CN115425361A - 一种低粘附的pp隔离膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及离型膜技术领域，具体涉及一种低粘附的PP隔离膜及其制备方法，包括以下质量份数的原料：聚丙烯10‑20份、苯甲酸钠6‑18份、抗氧化剂4‑8份、填料4‑6份、蒸馏水30‑40份；本发明以聚丙烯、苯甲酸钠、抗氧化剂、填料以及蒸馏水为原料，所制备出的PP隔离膜，不仅具有优异的孔隙率，而且具有良好的机械性能，并且具有低粘附的功能，能够应用在电池中，具有广泛的应用前景。

Description

一种低粘附的PP隔离膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及离型膜技术领域，具体涉及一种低粘附的PP隔离膜及其制备方法。
背景技术
聚丙烯简称PP，是一种无色、无臭、无毒、半透明固体物质。聚丙烯是一种性能优良的热塑性合成树脂，为无色半透明的热塑性轻质通用塑料。具有耐化学性、耐热性、电绝缘性、高强度机械性能和良好的高耐磨加工性能等，由于PP具有高透明度、光泽度和涂层附着力，因此广泛的用于制备离型膜。
锂离子电池以其较高的能量密度、工作电压、较宽的使用温度及循环寿命等优点被广泛应用于移动电话、笔记本电脑、智能手表、电动汽车以及储能领域。但在聚合物锂离子电池得到广泛应用的同时，也存在一定的安全隐患。锂离子电池主要由正极极片、负极极片、隔离膜、电解液以及封装外壳等组成，其中隔离膜是保证电池安全性的重要部分。
专利申请号为CN201910383989.1的“一种锂电池隔离膜及其制备方法”专利中，其在说明书中记载有“包括以下按照重量份的原料：改性聚丙烯80份、改性膨胀珍珠岩30份、环氧树脂10份、聚磷酸铵10份、聚碳酸酯8份、相容剂1份、软化剂2份、二盐基硬脂酸铅3份和三盐基硫酸铅7份，本发明还公开了所述锂电池隔离膜的制备方法，聚丙烯、膨胀珍珠岩和环氧树脂具有良好的阻燃性，聚丙烯改性后提高与环氧树脂的相容性，聚磷酸铵是良好的阻燃剂，可提高隔离膜的燃点，原料之间相互协配，增强锂电池隔离膜的阻燃效果；改性膨胀珍珠岩由膨胀珍珠岩、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯(DEHP)和斜发沸石组合反应改性，使其黏结力增强；聚碳酸酯具有较强的防静电效果”，上述专利所制备的锂电池隔离膜，缺少优异的低粘附的功能，并且机械性能和孔隙率也不佳，影响了所制备的锂电池隔离膜的质量和品质，无法满足使用需求。
综上所述，研发一种低粘附的PP隔离膜及其制备方法，仍是离型膜技术领域中急需解决的关键问题。
发明内容
针对现有技术所存在的上述缺点，本发明在于提供一种低粘附的PP隔离膜及其制备方法，本发明所制备出的PP隔离膜，不仅具有优异的孔隙率，而且具有良好的机械性能，并且具有低粘附的功能。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
本发明的第一方面：提供了一种低粘附的PP隔离膜，包括以下质量份数的原料：聚丙烯10-20份、苯甲酸钠6-18份、抗氧化剂4-8份、填料4-6份、蒸馏水30-40份。
本发明进一步的设置为：包括以下质量份数的原料：聚丙烯15份、苯甲酸钠12份、抗氧化剂6份、填料5份、蒸馏水35份。
本发明进一步的设置为：所述的抗氧化剂为二丁基羟基甲苯和二硫代磷酸酯中的任意一种。
本发明进一步的设置为：所述的填料为TiO2粒子和SiO2粒子中的任意一种。
本发明进一步的设置为：所述的填料平均粒径为0.1-0.2um。
本发明的第二方面：还提供了一种低粘附的PP隔离膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将苯甲酸钠置于搅拌器中，并加入蒸馏水，在苯甲酸钠溶解后，提升温度至35℃，加入聚丙烯、抗氧化剂和填料搅拌混合均匀，然后在烘干箱中烘干，得到混配物；
(2)将混配物经单螺杆挤出机进行熔融挤出造粒得冷却的粒子，粒子再经单螺杆机塑化熔融后挤出成薄膜并流延至流延辊上，热定型后制得母膜；
(3)在将母膜分别经纵向拉伸、横向拉伸、热定型处理形成隔离膜。
本发明进一步的设置为：在步骤(1)中，所述的搅拌器的转速为300-360r/min，搅拌时间为20-30min。
本发明进一步的设置为：在步骤(1)中，所述的烘干箱的温度为80-86℃，烘干时间为12h。
本发明进一步的设置为：在步骤(2)中，所述的单螺杆挤出机的螺杆转速为30r/min，螺杆压缩比为3:1。
本发明进一步的设置为：在步骤(2)中，所述的流延辊温度为100-200℃。
有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：
本发明以聚丙烯、苯甲酸钠、抗氧化剂、填料以及蒸馏水为原料，所制备出的PP隔离膜，不仅具有优异的孔隙率，而且具有良好的机械性能，并且具有低粘附的功能，能够应用在电池中，具有广泛的应用前景。
附图说明
图1为本发明中性能检测中离型力的统计图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1：
本发明的提供了一种低粘附的PP隔离膜，包括以下质量份数的原料：聚丙烯10份、苯甲酸钠6份、抗氧化剂4份、填料4份、蒸馏水30份。
进一步的，抗氧化剂为二丁基羟基甲苯。
进一步的，填料为TiO2粒子。
更进一步的，填料平均粒径为0.1um。
此外，本发明的还提供了一种低粘附的PP隔离膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将苯甲酸钠置于搅拌器中，并加入蒸馏水，在苯甲酸钠溶解后，提升温度至35℃，加入聚丙烯、抗氧化剂和填料搅拌混合均匀，然后在烘干箱中烘干，得到混配物。
进一步的，搅拌器的转速为300r/min，搅拌时间为20min。
进一步的，烘干箱的温度为80℃，烘干时间为12h。
(2)将混配物经单螺杆挤出机进行熔融挤出造粒得冷却的粒子，粒子再经单螺杆机塑化熔融后挤出成薄膜并流延至流延辊上，热定型后制得母膜。
进一步的，单螺杆挤出机的螺杆转速为30r/min，螺杆压缩比为3:1。
进一步的，流延辊温度为100℃。
(3)在将母膜分别经纵向拉伸、横向拉伸、热定型处理形成隔离膜。
实施例2：
本发明的提供了一种低粘附的PP隔离膜，包括以下质量份数的原料：聚丙烯15份、苯甲酸钠12份、抗氧化剂6份、填料5份、蒸馏水35份。
进一步的，抗氧化剂为二硫代磷酸酯。
进一步的，填料为SiO2粒子。
更进一步的，填料平均粒径为0.1um。
此外，本发明的还提供了一种低粘附的PP隔离膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将苯甲酸钠置于搅拌器中，并加入蒸馏水，在苯甲酸钠溶解后，提升温度至35℃，加入聚丙烯、抗氧化剂和填料搅拌混合均匀，然后在烘干箱中烘干，得到混配物。
进一步的，搅拌器的转速为330r/min，搅拌时间为25min。
进一步的，烘干箱的温度为83℃，烘干时间为12h。
(2)将混配物经单螺杆挤出机进行熔融挤出造粒得冷却的粒子，粒子再经单螺杆机塑化熔融后挤出成薄膜并流延至流延辊上，热定型后制得母膜。
进一步的，单螺杆挤出机的螺杆转速为30r/min，螺杆压缩比为3:1。
进一步的，流延辊温度为150℃。
(3)在将母膜分别经纵向拉伸、横向拉伸、热定型处理形成隔离膜。
实施例3：
本发明的提供了一种低粘附的PP隔离膜，包括以下质量份数的原料：聚丙烯20份、苯甲酸钠18份、抗氧化剂8份、填料6份、蒸馏水40份。
进一步的，抗氧化剂为二硫代磷酸酯。
进一步的，填料为SiO2粒子。
更进一步的，填料平均粒径为0.2um。
此外，本发明的还提供了一种低粘附的PP隔离膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将苯甲酸钠置于搅拌器中，并加入蒸馏水，在苯甲酸钠溶解后，提升温度至35℃，加入聚丙烯、抗氧化剂和填料搅拌混合均匀，然后在烘干箱中烘干，得到混配物。
进一步的，搅拌器的转速为360r/min，搅拌时间为20-30min。
进一步的，烘干箱的温度为86℃，烘干时间为12h。
(2)将混配物经单螺杆挤出机进行熔融挤出造粒得冷却的粒子，粒子再经单螺杆机塑化熔融后挤出成薄膜并流延至流延辊上，热定型后制得母膜。
进一步的，单螺杆挤出机的螺杆转速为30r/min，螺杆压缩比为3:1。
进一步的，流延辊温度为200℃。
(3)在将母膜分别经纵向拉伸、横向拉伸、热定型处理形成隔离膜。
性能检测：
分别按照实施例1、实施例2和实施例3的方法制备PP隔离膜(分别作为实验1组、实验2组和实验3组)，再取市售的PP薄膜(温州鑫泰)和专利申请号为CN201910383989.1的隔离膜(分别作为对照1组和对照2组)。
1)按国家标准GB/T 21650.1-2008测定各组隔离膜的孔隙率，相关数据记录于表1。
表1：各组隔离膜的孔隙率记录表
组别 n 孔隙率(％)
实验1组 100 56
实验2组 100 57
实验3组 100 55
对照1组 100 34
对照2组 100 45
由表1可知，与对照组(对照1组和对照2组)相比，实验组(实验1组、实验2组和实验3组)的孔隙率均明显优于对照组(p<0.05)，而在各实验组之间的孔隙率差异并不明显(p>0.05)，本发明所制备的隔离膜具有优异的孔隙率。
2)按国家标准GB/T 1040.3-2006测定各组隔离膜的拉伸强度，相关数据记录于表2。
表2：各组隔离膜的拉伸强度记录表
组别 n 纵向拉伸强度(MPa) 横向拉伸强度(MPa)
实验1组 8 220 25
实验2组 8 215 20
实验3组 8 222 25
对照1组 8 150 10
对照2组 8 140 12
由表2可知，与对照组(对照1组和对照2组)相比，实验组(实验1组、实验2组和实验3组)的拉伸强度明显优于对照组(p<0.05)，而在各实验组之间的拉伸强度差异并不明显(p>0.05)，本发明所制备的隔离膜无论是纵向还是横向拉伸强度均得到明显提升。
3)按国家标准GB/T 13542.1-2009测定各组隔离膜的离型力，相关数据记录于表3。
表3：各组隔离膜的离型力记录表
组别 n 离型力(F)
实验1组 10 1.2
实验2组 10 1.5
实验3组 10 1.2
对照1组 10 4.2
对照2组 10 4.5
由表3和图1可知，与对照组(对照1组和对照2组)相比，实验组(实验1组、实验2组和实验3组)的离型力明显低于对照组(p<0.05)，而在各实验组之间的离型力差异并不明显(p>0.05)，本发明所制备的隔离膜具有低粘附的功能。
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，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种低粘附的PP隔离膜，其特征在于，包括以下质量份数的原料：聚丙烯10-20份、苯甲酸钠6-18份、抗氧化剂4-8份、填料4-6份、蒸馏水30-40份。
2.根据权利要求1所述的一种低粘附的PP隔离膜，其特征在于，包括以下质量份数的原料：聚丙烯15份、苯甲酸钠12份、抗氧化剂6份、填料5份、蒸馏水35份。
3.根据权利要求2所述的一种低粘附的PP隔离膜，其特征在于，所述的抗氧化剂为二丁基羟基甲苯和二硫代磷酸酯中的任意一种。
4.根据权利要求2所述的一种低粘附的PP隔离膜，其特征在于，所述的填料为TiO2粒子和SiO2粒子中的任意一种。
5.根据权利要求3所述的一种低粘附的PP隔离膜，其特征在于，所述的填料平均粒径为0.1-0.2um。
6.一种低粘附的PP隔离膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将苯甲酸钠置于搅拌器中，并加入蒸馏水，在苯甲酸钠溶解后，提升温度至35℃，加入聚丙烯、抗氧化剂和填料搅拌混合均匀，然后在烘干箱中烘干，得到混配物；
(2)将混配物经单螺杆挤出机进行熔融挤出造粒得冷却的粒子，粒子再经单螺杆机塑化熔融后挤出成薄膜并流延至流延辊上，热定型后制得母膜；
(3)在将母膜分别经纵向拉伸、横向拉伸、热定型处理形成隔离膜。
7.根据权利要求6所述的一种低粘附的PP隔离膜的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述的搅拌器的转速为300-360r/min，搅拌时间为20-30min。
8.根据权利要求6所述的一种低粘附的PP隔离膜的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述的烘干箱的温度为80-86℃，烘干时间为12h。
9.根据权利要求6所述的一种低粘附的PP隔离膜的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述的单螺杆挤出机的螺杆转速为30r/min，螺杆压缩比为3:1。
10.根据权利要求6所述的一种低粘附的PP隔离膜的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述的流延辊温度为100-200℃。
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