专利名称：单向拉伸均匀可调微孔结构耐高温隔膜的制备方法
技术领域：
本发明涉及ー种单向拉伸均匀可调微孔结构耐高温隔膜的制备方法，属于聚烯烃隔膜技术领域。
背景技术：
聚丙烯隔膜是ー种拉伸强度高、耐高温性能良好的隔膜制品，广泛用于エ业生产，例如锂电池隔膜。这种隔膜制品需要具有阻碍电子传导的能力，现有技术通常是在聚丙烯材料中添加无机颗粒材料，如ニ氧化钛和ニ氧化硅材料，在电池正常状态下可减少电池内部漏电的能力一般，则在电池遇到高温或外界压カ的紧急状况下容易发生正负极短路。原因是上述无机粒子一般分布于隔膜表面，并没有混入隔膜内部，在使用时容易脱落。另外，现有的聚丙烯隔膜孔隙不均匀，由于聚丙烯隔膜主要是定制产品，会根据不 同的使用功能制作成不同孔隙的产品。微孔隔膜一般是隔膜孔隙在纳米级的产品，如果孔隙不均匀，则在高温下容易收缩，造成隔膜制品力学性质下降，稳定性不高。
发明内容
本发明提供ー种单向拉伸均匀可调微孔结构耐高温隔膜，使产品微孔结构均匀，并且可以调整，大大降低了隔膜热收缩率，提高产品质量。本发明是通过以下的技术方案实现的ー种单向拉伸均匀可调微孔结构耐高温隔膜的制备方法，是通过以下的步骤实现的(I)将纳米氧化铝在四异丙基ニ钛酸酯中进行表面预处理，具体为将所述纳米氧化铝质量的I 4%的四异丙基ニ钛酸酯和聚丙烯与纳米氧化铝进行混合，在120 145°C条件下硫化20min,再在150°C条件下二次硫化3h ；(2)将预处理后的纳米氧化铝均匀混入聚合物中，加入量为聚合物质量的
O.5% 2. 5%，对原料进行熔融，采用流延法制成基膜，制成的基膜经70 155°C，IOmin 30h退火；(3)将基膜在10 155°C、拉伸速度为O. I 30m/min，拉伸比为I 3倍的条件下进行拉伸形成微孔结构；(4)微孔薄膜进行再拉伸，拉伸比为O. 5 I. 5, 70 165°C定型Imin IOh,形成
聚烯烃微孔膜产品。所述步骤(2)中熔融温度为190 270°C。本发明经过预处理的纳米氧化铝是与聚合物混合的，而非在聚合物成膜后贴覆在其表面。所述步骤⑶中拉伸具体为首先在10 100°C，拉伸比为I 3倍的条件下进行冷拉伸，形成银纹缺陷为止；然后在100 155°C，拉伸比为I 3倍的条件下进ー步拉伸形成微孔结构。所述步骤(3)中的微孔结构的微孔为IOnm 30nm。
本发明的有益效果为I、无机粒子不易脱落，增强隔膜的稳定性；2、增强隔膜产品的力学性能；3、生产成本降低。
具体实施例方式以下结合实施例，对本发明做进ー步说明。实施例I采用IOOKg聚丙烯作为原料。 (I)取纳米氧化铝lKg，取25g四异丙基ニ钛酸酯加入上述纳米氧化铝中，搅拌混合，放入加热釜，控制温度在120 145°C之间，硫化20min，再在控制温度为150°C条件下ニ次硫化3h ；(2)取上述预处理后的纳米氧化铝O. 8Kg均匀混入完全IOOKg聚丙烯中，对上述混合原料进行熔融，熔融温度为190 270°C，采用流延法制成基膜，制成的基膜经控制温度在70 155°C，IOmin 30h进行退火；(3)将上述基膜控制拉伸比为I倍条件不变，控制20°C条件下冷拉伸，基膜逐渐形成银纹缺陷，继续拉伸，直到基膜形成均匀的银纹缺陷为止；然后在100 125°C条件下进一步拉伸形成微孔结构，保证微孔在IOnm停止；(4)上述微孔薄膜进行再拉伸，拉伸比为O. 5，控制温度在70 100°C定型lOmin，形成聚烯烃微孔膜产品。实施例2采用IOOKg聚丙烯作为原料。(I)取纳米氧化铝3Kg，取40g四异丙基ニ钛酸酯加入上述纳米氧化铝中，搅拌混合，放入加热釜，控制温度在120 145°C之间，硫化20min，再在控制温度为150°C条件下ニ次硫化3h ；(2)取上述预处理后的纳米氧化铝2. 3Kg均匀混入完全IOOKg聚丙烯中，对上述混合原料进行熔融，熔融温度为190 270°C，采用流延法制成基膜，制成的基膜经控制温度在70 155°C，IOmin 30h进行退火；(3)将上述基膜控制拉伸比为3倍条件不变，控制85°C条件下冷拉伸，基膜逐渐形成银纹缺陷，继续拉伸，直到基膜形成均匀的银纹缺陷为止；然后在120 150°C条件下进一步拉伸形成微孔结构，保证微孔在28nm停止；(4)上述微孔薄膜进行再拉伸，拉伸比为I. O，控制温度在100 150°C定型8 10h，形成聚烯烃微孔膜产品。实施例3采用IOOKg聚丙烯作为原料。(I)取纳米氧化铝2Kg，取20g四异丙基ニ钛酸酯加入上述纳米氧化铝中，搅拌混合，放入加热釜，控制温度在120 145°C之间，硫化20min，再在控制温度为150°C条件下ニ次硫化3h ；(2)取上述预处理后的纳米氧化铝I. 8Kg均匀混入完全IOOKg聚丙烯中，对上述混合原料进行熔融，熔融温度为190 270°C，采用流延法制成基膜，制成的基膜经控制温度在70 155°C，IOmin 30h进行退火；(3)将上述基膜控制拉伸比为2倍条件不变，控制55°C条件下冷拉伸，基膜逐渐形成银纹缺陷，继续拉伸，直到基膜形成均匀的银纹缺陷为止；然后在130°C条件下进ー步拉伸形成微孔结构，保证微孔在21nm停止；(4)上述微孔薄膜进行再拉伸，拉伸比为I. 5，控制温度在85 105°C定型4 6h，形成聚烯烃微孔膜产品。本发明生产的微孔隔膜制品的微孔在10 30nm之间，当添加少量纳米氧化铝制成的聚丙烯隔膜，可以在较低温度下制成微孔直径较小的隔膜制品；当添加纳米氧化铝量较大时，聚丙烯隔膜可以提高制成温度，隔膜制品的微孔也可以达到30nm，其力学强度更
闻。 采用本发明隔膜作为电池外膜的产品，具有更优良的阻碍电子传导的能力，在电池正常状态下可以减少电池内部漏电，在电池遇到高温或外界压カ的紧急状况下可以阻止正负极短路。
权利要求
1.ー种单向拉伸均匀可调微孔结构耐高温隔膜的制备方法，其特征在于是通过以下的步骤实现的 (1)将纳米氧化铝在四异丙基ニ钛酸酯中进行表面预处理，具体为将所述纳米氧化铝质量的I 4%的四异丙基ニ钛酸酯和聚丙烯与纳米氧化铝进行混合，在120 145°C条件下硫化20min,再在150°C条件下二次硫化3h ； (2)将预处理后的纳米氧化铝均匀混入聚合物中，加入量为聚合物质量的O.5% .2.5%，对原料进行熔融，采用流延法制成基膜，制成的基膜经70 155°C，IOmin 30h退火； (3)将基膜在10 155°C、拉伸速度为O.I 30m/min，拉伸比为I 3倍的条件下进行拉伸形成微孔结构； (4)微孔薄膜进行再拉伸，拉伸比为O.5 I. 5, 70 165°C定型Imin IOh,形成聚烯烃微孔膜产品。
2.如权利要求I所述的单向拉伸均匀可调微孔结构耐高温隔膜的制备方法，其特征在于所述步骤(2)中熔融温度为190 270°C。
3.如权利要求I所述的单向拉伸均匀可调微孔结构耐高温隔膜的制备方法，其特征在于所述步骤(3)中拉伸具体为首先在10 100°C，拉伸比为I 3倍的条件下进行冷拉イ申，形成银纹缺陷为止；然后在100 155°C，拉伸比为I 3倍的条件下进ー步拉伸形成微孔结构。
4.如权利要求I所述的单向拉伸均匀可调微孔结构耐高温隔膜的制备方法，其特征在于所述步骤(3)中的微孔结构的微孔为IOnm 30nm。
全文摘要
本发明公开了一种单向拉伸均匀可调微孔结构耐高温隔膜的制备方法，是通过以下的步骤实现的(1)将纳米氧化铝在四异丙基二钛酸酯中进行表面预处理；(2)将预处理后的纳米氧化铝均匀混入聚合物中，加入量为聚合物质量的0.5％～2.5％，对原料进行熔融，采用流延法制成基膜；(3)将基膜在10～155℃、拉伸速度为0.1～30m/min，拉伸比为1～3倍的条件下进行拉伸形成微孔结构；(4)微孔薄膜进行再拉伸，拉伸比为0.5～1.5，70～165℃定型，形成聚烯烃微孔膜产品。本发明聚烯烃微孔隔膜产品孔隙均匀可调，降低隔膜热收缩率。
文档编号C08K9/04GK102672951SQ20121013093
公开日2012年9月19日 申请日期2012年4月27日 优先权日2012年4月27日
发明者范建国 申请人:南通天丰电子新材料有限公司