CN114654700B - 一种黑色母粒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种黑色母粒及其制备方法。在特殊的螺纹元件和特定的螺杆组合条件下进行加工制备得到黑色母粒，所述特殊的螺纹元件包括输送块、常规捏合块、特殊多头捏合螺纹块和齿形盘；再将其制备成该薄膜，使得薄膜不仅光泽度低，给人以柔和的效果，而且黑色助剂分布均匀，无颗粒感，容易识别生产中的过程缺陷，特别适合高档锂离子电池封装领域。

Description

一种黑色母粒及其制备方法
技术领域
本发明属于塑料改性技术领域，具体涉及一种薄膜软包装用黑色母粒及其制备方法。
背景技术
在锂离子电池包装中有硬壳包装和软壳包装两种方式。其中，软包锂离子电池具有安全性高、体积小、重量轻且可灵活设计等特点，被广泛应用在不同的电子产品和储能产品中，如手机、平板电脑、穿戴智能设备、电动自行车、电动摩托车、蓝牙耳机等等。作为软包锂离子电池所使用的封装膜，其常见的结构为：尼龙层、胶黏剂层、铝层、胶黏剂层和热封CPP层。其中尼龙层作为关键的材料之一，技术壁垒高，一直被国外企业所垄断，不仅要求它具有一定的强度，且还要求能够提供一定的韧性和冲深能力，可保证铝层具有良好的形变能力。
作为软包锂电封装膜中的尼龙层，其重要性可想而知。但目前，尼龙层一般为透明的，不利于封装复合膜制造过程中外观缺陷的发现。如冲深拐角处的破损或微小裂纹的存在，对电池产品的应用存在非常大的安全隐患。因此，现行成熟的技术路线是在尼龙层上印刷一层黑色油墨和涂布一层哑光油。
然而，上述技术方案的应用虽然能够解决问题，却产生了一些不足。如制备工艺中多了两道工序，使得材料成本大大增加；印刷和涂布过程中的厚度存在不确定性，使得封装膜的质量稳定性存在一定的风险；这种工艺路线会造成一定程度冲深能力的下降；此外，印刷和涂布过程中使用大量的溶剂，不仅增加了能耗且给环境带来污染。在当前对环境保护越来越重视的今天，这种方式成为一种诟病，也是一种不利于长久发展的技术方案。
公开号为CN110564142A的中国专利申请《一种锂电池外包装用的黑色哑光聚酰胺薄膜及其制备方法》中提到通过加入有机黑着色剂的方式来解决，但由于有机黑着色剂的分解温度处于聚酰胺产品的加工温度范围内，产品存在分解的隐患。同时，该薄膜制品有较重的气味，影响下游的使用，还会降低产品的性能；此外，有机黑着色剂生产出来的薄膜的色相是偏蓝紫的，对于薄膜制品，其与现行成熟产品还是存在一些差异，客户的认可度方面会存在明显下降。
因此，如何获得一种锂离子电池用哑光黑色聚酰胺薄膜，使其不仅具有柔和的视觉效果，而且有利于封装膜制造过程中外观缺陷的识别，成为当前亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种黑色母粒及其制备方法，解决了上述背景技术中锂离子电池用聚酰胺薄膜存在的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种黑色母粒的制备方法，采用双螺杆挤出机在特殊的螺纹元件和特定的螺杆组合条件下制备而成，所述特殊的螺纹元件包括输送块、常规捏合块、特殊多头捏合螺纹块和齿形盘，特定的螺杆组合条件如下：
75/75A,90/90,90/90,90/90,75/75,45/45,45/45,K30/5/75,K30/5/45,K30/5/45,K30/5/45,K30/5/45L,30/30L,75/75,75/75,90/90,90/90,90/90,90/90,DKB90/7/75,DKB90/7/75,DKB90/7/75,DKB90/7/75,DKB90/7/75,K45/5/75L,K90/5/45,60/60,K45/5/75,K90/5/45,K90/5/45,K90/5/45,30/30L,60/60,60/60,60/60,60/60,K45/5/45,K45/5/45,K45/5/45,60/60,60/60,C1,C2,C1,CY,90/90,75/75,75/75,75/75,75/75,75/75,75/75,60/60,60/60；
其中K为常规捏合螺纹元件，DKB为特殊多头捏合螺纹元件，L为反向螺纹块，C1和C2为齿形盘，CY为圆盘。
在本发明一较佳实施例中，具体制备方法包括如下步骤：
S1.按质量份将黑色着色剂1～40份、超级分散剂0.01～2份、蜡粉0.1～5份、偶联剂1～10份加入高速搅拌机，搅拌2～5min得到混合物P；
S2.将聚酰胺43～97.89份通过主喂料螺杆加入，混合物P通过侧喂料秤加入；
S3.挤出机温度设置在180～270℃，物料通过双螺杆挤出机熔融塑化，挤出机转速为500～800rpm；
S4.熔体经过口模，在温度为10～50℃的水槽中冷却拉条；
S5.经过除水、切粒机切粒后，吸入干燥罐，在80～110℃下进行干燥3～10h，得到所述黑色母粒。
在本发明一较佳实施例中，所述黑色着色剂包括炭黑、石墨、石墨烯中的任意一种或至少两种的混合物。
在本发明一较佳实施例中，所述偶联剂包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂、乙烯基硅烷中的任意一种或至少两种的混合物。
在本发明一较佳实施例中，所述超级分散剂为DP310。
在本发明一较佳实施例中，所述蜡粉为PE蜡、PP蜡、低分子量离聚物、氧化聚乙烯蜡、微粉蜡、费托蜡、乙烯丙烯酸共聚物、聚酯蜡中的任意一种或至少两种的共混物或共聚物。
在本发明一较佳实施例中，所述双螺杆挤出机长径比为50：1～80：1。
本发明还提供了一种黑色母粒，采用上述方法制备而成。
一种锂离子电池用哑光黑色聚酰胺薄膜，自上而下依次设置有哑光黑色聚酰胺上表层、聚酰胺中间层和黑色聚酰胺下表层；按质量份数计，
所述哑光黑色聚酰胺上表层包括1～20份的黑色母粒，1～20份的增韧剂，1～20份的哑光剂，1～5份的添加剂，35～96份的聚酰胺；
所述聚酰胺中间层为100份的聚酰胺；
所述黑色聚酰胺下表层包括1～20份的黑色母粒，1～20份的增韧剂，1～5份的添加剂，55～97份的聚酰胺；
所述黑色母粒为上述方法制备的黑色母粒。
在本发明一较佳实施例中，所述添加剂包括润滑剂、开口剂、抗氧剂中的任意一种或至少两种的混合物。其中，所述润滑剂包括芥酸酰胺、硬脂酰胺、油酸酰胺、亚乙基双油酰胺、亚乙基双硬脂酰胺、亚乙基双月桂酰胺、硅酮粉中的任意一种或至少两种的混合物。所述抗氧剂包括抗氧剂1010、抗氧剂1098、抗氧剂2246、抗氧剂168、抗氧剂330、抗氧剂DNP、抗氧剂SEED、抗氧剂亚磷酸酯中的任意一种或至少两种的混合物。所述开口剂包括碳酸镁、氧化铝、二氧化硅、碳酸钙、滑石粉、碳酸钡、硅藻土、二氧化钛、高岭土、有机硅树脂中的任意一种或至少两种的混合物。
在本发明一较佳实施例中，所述聚酰胺包括尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙612、尼龙1010、尼龙1212、尼龙11、尼龙12、尼龙MXD6、尼龙6I、尼龙5T、尼龙6T、尼龙9T、尼龙10T中的任意一种或至少两种的共混物或共聚物。
在本发明一较佳实施例中，所述增韧剂包括马来酸酐接枝的乙烯-丁烯共聚物、马来酸酐接枝的乙烯-辛烯共聚物、马来酸酐接枝聚苯乙烯类热塑性弹性体、聚酰胺嵌段弹性体中的任意一种或至少两种的共混物或共聚物。
在本发明一较佳实施例中，所述哑光剂包括有机硅聚合物、交联甲基丙烯酸甲酯、交联甲基丙烯酸甲酯聚合物、交联聚苯乙烯、氧化镁、氧化钙、三氧化二铁、乙烯丙烯共聚物、乙烯丁烯共聚物、乙烯己烯共聚物、乙烯辛烯共聚物、丙烯丁烯共聚物、聚4-甲基-1-戊烯中的任意一种或至少两种的共混物或共聚物。
在本发明一较佳实施例中，薄膜总厚度为10～60μm；其中，哑光黑色聚酰胺上表层和黑色聚酰胺下表层的厚度均为1～5μm，所述聚酰胺中间层的厚度为8～50μm。
上述锂离子电池用哑光黑色聚酰胺薄膜的制备方法，包括如下步骤：
第一步：将所有的原料进行干燥，控制原料的水分含量在600ppm以下；
第二步：将上表层、中间层、下表层的原料分别按配方比例混合，并通过高速搅拌机分散均匀，然后通过各自的挤出机在230～290℃的温度下熔融塑化挤出，经过T型模头流出；
第三步：采用低压气刀将熔体贴附在冷鼓上形成厚片，其中厚片的厚度为100～400μm，冷鼓的温度为10～45℃；
第四步：将厚片浸入20～100℃的水槽中进行预处理；
第五步：将厚片加热后采用布鲁克纳磁悬浮同步双向拉伸设备进行聚酰胺薄膜的同步双向拉伸，其中拉伸温度为160～220℃，拉伸倍率为2.7*2.7～3.6*3.6；
第六步：将拉伸后的薄膜进行热定型处理，其中定型温度为170～235℃，定型时间为5～50s，然后薄膜进行冷却和电晕后处理，电晕处理功率为8～15Wmin/m2，并收卷；
第七步：将收卷后的双向拉伸聚酰胺薄膜按要求进行分切，最后得到所述的哑光黑色聚酰胺薄膜，薄膜厚度为10～60μm。
本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：
(1)、本方案所制备的薄膜减少了印刷黑色和涂布哑光两道工序，不仅减少了环境污染问题，同时还可以明显的降低原材料的使用成本；
(2)、双螺杆挤出机的螺杆组合条件经过特别设计组合，使炭黑、石墨烯等非常难分散的物质实现了完美的分散。
(3)双螺杆挤出机的螺杆组合中增加了特殊多头捏合螺纹块，克服了普通捏合螺纹元件的弊端，使设计更灵活，特别适用于均质化混合。与正常捏合块相比，由于其在紧凑的捏合周期中拉伸、折叠和挤压材料的能力增强，其融化和混合效率也获得相应的提高，不仅消除了剪切峰，同时使能量更加均匀地转送到加工材料，能量输入的均匀性和强度的增加要求更短(短于标准捏合块50％)。因此，特殊多头捏合螺纹块的使用，不但可以实现对物料的优异分散效果，而且降低了能源消耗并最终提升产出和产能，改善产品质量并提升整体的生产效率；
(4)、通过双螺杆挤出机的螺杆组合中的齿形盘元件，使已经实现分散的色粉，再进一步进行分布，成为分散完美、分布均匀的黑色母粒，从而保证了薄膜的性能均一、着色均匀、添加量小且无团聚现象的产生；
(5)、中间层采用聚酰胺，不仅使其具有一定的强度，且还能够维持并提供一定的韧性和冲深能力，减少了中间层添加增韧剂对薄膜强度下降的影响，可保证铝层具有良好的形变能力；
(6)、只在两表层添加黑色母粒，中间层不添加，减少了黑色母粒的使用和对性能的不利影响；
(7)、哑光剂的哑光效果好，且添加量小；
综上所述，本方案提供的一种锂离子电池用哑光黑色聚酰胺薄膜，通过特殊的螺纹元件和特定的螺杆组合设计和制备黑色母粒，实现了难以分散的色粉实现完美分散，进而制备得到哑光黑色的聚酰胺薄膜。所制备的薄膜不仅强度高、冲深能力好，且哑光效果好，具有柔和的视觉效果，还有利于封装膜制造过程中外观缺陷的识别。该薄膜各功能层之间相互配合协调，构成一个不可分割的有机整体，提供一种黑色、哑光、强度高和冲深性能好的双向拉伸聚酰胺薄膜，广泛应用于各种锂离子电池封装领域。
附图说明
图1为实施例1的特殊多头捏合螺纹元件示意图；
图2为实施例1的特定的螺杆组合条件。
具体实施方式
需要说明的是，术语“上”、“下”仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1
本实施例的锂离子电池用哑光黑色聚酰胺薄膜包括三层膜层结构，自上而下依次为哑光黑色聚酰胺上表层、聚酰胺中间层和黑色聚酰胺下表层。按质量份数计，所述上表层包括5份的黑色母粒，10份的增韧剂，5份的哑光剂，2份的添加剂，78份的聚酰胺；中间层为100份的聚酰胺；下表层包括5份的黑色母粒，10份的增韧剂，2份的添加剂，83份的聚酰胺。
本实施例中，添加剂选自润滑剂、开口剂、抗氧剂中的三种按1：2：1比例的混合物，润滑剂选自芥酸酰胺；抗氧剂选自抗氧剂1098、抗氧剂168和抗氧剂SEED中的三种按2：1：2比例的混合物；开口剂选自二氧化硅；
本实施例中，聚酰胺选自尼龙6；增韧剂选自聚酰胺嵌段弹性体；哑光剂选自有机硅聚合物、交联甲基丙烯酸甲酯聚合物和聚4-甲基-1-戊烯中的三种以1：1：3比例的共混物；
其中，黑色母粒采用长径比为52：1的双螺杆挤出机在特定的螺杆组合条件下进行加工制备，其制备方法包括以下几个步骤：
S1.把黑色着色剂30份、超级分散剂0.05份、蜡粉2份、偶联剂2份加入高速搅拌机，在高速下搅拌3min得到混合物P；其中，黑色着色剂选自炭黑；偶联剂选自硅烷偶联剂；超级分散剂选自DP310；蜡粉选自费托蜡和乙烯丙烯酸共聚物中的两种按1：2比例的混合物；
S2.将聚酰胺65.95份通过主喂料螺杆加入，混合物P通过侧喂料秤加入；
S3.挤出机温度设置在240℃，物料通过双螺杆挤出机熔融塑化，挤出机转速为600rpm；
S4.熔体经过口模，在温度为30℃的水槽中冷却拉条；
S5.经过除水切粒机切粒后，吸入干燥罐，在90℃下进行干燥5h，然后装袋打包得到黑色母粒；
如图1和2，本实施例采用双螺杆挤出机在特殊的螺纹元件和特定的螺杆组合条件下制备而成，所述特殊的螺纹元件包括输送块、常规捏合块、特殊多头捏合螺纹块和齿形盘，特定的螺杆组合条件如下：
75/75A,90/90,90/90,90/90,75/75,45/45,45/45,K30/5/75,K30/5/45,K30/5/45,K30/5/45,K30/5/45L,30/30L,75/75,75/75,90/90,90/90,90/90,90/90,DKB90/7/75,DKB90/7/75,DKB90/7/75,DKB90/7/75,DKB90/7/75,K45/5/75L,K90/5/45,60/60,K45/5/75,K90/5/45,K90/5/45,K90/5/45,30/30L,60/60,60/60,60/60,60/60,K45/5/45,K45/5/45,K45/5/45,60/60,60/60,C1,C2,C1,CY,90/90,75/75,75/75,75/75,75/75,75/75,75/75,60/60,60/60；
其中K为常规捏合螺纹元件，DKB为特殊多头捏合螺纹元件，L为反向螺纹块，C1和C2为齿形盘，CY为圆盘。
本实施例哑光黑色聚酰胺薄膜的具体制备方法，包括以下步骤：
第一步：将所有的原料进行干燥，控制原料的水分含量在600ppm以下。
第二步：将上表层、中间层、和下表层的原料分别按配方比例混合，并通过高速搅拌机分散均匀，然后通过各自的挤出机在265℃的温度下熔融塑化挤出，经过T型模头流出。
第三步：采用低压气刀将熔体贴附在冷鼓上形成厚片，其中厚片的厚度为170μm，冷鼓的温度为25℃。
第四步：将厚片浸入60℃的水槽中进行预处理。
第五步：将厚片加热后采用布鲁克纳磁悬浮同步双向拉伸设备进行聚酰胺薄膜的同步双向拉伸，其中拉伸温度为180℃，拉伸倍率为3.1*3.1。
第六步：将拉伸后的薄膜进行热定型处理，其中定型温度为210℃，定型时间为8s，然后薄膜进行冷却和电晕后处理，电晕处理功率为10Wmin/m2，并收卷。
第七步：将收卷后的双向拉伸聚酰胺薄膜按要求进行分切，最后得到所述的哑光黑色聚酰胺薄膜，薄膜总厚度为15μm；其中，聚酰胺上表层和聚酰胺下表层的厚度均为2μm；中间层的厚度为11μm。
实施例2
本实施例的锂离子电池用哑光黑色聚酰胺薄膜为三层膜层结构，自上而下依次为哑光黑色聚酰胺上表层、聚酰胺中间层和黑色聚酰胺下表层。按质量份数计，所述上表层包括3份的黑色母粒，10份的增韧剂，3份的哑光剂，2份的添加剂，82份的聚酰胺；中间层为100份的聚酰胺；下表层包括3份的黑色母粒，10份的增韧剂，2份的添加剂，85份的聚酰胺。
本实施例中，添加剂选自润滑剂、开口剂、抗氧剂中的三种按1：2：1比例的混合物；润滑剂选自芥酸酰胺；抗氧剂选自抗氧剂1098、抗氧剂168和抗氧剂SEED中的三种按2：1：2比例的混合物；开口剂选自二氧化硅；
本实施例中，聚酰胺选自尼龙6；增韧剂选自聚酰胺嵌段弹性体；哑光剂选自有机硅聚合物、交联甲基丙烯酸甲酯聚合物和聚4-甲基-1-戊烯中的三种以0.5：0.5：4比例的共混物。
其中，黑色母粒采用长径比为52：1的双螺杆挤出机在特定的螺杆组合条件下进行加工制备，其制备方法包括以下几个步骤：
S1.把黑色着色剂30份、超级分散剂0.08份、蜡粉2份、偶联剂3份加入高速搅拌机，在高速下搅拌3min得到混合物P；其中，黑色着色剂选自炭黑；偶联剂选自硅烷偶联剂；超级分散剂选自DP310；蜡粉选自费托蜡和乙烯丙烯酸共聚物中的两种按1：2比例的混合物；
S2.将聚酰胺64.92份通过主喂料螺杆加入，混合物P通过侧喂料秤加入；
S3.挤出机温度设置在235℃，物料通过双螺杆挤出机熔融塑化，挤出机转速为700rpm；
S4.熔体经过口模，在温度为30℃的水槽中冷却拉条；
S5.经过除水切粒机切粒后，吸入干燥罐，在90℃下进行干燥5h，然后装袋打包得到黑色母粒；
本实施例采用双螺杆挤出机在特殊的螺纹元件和特定的螺杆组合条件下制备而成，所述特殊的螺纹元件包括输送块、常规捏合块、特殊多头捏合螺纹块和齿形盘，特定的螺杆组合条件如下：
75/75A,90/90,90/90,90/90,75/75,45/45,45/45,K30/5/75,K30/5/45,K30/5/45,K30/5/45,K30/5/45L,30/30L,75/75,75/75,90/90,90/90,90/90,90/90,DKB90/7/75,DKB90/7/75,DKB90/7/75,DKB90/7/75,DKB90/7/75,K45/5/75L,K90/5/45,60/60,K45/5/75,K90/5/45,K90/5/45,K90/5/45,30/30L,60/60,60/60,60/60,60/60,K45/5/45,K45/5/45,K45/5/45,60/60,60/60,C1,C2,C1,CY,90/90,75/75,75/75,75/75,75/75,75/75,75/75,60/60,60/60；
其中K为常规捏合螺纹元件，DKB为特殊多头捏合螺纹元件，L为反向螺纹块，C1和C2为齿形盘，CY为圆盘。
本实施例哑光黑色聚酰胺薄膜的具体制备方法，包括以下步骤：
第一步：将所有的原料进行干燥，控制原料的水分含量在600ppm以下。
第二步：将上表层、中间层、和下表层的原料分别按配方比例混合，并通过高速搅拌机分散均匀，然后通过各自的挤出机在260℃的温度下熔融塑化挤出，经过T型模头流出。
第三步：采用低压气刀将熔体贴附在冷鼓上形成厚片，其中厚片的厚度为175μm，冷鼓的温度为20℃。
第四步：将厚片浸入55℃的水槽中进行预处理。
第五步：将厚片加热后采用布鲁克纳磁悬浮同步双向拉伸设备进行聚酰胺薄膜的同步双向拉伸，其中拉伸温度为185℃，拉伸倍率为3.3*3.3。
第六步：将拉伸后的薄膜进行热定型处理，其中定型温度为205℃，定型时间为10s，然后薄膜进行冷却和电晕后处理，电晕处理功率为10Wmin/m2，并收卷。
第七步：将收卷后的双向拉伸聚酰胺薄膜按要求进行分切，最后得到所述的哑光黑色聚酰胺薄膜，薄膜总厚度为15μm；其中，聚酰胺上表层和聚酰胺下表层的厚度均为1.8μm；中间层的厚度为11.4μm。
对比例1
市售BOPA薄膜，经过印刷黑色和涂布哑光后得到。
对比例2
一种锂离子电池用哑光黑色聚酰胺薄膜，同样为三层膜层结构，所述三层结构自上而下依次为哑光黑色聚酰胺上表层、聚酰胺中间层和黑色聚酰胺下表层。按质量份数计，所述上表层包括5份的黑色母粒，10份的增韧剂，5份的哑光剂，2份的添加剂，78份的聚酰胺；中间层为100份的聚酰胺；下表层包括5份的黑色母粒，10份的增韧剂，2份的添加剂，83份的聚酰胺。
本对比例中，添加剂选自润滑剂、开口剂、抗氧剂中的三种按1：2：1比例的混合物；润滑剂选自芥酸酰胺；抗氧剂选自抗氧剂1098、抗氧剂168和抗氧剂SEED中的三种按2：1：2比例的混合物；开口剂选自二氧化硅；
本对比例中，聚酰胺选自尼龙6；增韧剂选自聚酰胺嵌段弹性体；哑光剂选自有机硅聚合物、交联甲基丙烯酸甲酯聚合物和聚4-甲基-1-戊烯中的三种以1：1：3比例的共混物；
此外，本对比例的黑色母粒采用长径比为52：1的双螺杆挤出机在特定的螺杆组合条件下进行加工制备，其制备方法包括以下几个步骤：
S1.把黑色着色剂30份、超级分散剂0.05份、蜡粉2份、偶联剂2份加入高速搅拌机，在高速下搅拌3min得到混合物P；黑色着色剂选自炭黑；偶联剂选自硅烷偶联剂；超级分散剂选自DP310；蜡粉选自费托蜡和乙烯丙烯酸共聚物中的两种按1：2比例的混合物；
S2.将聚酰胺65.95份通过主喂料螺杆加入，混合物P通过侧喂料秤加入；
S3.挤出机温度设置在240℃，物料通过双螺杆挤出机熔融塑化，挤出机转速为600rpm；
S4.熔体经过口模，在温度为30℃的水槽中冷却拉条；
S5.经过除水切粒机切粒后，吸入干燥罐，在90℃下进行干燥5h，然后装袋打包得到黑色母粒；
本对比例的黑色母粒采用以下的普通螺纹元件和螺杆组合，其包括的螺纹元件为输送块、常规捏合块。其组合如下：
75/75A,90/90,90/90,90/90,75/75,45/45,45/45,K30/5/75,K30/5/45,K30/5/45,K30/5/45,K30/5/45L,30/30L,75/75,75/75,90/90,90/90,90/90,90/90,K90/5/75,K90/5/75,K90/5/75,K90/5/75,K90/5/75,K45/5/75L,K90/5/45,60/60,K45/5/75,K90/5/45,K90/5/45,K90/5/45,30/30L,60/60,60/60,60/60,60/60,K45/5/45,K45/5/45,K45/5/45,60/60,60/60,45/45,45/45,45/45,45/45,90/90,75/75,75/75,75/75,75/75,75/75,75/75,60/60,60/60；
其中K为常规捏合螺纹元件，L为反向螺纹块。
随后采用同实施例1的方法制备得到哑光黑色聚酰胺薄膜，总厚度为15μm；其中，聚酰胺上表层和聚酰胺下表层的厚度均为2μm；中间层的厚度为11μm。
对比例3
本对比例的一种锂离子电池用哑光黑色聚酰胺薄膜，为三层膜层结构，所述三层结构自上而下依次为哑光黑色聚酰胺上表层、聚酰胺中间层和黑色聚酰胺下表层。按质量份数计，所述上表层包括5份的黑色母粒，10份的增韧剂，5份的哑光剂，2份的添加剂，78份的聚酰胺；中间层为100份的聚酰胺；下表层包括5份的黑色母粒，10份的增韧剂，2份的添加剂，83份的聚酰胺。
本对比例中，添加剂选自润滑剂、开口剂、抗氧剂中的三种按1：2：1比例的混合物；润滑剂选自芥酸酰胺；抗氧剂选自抗氧剂1098、抗氧剂168和抗氧剂SEED中的三种按2：1：2比例的混合物；开口剂选自二氧化硅；聚酰胺选自尼龙6；增韧剂选自聚酰胺嵌段弹性体；哑光剂选自有机硅聚合物、交联甲基丙烯酸甲酯聚合物和聚4-甲基-1-戊烯中的三种以1：1：3比例的共混物。
其中，黑色母粒采用长径比为52：1的双螺杆挤出机在特定的螺杆组合条件下进行加工制备，其制备方法包括以下几个步骤：
S1.把黑色着色剂30份、超级分散剂0.05份、蜡粉2份、偶联剂2份加入高速搅拌机，在高速下搅拌3min得到混合物P；黑色着色剂选自有机苯胺黑；偶联剂选自硅烷偶联剂；超级分散剂选自DP310；蜡粉选自费托蜡和乙烯丙烯酸共聚物中的两种按1：2比例的混合物；
S2.将聚酰胺65.95份通过主喂料螺杆加入，混合物P通过侧喂料秤加入；
S3.挤出机温度设置在240℃，物料通过双螺杆挤出机熔融塑化，挤出机转速为600rpm；
S4.熔体经过口模，在温度为30℃的水槽中冷却拉条；
S5.经过除水切粒机切粒后，吸入干燥罐，在90℃下进行干燥5h，然后装袋打包得到黑色母粒；
本对比例黑色母采用双螺杆挤出机在特殊的螺纹元件和特定的螺杆组合条件下制备而成，所述特殊的螺纹元件包括输送块、常规捏合块、特殊多头捏合螺纹块和齿形盘，特定的螺杆组合条件如下：
75/75A,90/90,90/90,90/90,75/75,45/45,45/45,K30/5/75,K30/5/45,K30/5/45,K30/5/45,K30/5/45L,30/30L,75/75,75/75,90/90,90/90,90/90,90/90,DKB90/7/75,DKB90/7/75,DKB90/7/75,DKB90/7/75,DKB90/7/75,K45/5/75L,K90/5/45,60/60,K45/5/75,K90/5/45,K90/5/45,K90/5/45,30/30L,60/60,60/60,60/60,60/60,K45/5/45,K45/5/45,K45/5/45,60/60,60/60,C1,C2,C1,CY,90/90,75/75,75/75,75/75,75/75,75/75,75/75,60/60,60/60；
其中K为常规捏合螺纹元件，DKB为特殊多头捏合螺纹元件，L为反向螺纹块，C1和C2为齿形盘，CY为圆盘。
随后采用同实施例1的方法制备得到哑光黑色聚酰胺薄膜，总厚度为15μm；其中，聚酰胺上表层和聚酰胺下表层的厚度均为2μm；中间层的厚度为11μm。
对比例4
本对比例的一种锂离子电池用哑光黑色聚酰胺薄膜，为三层膜层结构，所述三层结构自上而下依次为哑光黑色聚酰胺上表层、聚酰胺中间层和黑色聚酰胺下表层。按质量份数计，所述上表层包括5份的黑色母粒，10份的增韧剂，5份的哑光剂，2份的添加剂，78份的聚酰胺；中间层为90份的聚酰胺和10份的增韧剂；下表层包括5份的黑色母粒，10份的增韧剂，2份的添加剂，83份的聚酰胺。
其中，添加剂选自润滑剂、开口剂、抗氧剂中的三种按1：2：1比例的混合物；润滑剂选自芥酸酰胺；抗氧剂选自抗氧剂1098、抗氧剂168和抗氧剂SEED中的三种按2：1：2比例的混合物；开口剂选自二氧化硅；聚酰胺选自尼龙6；增韧剂选自聚酰胺嵌段弹性体；哑光剂选自有机硅聚合物、交联甲基丙烯酸甲酯聚合物和聚4-甲基-1-戊烯中的三种以1：1：3比例的共混物。
所述黑色母粒采用长径比为52：1的双螺杆挤出机在特定的螺杆组合条件下进行加工制备，其制备方法包括以下几个步骤：
S1.把黑色着色剂30份、超级分散剂0.05份、蜡粉2份、偶联剂2份加入高速搅拌机，在高速下搅拌3min得到混合物P；黑色着色剂选自炭黑；偶联剂选自硅烷偶联剂；超级分散剂选自DP310；蜡粉选自费托蜡和乙烯丙烯酸共聚物中的两种按1：2比例的混合物；
S2.将聚酰胺65.95份通过主喂料螺杆加入，混合物P通过侧喂料秤加入；
S3.挤出机温度设置在240℃，物料通过双螺杆挤出机熔融塑化，挤出机转速为600rpm；
S4.熔体经过口模，在温度为30℃的水槽中冷却拉条；
S5.经过除水切粒机切粒后，吸入干燥罐，在90℃下进行干燥5h，然后装袋打包得到黑色母粒；
本对比例的黑色母采用双螺杆挤出机在特殊的螺纹元件和特定的螺杆组合条件下制备而成，所述特殊的螺纹元件包括输送块、常规捏合块、特殊多头捏合螺纹块和齿形盘，特定的螺杆组合条件如下：
75/75A,90/90,90/90,90/90,75/75,45/45,45/45,K30/5/75,K30/5/45,K30/5/45,K30/5/45,K30/5/45L,30/30L,75/75,75/75,90/90,90/90,90/90,90/90,DKB90/7/75,DKB90/7/75,DKB90/7/75,DKB90/7/75,DKB90/7/75,K45/5/75L,K90/5/45,60/60,K45/5/75,K90/5/45,K90/5/45,K90/5/45,30/30L,60/60,60/60,60/60,60/60,K45/5/45,K45/5/45,K45/5/45,60/60,60/60,C1,C2,C1,CY,90/90,75/75,75/75,75/75,75/75,75/75,75/75,60/60,60/60；
其中K为常规捏合螺纹元件，DKB为特殊多头捏合螺纹元件，L为反向螺纹块，C1和C2为齿形盘，CY为圆盘。
随后采用同实施例1的方法制备得到哑光黑色聚酰胺薄膜，总厚度为15μm；其中，聚酰胺上表层和聚酰胺下表层的厚度均为2μm；中间层的厚度为11μm。
对比例5
一种锂离子电池用哑光黑色聚酰胺薄膜，为三层膜层结构，所述三层结构自上而下依次为哑光黑色聚酰胺上表层、聚酰胺中间层和黑色聚酰胺下表层。按质量份数计，所述上表层包括5份的黑色母粒，10份的增韧剂，5份的哑光剂，2份的添加剂，78份的聚酰胺；中间层为95份的聚酰胺和5份的黑色母粒；下表层包括5份的黑色母粒，10份的增韧剂，2份的添加剂，83份的聚酰胺。
其中，添加剂选自润滑剂、开口剂、抗氧剂中的三种按1：2：1比例的混合物；润滑剂选自芥酸酰胺；抗氧剂选自抗氧剂1098、抗氧剂168和抗氧剂SEED中的三种按2：1：2比例的混合物；开口剂选自二氧化硅；聚酰胺选自尼龙6；增韧剂选自聚酰胺嵌段弹性体；哑光剂选自有机硅聚合物、交联甲基丙烯酸甲酯聚合物和聚4-甲基-1-戊烯中的三种以1：1：3比例的共混物。
黑色母粒采用长径比为52：1双螺杆挤出机在特定的螺杆组合条件下进行加工制备，其制备方法包括以下几个步骤：
S1.把黑色着色剂30份、超级分散剂0.05份、蜡粉2份、偶联剂2份加入高速搅拌机，在高速下搅拌3min得到混合物P；黑色着色剂选自炭黑；偶联剂选自硅烷偶联剂；超级分散剂选自DP310；蜡粉选自费托蜡和乙烯丙烯酸共聚物中的两种按1：2比例的混合物；
S2.将聚酰胺65.95份通过主喂料螺杆加入，混合物P通过侧喂料秤加入；
S3.挤出机温度设置在240℃，物料通过双螺杆挤出机熔融塑化，挤出机转速为600rpm；
S4.熔体经过口模，在温度为30℃的水槽中冷却拉条；
S5.经过除水切粒机切粒后，吸入干燥罐，在90℃下进行干燥5h，然后装袋打包得到黑色母粒；
本对比例的黑色母采用双螺杆挤出机在特殊的螺纹元件和特定的螺杆组合条件下制备而成，所述特殊的螺纹元件包括输送块、常规捏合块、特殊多头捏合螺纹块和齿形盘，特定的螺杆组合条件如下：
75/75A,90/90,90/90,90/90,75/75,45/45,45/45,K30/5/75,K30/5/45,K30/5/45,K30/5/45,K30/5/45L,30/30L,75/75,75/75,90/90,90/90,90/90,90/90,DKB90/7/75,DKB90/7/75,DKB90/7/75,DKB90/7/75,DKB90/7/75,K45/5/75L,K90/5/45,60/60,K45/5/75,K90/5/45,K90/5/45,K90/5/45,30/30L,60/60,60/60,60/60,60/60,K45/5/45,K45/5/45,K45/5/45,60/60,60/60,C1,C2,C1,CY,90/90,75/75,75/75,75/75,75/75,75/75,75/75,60/60,60/60；
其中K为常规捏合螺纹元件，DKB为特殊多头捏合螺纹元件，L为反向螺纹块，C1和C2为齿形盘，CY为圆盘。
随后采用同实施例1的方法制备得到哑光黑色聚酰胺薄膜，总厚度为15μm；其中，聚酰胺上表层和聚酰胺下表层的厚度均为2μm；中间层的厚度为11μm。
对比例6
一种锂离子电池用哑光黑色聚酰胺薄膜，为三层膜层结构，所述三层结构自上而下依次为哑光黑色聚酰胺上表层、聚酰胺中间层和黑色聚酰胺下表层。按质量份数计，所述上表层包括5份的黑色母粒，10份的增韧剂，5份的哑光剂，2份的添加剂，78份的聚酰胺；中间层为100份的聚酰胺；下表层包括5份的黑色母粒，10份的增韧剂，2份的添加剂，83份的聚酰胺。
其中，添加剂选自润滑剂、开口剂、抗氧剂中的三种按1：2：1比例的混合物；润滑剂选自芥酸酰胺；抗氧剂选自抗氧剂1098、抗氧剂168和抗氧剂SEED中的三种按2：1：2比例的混合物；开口剂选自二氧化硅；聚酰胺选自尼龙6；增韧剂选自聚酰胺嵌段弹性体；哑光剂选自有二氧化硅。
黑色母粒采用长径比为52：1的双螺杆挤出机在特定的螺杆组合条件下进行加工制备，其制备方法包括以下几个步骤：
S1.把黑色着色剂30份、超级分散剂0.05份、蜡粉2份、偶联剂2份加入高速搅拌机，在高速下搅拌3min得到混合物P；黑色着色剂选自炭黑；偶联剂选自硅烷偶联剂；超级分散剂选自DP310；蜡粉选自费托蜡和乙烯丙烯酸共聚物中的两种按1：2比例的混合物；
S2.将聚酰胺65.95份通过主喂料螺杆加入，混合物P通过侧喂料秤加入；
S3.挤出机温度设置在240℃，物料通过双螺杆挤出机熔融塑化，挤出机转速为600rpm；
S4.熔体经过口模，在温度为30℃的水槽中冷却拉条；
S5.经过除水切粒机切粒后，吸入干燥罐，在90℃下进行干燥5h，然后装袋打包得到黑色母粒；
上述黑色母采用双螺杆挤出机在特殊的螺纹元件和特定的螺杆组合条件下制备而成，所述特殊的螺纹元件包括输送块、常规捏合块、特殊多头捏合螺纹块和齿形盘，特定的螺杆组合条件如下：
75/75A,90/90,90/90,90/90,75/75,45/45,45/45,K30/5/75,K30/5/45,K30/5/45,K30/5/45,K30/5/45L,30/30L,75/75,75/75,90/90,90/90,90/90,90/90,DKB90/7/75,DKB90/7/75,DKB90/7/75,DKB90/7/75,DKB90/7/75,K45/5/75L,K90/5/45,60/60,K45/5/75,K90/5/45,K90/5/45,K90/5/45,30/30L,60/60,60/60,60/60,60/60,K45/5/45,K45/5/45,K45/5/45,60/60,60/60,C1,C2,C1,CY,90/90,75/75,75/75,75/75,75/75,75/75,75/75,60/60,60/60；
其中K为常规捏合螺纹元件，DKB为特殊多头捏合螺纹元件，L为反向螺纹块，C1和C2为齿形盘，CY为圆盘。
随后采用同实施例1的方法制备得到哑光黑色聚酰胺薄膜，总厚度为15μm；其中，聚酰胺上表层和聚酰胺下表层的厚度均为2μm；中间层的厚度为11μm。
对上述各实施例和比较例的相关性能进行测试，具体结果数据如下表所示：
注：
(1)拉伸强度按GB/T 1040.3《塑料拉伸性能的测定(第3部分：薄膜和薄片的试验条件)》标准要求进行测试。
(2)透光率：按照GB/T 2410-2008标准要求进行测试。
(3)冲深性能测试：把40个薄膜样品进行冲深测试，直到薄膜不出现裂纹时的冲深最大值即为测试值。
(4)光泽度按ASTM D 2457《Standard Test Method for Specular Gloss ofPlastic Films and Solid Plastics》进行测试。
(5)厚度性能测试：按照料GB/T 6672-2001《塑料薄膜和薄片厚度测定：机械测量法》要求进行测试。
(6)遮盖性测试：把30*30cm的薄膜垂直固定夹住，观测1m距离的背光模组点光源的清晰程度来判定薄膜的遮盖性能。完全看不到点光源，呈现均匀的面光源，表明薄膜的遮盖性非常好，用用“◎”标识；看不到点光源，呈现不是非常均匀的面光源，表明薄膜的遮盖性良好，用“○”标识；可以看到轻微点光源，呈现明暗相间的变化，表明薄膜的遮盖性一般，用“□”标识；清晰可以看到点光源，表明薄膜的遮盖性差，用“Ⅹ”标识；
(7)黑色性能测试：采用分光光度测色仪进行黑度测试，L数值大小从0-100表示从黑色到白色。L值≤25表示黑度非常好，用“◎”标识；25＜L值≤27表示黑色良好，用“○”标识；27＜L值≤29表示黑色中等，用“□”标识；L值＞29表示黑色差，用“Ⅹ”标识。
(8)黑色分布均匀性测试：把40*60cm的单张薄膜平铺在60W的白色光源LED检测灯箱上，观测不同位置膜的透光情况判断薄膜的黑色分布均匀性情况。每个位置透光情况基本一致，表明黑色分布均匀，用“◎”标识；不同位置的透光情况存在轻微差别，但不明显，表明黑色分布良好，用“○”标识；不同位置的透光差异比较明显，表明黑色分布一般，用“□”标识；不同位置的透光情况差别非常大，出现有些地方完全黑色不透光，有些地方透方，或成片出现透光或不透光，表明黑色分布不均匀，出现团聚现象，用“Ⅹ”标识。
从上表可知，本方案的锂离子电池用哑光黑色聚酰胺薄膜与传统方法生产的双向拉伸聚酰胺薄膜相比，在保持较好光泽度的同时，黑色母粒分散均匀、遮盖率高，且具有更优的冲深性能和拉伸强度能满足锂离子电池包装市场的需求。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种黑色母粒的制备方法，其特征在于：采用双螺杆挤出机在特殊的螺纹元件和特定的螺杆组合条件下制备而成，所述特殊的螺纹元件包括输送块、常规捏合块、特殊多头捏合螺纹块和齿形盘，所述特定的螺杆组合条件如下：
75/75A，90/90，90/90，90/90，75/75，45/45，45/45，K30/5/75，K30/5/45，K30/5/45，K30/5/45，K30/5/45L，30/30L，75/75，75/75，90/90，90/90，90/90，90/90，DKB90/7/75，DKB90/7/75，DKB90/7/75，DKB90/7/75，DKB90/7/75，K45/5/75L，K90/5/45，60/60，K45/5/75，K90/5/45，K90/5/45，K90/5/45，30/30L，60/60，60/60，60/60，60/60，K45/5/45，K45/5/45，K45/5/45，60/60，60/60，C1，C2，C1，CY，90/90，75/75，75/75，75/75，75/75，75/75，75/75，60/60，60/60；
其中K为常规捏合螺纹元件，DKB为特殊多头捏合螺纹元件，L为反向螺纹块，C1和C2为齿形盘，CY为圆盘；
包括如下步骤：
S1.按质量份将黑色着色剂1～40份、超级分散剂0.01～2份、蜡粉0.1～5份、偶联剂1～10份加入高速搅拌机，搅拌2～5min得到混合物P；
S2.将聚酰胺43～97.89份通过主喂料螺杆加入，混合物P通过侧喂料秤加入；
S3.挤出机温度设置在180～270℃，物料通过双螺杆挤出机熔融塑化，挤出机转速为500～800rpm：
S4.熔体经过口模，在温度为10～50℃的水槽中冷却拉条；
S5.经过除水、切粒机切粒后，吸入干燥罐，在80～110℃下进行干燥3～10h，得到所述黑色母粒；
所述超级分散剂为DP310。
2.根据权利要求1所述一种黑色母粒的制备方法，其特征在于：所述黑色着色剂包括炭黑、石墨、石墨烯中的任意一种或至少两种的混合物。
3.根据权利要求1所述一种黑色母粒的制备方法，其特征在于：所述偶联剂包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、乙烯基硅烷中的任意一种或至少两种的混合物。
4.根据权利要求1所述一种黑色母粒的制备方法，其特征在于：所述蜡粉为PE蜡、PP蜡、低分子量离聚物、氧化聚乙烯蜡、微粉蜡、费托蜡、乙烯丙烯酸共聚物聚酯蜡中的任意一种或至少两种的共混物或共聚物。
5.根据权利要求1所述一种黑色母粒的制备方法，其特征在于：所述双螺杆挤出机长径比为50∶1～80∶1。
6.一种黑色母粒，其特征在于：采用如权利要求1～5任一项所述方法制备而成。
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