夹持辊4-1、右下夹持辊4-2上下相对设置，用于夹持薄膜M右侧。其中右下夹持辊4-2固定设置，右上夹持辊4-1可上下移动设置。当需要夹持时右上夹持辊4-1向下移动，从而与右下夹持辊4-2一起形成对薄膜M右侧边的夹持。右上夹持辊4-1为单个长辊，其上下移动的距离精确可控。右下夹持辊4-2为一个长辊。

当不同位置的左上夹持辊3-1向下移动不同距离时，会与左下夹持辊3-2在不同位置形成不同的间距，从而对对应位置的薄膜M产生不同的夹持力。此时若右移动辊2向右移动时，会带动薄膜M向右移动，此时薄膜M左侧不同位置夹持力不同，那么对于右移动辊2固定的驱动力而言，薄膜M位于横向不同位置的纵向细条区域被拉伸的程度将产生区别，由此可以对不同位置的纵向细条区域产生不同的拉伸比。因此，控制左上夹持辊3-1与左下夹持辊3-2在不同位置形成的不同的间距，就能够控制对应细条区域的拉伸比。为了控制更为精确，可以设置更为密集、数量更多的左上夹持辊，通常可以设置10个，但为了控制分辨率更高，可以设置20-30个。

当右上夹持辊4-1向下移动，从而与右下夹持辊4-2一起形成对薄膜M右侧边的夹持时，若左移动辊1向左移动，会带动薄膜M向左移动，此时薄膜M被均匀纵向拉伸。

每个后侧边上夹持部5-1、后侧边下夹持部5-2上下相对设置，共同构成后侧边夹持部。其多个沿薄膜M后侧边排布，用于夹持薄膜M的后侧边。前侧边上夹持部6-1、前侧边下夹持部6-2上下相对设置，为整体一段，共同构成前侧边夹持部，用于夹持薄膜M的前侧边。后侧边上夹持部5-1、后侧边下夹持部5-2、前侧边上夹持部6-1、前侧边下夹持部6-2的主体均由橡胶构成，防止在夹持时对薄膜造成损害。同时，橡胶在成型时掺入了细小的铁颗粒，从而一方面增强橡胶的强度，同时用于被驱动部吸引。

后侧边驱动部5-3由电磁铁构成，位于后侧边上夹持部5-1和后侧边下夹持部5-2的后侧，且后侧边驱动部5-3同样为多个，分别与多个排布的后侧边夹持部所对应。用于在通电后吸引对应的后侧边夹持部，从而使得该后侧边夹持部所夹持的薄膜位置对应的横向条形区被拉伸。因此，通过控制不同后侧边驱动部5-3的电流大小，即能够控制对应不同位置的后侧边夹持部向后拉伸的力，从而控制薄膜对应的横向条形区的拉伸比。当然，在控制后侧边驱动部5-3进行拉伸时，前侧边夹持部应当固定夹持薄膜的前侧边。

前侧边驱动部6-3由电磁铁构成，位于前侧边上夹持部6-1和前侧边下夹持部6-2的前侧，且后侧边驱动部6-3为多个，均匀排布在前侧边夹持部前侧，用于在通电后吸引对应的前侧边夹持部，从而使得该前侧边夹持部所夹持的薄膜被拉伸。虽然前侧边上夹持部6-1和前侧边下夹持部6-2均为单个，但由于其主体均为橡胶，具有一定的柔性。因此，通过控制某个前侧边驱动部6-3的电流大小，即能够在该前侧边驱动部6-3正对的前侧边夹持部的位置产生相对最大的拉力，而在与前侧边驱动部6-3正对的前侧边夹持部的位置相邻的位置产生次大的拉力，依次类推，会在虽然会在整个前侧边夹持部上均产生一定的拉力，但拉力在前侧边夹持部上分布不均匀。也就是说，即使只对某个前侧边驱动部6-3通电，也能够使得薄膜整个前侧边被拉伸，只不过该前侧边驱动部6-3所对应的位置被拉伸最大，而其他位置依照与其距离远近拉伸比依次减小。但是，由于整个前侧边夹持部沿薄膜前侧边是一个完整的整体，因此这种不同位置拉伸比的变化其实非常小。因此，对于需要微调某个位置拉伸比的情况下将非常适用。这样不会导致由于控制某个区域的微小拉伸，导致与相邻区域的一致性有剧烈变化，从而保证工艺控制的准确、高效，也是发明点之一。当然，在二维拉伸设备中，只进行细微的拉伸动作，对个别位置的缺陷进行调整，并不进行大拉伸比动作。

薄膜的上方设置有面光源8，由于薄膜可能较大，因此可以设置多个面光源8。但如果进行多面光源组合时，应当满足其对于薄膜任意位置的光照强度相同。面光源8用于向薄膜提供均匀的光照。

薄膜下方设置有相机7，由于薄膜可能较大，相机视场有限，因此也可以设置多个相机7，进行视场的拼接。相机7用于从接收面光源8发射、经过薄膜透射的光，并拍摄薄膜的图像。

上述得到的图像送入处理器中进行如下操作：

（1）将图像中的每个像素点与薄膜上的实际点进行位置对应。

（2）获取图像中每个像素点的灰度值P_i。

（3）求出图像的平均灰度值P₀。

（4）若|P_i-P₀|/ P₀>Q，则将P_i对应的薄膜位置点记为异常点，其中Q为设定的阈值范围，可以根据对于薄膜一致性要求的高低进行选取，为了兼顾速度和精度，初步可以将Q值设的较小，例如0.01，这样会有大量异常点出现，但在这种情况下很多异常点的不一致性实际上并不是不可接受。因此还需要进一步精确筛选。

（5）舍弃孤立的异常点，选择异常点较为集中的区域，此时控制该区域对应的面光源8减弱光强至标准光强的30%，重新计算每个像素灰度值及平均灰度值，根据两者关系重新标记异常点。这样，透光率低于正常值的区域灰度值衰减会更快更严重，因此会被明显标记出来。再次控制该区域对应的面光源8提升光强至标准光强的250%，重新计算每个像素灰度值及平均灰度值，根据两者关系重新标记异常点。其中标准光强为通常检查用光强，作为参考值，可以使用功率为50w的LED面光源。

这样，透光率高于正常值的区域灰度值升高会更快更严重，因此也会被明显标记出来。由此，可以重新确定异常点。通过这种方式，可以精确筛选异常点，从而能够避免过度和不必要的拉伸操作，节约生产时间，提高成膜性能，具体如图8所示。

（6）确定重新确定的异常点的分布区域，选择面积最小的矩形框将其覆盖，该矩形框作为待二维拉伸的区域，称为拉伸区域。对于孤立的个别异常点可以舍弃不予考虑。

其中，对纵向拉伸和横向拉伸的控制方法为：

①当拉伸区域均布在薄膜所有位置时，控制右上夹持辊4-1、右下夹持辊4-2靠近，夹持薄膜右侧，左移动辊1向左平移。

②当拉伸区域呈纵向条状分布时，控制对应位置的左上夹持辊3-1逐渐靠近左下夹持辊3-2，间距最小，对薄膜该位置产生最大的夹持力；其余位置的左上夹持辊3-1同样靠近左下夹持辊3-2，但间距更大，对薄膜该位置产生较小的夹持力，甚至不产生夹持力。控制右移动辊2向右平移，从而使得最大夹持力对应的区域被重点纵向拉伸，其余区域略微拉伸甚至不纵向拉伸，具体如图7所示，图中黑色的为产生最大夹持力的某个夹持辊。

③当拉伸区域呈横向条状分布时，

若区域内异常情况比较严重，则对相应位置的后侧边驱动部5-3输入大电流，从而产生大的拉力；而其余位置的后侧边驱动部5-3输入较小电流，从而产生小的拉力，甚至不产生拉力。从而使得相应区域被横向拉伸，而其余区域略微横向拉伸或不拉伸。此时前侧边夹持部整体夹持薄膜侧边。具体如图6所示，图中黑色标识的是动作的驱动部。

若区域内只有细微的异常情况，与周边透光情况差异较小。则对相应位置的前侧边驱动部6-3输入大电流，从而产生大的拉力，该位置对应的区域被横向拉伸。但由于前侧边上夹持部6-1和前侧边下夹持部6-2均为单个，因此也会对薄膜纵向其他位置产生横向拉力。但由于前侧边夹持部主体均为橡胶，具有一定的柔性。因此其他位置产生的横向拉力与上述异常位置产生的横向拉力差异不大。从而可以避免某个位置被突出横向拉伸，导致过度拉伸。此时后侧边夹持部整体夹持薄膜侧边。

通过上述原料配比和制备工艺，最终获得薄膜的T1温度为100℃，T2温度为220℃，可以有效保证电池的安全性。同时，由于薄膜厚度为23μm，厚度误差不大于0.01%；薄膜开孔大小、孔隙率、孔分布、浸润性等参数一致性较好，其面电阻低于0.41Ω·cm²，在装配至锂电池中时，比常规薄膜内阻低20.4%。

本领域技术人员可以理解，上述拉伸的工艺是与本发明提出的膜的制备配套使用的，效果最佳。但这并不意味着该拉伸工艺不能用于其他膜的制造。常规锂电池隔膜均可以使用上述拉伸工艺进行制造。

虽然上述工艺可以保证薄膜的一致性，但在进行薄膜的生产加工过程中，不可避免的在其薄膜的表面吸附杂质，虽然整个生产可以在超净间中进行，但仍然无法完全避免。而这种表面的杂质会在形成电池后，对电池性能造成巨大影响。特别是会影响会使得电池在未达到T2温度时既在杂质所在区域形成破孔，从而极大地影响电池的安全性能。

特别是薄膜生产和转移过程中不可避免地产生静电，因此即使在超净间中也会吸附空间内为数不多的灰尘等杂质。这使得目前现有去除薄膜表面杂质的方法效果较差。而增加静电去除装置成本较高。

因此，本发明创造性地设置喷水装置和清洁装置，利用薄膜在吸水状态下受静电影响较小的特点，能够更彻底地去除表面吸附的杂质。具体结构及方法如下：

在薄膜拉伸完毕后成卷前，进行喷水润湿，润湿后进行清洁及烘干。其中清洁工艺包括如下内容。

清洁装置包括箱体，箱体内设置有三个转运辊，使得薄膜从箱体下方输入口进入，从右上方输出口输出，且薄膜整体呈垂直状态。在薄膜垂直部分的两侧分别依次由上到下垂直排布有吸尘器、吹尘器、吸尘器。吸尘器用于吸收薄膜表面及周边杂质，吹尘器用于向薄膜表面吹风，使得薄膜表面吸附牢固的杂质被吹落。而吸尘器和吹尘器的这种排布可以使得薄膜表面杂质被吹落，但瞬间能够被吸收，不会对箱体造成二次污染。

还包括位于箱体输入口和输出口的负压装置，用于在箱体清洁时，保证输入口与输出口的空气向外流动；以及吸尘口，用于吸收箱体空间内可能存在的杂质。

在完成拉伸后，进行喷水操作，保证薄膜一定的含水率。此时将薄膜送至清洁装置，启动吸尘器和吹尘器进行薄膜除尘，同时还可开启负压装置，避免外界灰尘进入。由于此时薄膜具有含水率，因此其受到静电的影响可忽略，其上的灰尘杂质反而更容易被吹落、吸收。因此在吸水操作完成后进行洁净步骤，也是本发明的发明点之一。在吹尘操作完成后，再进入烘干设备进行烘干成卷。

本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (5)

1.一种分布均匀的膜的二维拉伸制备方法，其特征在于：

原料A为聚乙烯，包括以下两部分

A1：分子量为6.5×10⁶-8.5×10⁶的聚乙烯颗粒；

A2：密度为0.966-0.983g/cm³的聚乙烯颗粒；

原料B为石蜡油；原料C为直径20-30nm的二氧化硅纳米颗粒；原料D为4,4’-硫代双(6-叔丁基间甲酚)；

步骤1：将上述4种原料分批加热混合；

步骤2：将混合完成后的浆料注入挤压机中挤出成厚膜；

步骤3：将厚膜依次进行纵向拉伸和横向拉伸，拉伸比均为6-7，拉伸完毕后进行萃取；

步骤4：将薄膜传输至二维拉伸装置中，利用标准光强、减弱光强、增强光强分别照射薄膜，获得薄膜上透光率异常点，并根据异常点分布利用覆盖异常点的最小矩形确定待拉伸区域；

步骤5：按如下方式操作二维拉伸装置进行薄膜拉伸工艺；

①当拉伸区域均布在薄膜所有位置时，控制右上夹持辊、右下夹持辊靠近，夹持薄膜右侧，左移动辊向左平移；

②当拉伸区域呈纵向条状分布时，控制拉伸区域对应位置的左上夹持辊逐渐靠近左下夹持辊，间距小，从而夹持拉伸区域对应位置，在该位置产生最大夹持力；其余位置的左上夹持辊同样靠近左下夹持辊，但间距更大，对薄膜该位置产生小的夹持力；此时控制右移动辊向右平移，从而使得最大夹持力对应的区域被重点纵向拉伸，其余区域略微拉伸甚至不纵向拉伸；

③当拉伸区域呈横向条状分布时，

薄膜拉伸区域对相应位置的后侧边驱动部输入大电流，从而产生大的拉力；而其余位置的后侧边驱动部输入小电流，从而产生小的拉力，甚至不产生拉力，从而使得相应拉伸区域被横向拉伸，而其余区域略微横向拉伸或不拉伸；

步骤6：二维拉伸完毕后冷却成膜。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：减弱光强为标准光强的30%，增强光强为标准光强的250%。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：其中原料A和原料B的重量比为27：43，原料C与原料A的重量比为1.3：100，原料D与原料A的重量比为0.7：100。

4.如权利要求1所述方法，其特征在于：薄膜二维拉伸完毕后可以进行薄膜的清洁工艺，然后再烘干成卷。

5.一种分布均匀的膜，其特征在于：其使用上述任一权利要求所述的方法制备。

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