一种双向拉伸微孔膜的制备方法与流程

本申请涉及高分子材料塑料薄膜，尤其是涉及一种双向拉伸微孔膜的制备方法。

背景技术：

1、聚丙烯(polypropylene,pp)微孔膜因其独特的微孔结构和优异的综合性能，在众多领域如电池隔膜、过滤介质、医疗用品等展现出广泛的应用潜力。在当前的能源存储技术中，锂离子电池由于其高能量密度、低自放电率和良好的循环性能，已成为便携式电子设备和电动汽车等领域的首选电源。聚丙烯(pp)微孔膜作为锂离子电池的关键组件之一，其性能直接影响电池的安全性、能量密度和循环寿命。因此，改善pp微孔膜的关键性能指标，如弹性回复率、拉伸强度、孔隙率和热收缩率，对于提升锂离子电池的整体性能具有重要意义。

技术实现思路

1、为了解决上述至少一种技术问题，在本申请的第一方面，本申请提供一种双向拉伸微孔膜的制备方法，包括：

2、将填充聚丙烯复合材料与聚丙烯树脂混合均匀，投入挤出系统，流延成膜，获得流延膜；对所述流延膜进行退火处理、热处理复合、拉伸、热定型，获得所述聚丙烯微孔膜；

3、所述填充聚丙烯复合材料包括以下重量份的原料：60-70重量份的聚丙烯树脂、10-20重量份的钴铝水滑石、10-20重量份相容剂、1-3重量份β成核剂。

4、通过上述技术方案，钴铝水滑石的加入可能改善了聚丙烯的分子链间相互作用及聚丙烯基体的局部应力分布，从而提高了聚丙烯微孔膜的弹性回复能力。钴铝水滑石的层状结构可能阻碍了聚丙烯分子链的堆砌，从而增加了孔隙率。钴铝水滑石的热稳定性可能有助于减少聚丙烯在加热过程中的收缩。钴铝水滑石的加入可能促进了聚丙烯分子链的结晶，从而增加了聚丙烯微孔膜的拉伸强度。

5、优选地，所述填充聚丙烯复合材料的原料中，所述聚丙烯树脂与所述钴铝水滑石的重量比为(3-7):1。

6、通过上述技术方案，控制聚丙烯树脂与所述钴铝水滑石的重量比可以得到性能更好的聚丙烯微孔膜。

7、优选地，填充聚丙烯复合材料与聚丙烯树脂的质量比为1:(9-11)。

8、通过上述技术方案，限定填充聚丙烯复合材料与聚丙烯树脂的质量比，方便形成有效的应力传递，同时，可以避免聚丙烯聚集，减少内部缺陷，进而提升聚丙烯微孔膜的性能。

9、优选地，所述填充聚丙烯复合材料由以下制备方法包括：将聚丙烯树脂、钴铝水滑石、相容剂、β成核剂混合均匀，挤出、造粒、干燥，得到所述填充聚丙烯复合材料。

10、优选地，所述挤出在挤出机中进行，控制挤出机1-5区温度分别为200℃、210℃、220℃、210℃和200℃。

11、通过上述技术方案，填充聚丙烯复合材料制备简便，原料易得。

12、优选地，钴铝水滑石的制备方法包括：将硝酸钴、硝酸铝和尿素溶于水中，在140-160℃下进行反应，反应时间为10-15h，冷却，过滤，洗涤至中性，干燥、研磨，得到所述钴铝水滑石。

13、优选地，所述填充聚丙烯复合材料的原料中，所述聚丙烯树脂为改性聚丙烯树脂，所述改性聚丙烯树脂的制备方法包括：步骤a：将聚丙烯树脂、引发剂和丙烯酸搅拌均匀，得到共混物；步骤b：将步骤a得到的共混物熔融、塑化、剪切、造粒，得到丙烯酸接枝聚丙烯。

14、优选地，所述改性聚丙烯树脂的制备方法还包括：步骤c：将步骤b得到的丙烯酸接枝聚丙烯浸泡在环糊精水溶液中，过滤，洗涤，干燥，得到改性聚丙烯树脂。

15、优选地，所述环糊精选自α-环糊精、β环糊精、γ-环糊精、甲基化环糊精、羟丙基化环糊精中的至少一种。

16、通过上述技术方案，聚丙烯树脂的相容性和分散性得到改善，有助于形成更均匀的孔隙结构，从而提高孔隙率。同时，通过改性可能增加聚丙烯的热稳定性，减少热处理过程中的收缩，另外，通过改性可能增加了聚丙烯分子链之间的氢键作用或其他极性相互作用，这有助于提高材料的弹性回复率和拉伸强度。

17、优选地，所述环糊精为β环糊精和甲基化环糊精，β环糊精和甲基化环糊精的浓度均为1wt％。

18、优选地，相容剂为poegma。

19、在本申请的第二方面，本申请提供一种由本申请第一方面所述的双向拉伸微孔膜的制备方法制备得到的聚丙烯微孔膜。

20、综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

21、1、本申请提供一种双向拉伸微孔膜的制备方法，其填充聚丙烯复合材料与聚丙烯树脂混合使用，填充聚丙烯复合材料使用钴铝水滑石作为无机填充剂，聚丙烯树脂经过改性后，得到的聚丙烯微孔膜的性能进一步得到改善；

22、2、本申请提供上述双向拉伸微孔膜的制备方法得到的聚丙烯微孔膜，所得的聚丙烯微孔膜弹性回复率、拉伸强度、孔隙率、热收缩率较现有技术更优。

23、具体实施方式

24、以下结合具体实施例对本发明作进一步说明，但下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。以下实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行，使用的方法如无特别说明，均为本领域公知的常规方法，使用的耗材和试剂如无特别说明，均为市场购得。除非另有说明，本文中所用的专业与科学术语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法或材料也可应用于本发明中。

技术特征：

1.一种双向拉伸微孔膜的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的双向拉伸微孔膜的制备方法，其特征在于，所述填充聚丙烯复合材料的原料中，所述聚丙烯树脂与所述钴铝水滑石的重量比为（3-7）:1。

3.根据权利要求1所述的双向拉伸微孔膜的制备方法，其特征在于，填充聚丙烯复合材料与聚丙烯树脂的质量比为1:（9-11）。

4.根据权利要求1所述的双向拉伸微孔膜的制备方法，其特征在于，所述填充聚丙烯复合材料由以下制备方法包括：将聚丙烯树脂、钴铝水滑石、相容剂、β成核剂混合均匀，挤出、造粒、干燥，得到所述填充聚丙烯复合材料。

5.根据权利要求1所述的双向拉伸微孔膜的制备方法，其特征在于，钴铝水滑石的制备方法包括：将硝酸钴、硝酸铝和尿素溶于水中，在140-160℃下进行反应，反应时间为10-15h，冷却，过滤，洗涤至中性，干燥、研磨，得到所述钴铝水滑石。

6.根据权利要求2所述的双向拉伸微孔膜的制备方法，其特征在于，所述填充聚丙烯复合材料的原料中，所述聚丙烯树脂为改性聚丙烯树脂，所述改性聚丙烯树脂的制备方法包括：步骤a：将聚丙烯树脂、引发剂和丙烯酸搅拌均匀，得到共混物；步骤b：将步骤a得到的共混物熔融、塑化、剪切、造粒，得到丙烯酸接枝聚丙烯。

7.根据权利要求6所述的双向拉伸微孔膜的制备方法，其特征在于，所述改性聚丙烯树脂的制备方法还包括：步骤c：将步骤b得到的丙烯酸接枝聚丙烯浸泡在环糊精水溶液中，过滤，洗涤，干燥，得到改性聚丙烯树脂。

8.根据权利要求7所述的双向拉伸微孔膜的制备方法，其特征在于，所述环糊精选自α-环糊精、β环糊精、γ-环糊精、甲基化环糊精、羟丙基化环糊精中的至少一种。

9.根据权利要求8所述的双向拉伸微孔膜的制备方法，其特征在于，所述环糊精为β环糊精和甲基化环糊精，β环糊精和甲基化环糊精的浓度均为1wt%。

10.一种由权利要求1-9任一项所述的双向拉伸微孔膜的制备方法制备得到的聚丙烯微孔膜。

技术总结本申请提供一种双向拉伸微孔膜的制备方法，包括：将填充聚丙烯复合材料与聚丙烯树脂混合均匀，投入挤出系统，流延成膜，获得流延膜；对所述流延膜进行退火处理、热处理复合、拉伸、热定型，获得所述聚丙烯微孔膜；所述填充聚丙烯复合材料包括以下重量份的原料：60‑70重量份的聚丙烯树脂、10‑20重量份的钴铝水滑石、10‑20重量份相容剂、1‑3重量份β成核剂。该制备方法所得的聚丙烯微孔膜弹性回复率、拉伸强度、孔隙率、热收缩率均得到改善。技术研发人员：詹博睿,詹智勇受保护的技术使用者：武汉现代精工机械股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/17