专利名称：一种超细纤维多孔膜及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种超细纤维多孔膜，具体涉及ー种高孔隙率、高強度、耐高温的超细纤维多孔膜，及其制备方法和作为电池隔膜的应用。
背景技术：
电池隔膜是电池产品中的重要组成部分，其作用是防止两个电极物理接触的同时允许离子通过。隔膜的电阻与其厚度成正比，与孔隙率成反比。为了降低电池产品的内阻，对隔膜的要求是a)超薄；b)高孔隙率；c)高強度。通常使用的材料有玻璃纤维、聚こ烯多孔膜和聚丙烯多孔膜等。目前市场上正积极研发新型的隔膜材料。美国杜邦公司采用熔融气电喷纺技术制备Energain聚酰亚胺纳米纤维电池隔膜，目前已在美国威明顿和韩国首尔开始量产这种电极分离隔膜，这类隔膜可提高电池动カ并延长寿命。江西先材纳米纤维科技有限公司首次采用溶液静电纺丝エ艺制备自支撑的聚酰亚胺电池隔膜，并已申请专利。目前正积极将聚酰亚胺隔膜推向市场，已建设完成一条日产2000平方米的聚酰亚胺纳米纤维非织造布的小型エ业化生产线，打造了世界首条溶液静电纺丝エ业化生产示范线，正在筹建年产2亿平方米聚酰亚胺纳米纤维非织造布的生产线。本发明在上述背景下，经过继续深入研究，提出ー种新的电池隔膜，同时具有高孔隙率、高強度、高的抗针刺強度及高热稳定性等特点。
发明内容
本发明的ー个目的在于提供ー种超细纤维多孔膜，具有高孔隙率、高強度、耐高温的特点，满足电池隔膜的高要求。本发明的另ー个目的在于提供所述超细纤维多孔膜的制备方法。本发明的再ー个目的在于提供所述超细纤维多孔膜作为电池隔膜的应用。本发明的上述目的通过以下技术方案实现提供ー种超细纤维多孔膜，它是由4，4’ - ニ氨基苯酰替苯胺与ー种或多种芳香族四酸ニ酐聚合得到的聚酰胺-酰胺酸前聚体溶液经静电纺丝及亚胺化处理制备得到的；所述的4，4’ - ニ氨基苯酰替苯胺结构如式(I)所示
权利要求
1.一种超细纤维多孔膜，其特征在于它是由4，4’-二氨基苯酰替苯胺与一种或多种芳香族四酸二酐聚合得到的聚酰胺-酰胺酸前聚体溶液经静电纺丝及亚胺化处理制备得到的；所述的4，4’ - 二氨基苯酰替苯胺结构如式(I)所示
2.权利要求I所述的超细纤维多孔膜，其特征在于所述的一种或多种芳香族四酸二酐选自联苯四酸二酐、联苯酚二醚四酸二酐、三苯二醚四酸二酐、二苯砜四酸二酐、六氟四酸二酐、二苯酮四酸二酐、双环辛烯四酸二酐、二苯硫醚四酸二酐、二苯醚四酸二酐、二甲基二苯基硅烷四酸二酐、双酚A四酸二酐或均苯四酸二酐中的一种或两种以上的混合物。
3.权利要求2所述的超细纤维多孔膜，其特征在于所述的一种或多种芳香族四酸二酐选自联苯四甲酸二酐、均苯四酸二酐、二苯酮二酐、二苯砜二酐或三苯二醚二酐中的一种或两种以上的混合物。
4.权利要求I所述的超细纤维多孔膜，其特征在于所述的超细纤维直径在50 1500nm。
5.权利要求I所述的超细纤维多孔膜，其特征在于它是由4，4’-二氨基苯酰替苯胺与一种芳香族四酸二酐聚合得到的聚酰胺-酰胺酸前聚体溶液经静电纺丝及亚胺化处理制备得到的；所述的超细纤维具有式(2)所示的结构
6.权利要求5所述的超细纤维多孔膜，其特征在于，所述的含芳环的二酐的残基R选自
7.权利要求I所述的超细纤维多孔膜的制备方法，包括以下步骤 (1)静电纺丝溶液的配置将4，4’-二氨基苯酰替苯胺与芳香族四酸二酐按照O.9-1. I: I. 1-0. 9的摩尔比混合后，溶于6-10倍于反应混合物总重量的溶剂中，于_10°C 15°C下聚合反应2-8小时，得到聚酰胺-酰胺酸溶液，聚合物的特性粘度为I. 0-4. 5dl/g，调整溶液的质量百分浓度为8%-25%，作为静电纺丝用溶液备用； (2)电纺超细纤维非织造布的制备将步骤(I)调制的静电纺丝用溶液在电场强度为100-400kV/m的高压电场中进行电纺，形成聚酰胺-酰胺酸超细纤维，采用不锈钢网带收集聚酰胺-酰胺酸超细纤维非织造布； (3)亚胺化将步骤(2)中得到的聚酰胺-酰胺酸超细纤维非织造布以20°C/min的升温速度从室温快速升温至250°C，并恒温停留20min ;再以10°C /min的升温速率继续升温至350°C，并停留20min后冷却至室温，得到稳定结构的聚酰胺-酰亚胺超细纤维多孔膜。
8.权利要求7所述的制备方法，其特征在于步骤(I)所述的芳香族四酸二酐选自联苯四酸二酐、联苯酚二醚四酸二酐、三苯二醚四酸二酐、二苯砜四酸二酐、六氟四酸二酐、二苯酮四酸二酐、双环辛烯四酸二酐、二苯硫醚四酸二酐、二苯醚四酸二酐、二甲基二苯基硅烷四酸二酐、双酚A四酸二酐或均苯四酸二酐中的一种或两种以上的混合物。
9.权利要求7所述的制备方法，其特征在于步骤(I)所述的溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N, N-二甲基乙酰胺或二甲基亚砜中的一种或两种以上的混合溶剂；步骤(2)所述的不锈钢网带宽度为I米，走带速度为O. 5-10. Om/min。
10.权利要求I所述的超细纤维多孔膜作为电池隔膜的应用。
全文摘要
本发明提供一种超细纤维多孔膜，它是由4,4'-二氨基苯酰替苯胺与一种或多种芳香族四酸二酐聚合得到的聚酰胺-酰胺酸前聚体溶液经静电纺丝及亚胺化处理制备得到；所述的4,4'-二氨基苯酰替苯胺结构如式(1)所示。本发明的超细纤维多孔膜具有与电解液浸润性良好、孔隙率高、耐高温、高强度、化学稳定性高等诸多优点，非常适合用作电池隔膜。本发明还提供所述超细纤维多孔膜的制备方法和其作为电池隔膜的应用。
文档编号C08J5/18GK102816431SQ20121031551
公开日2012年12月12日 申请日期2012年8月30日 优先权日2012年8月30日
发明者侯豪情, 程楚云, 周小平, 吕晓义, 何平, 王 琦, 李晓艳 申请人:江西先材纳米纤维科技有限公司