專利名稱：：聚烯烴微孔隔膜及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種聚烯烴微孔隔膜及其制作方法，屬于薄膜制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：由于聚烯烴微孔薄膜的廣泛用途及可觀的經(jīng)濟(jì)效益，國內(nèi)近年來對(duì)聚烯烴微孔薄膜的研究逐漸升溫。該種聚烯烴微孔薄膜可用于氣體分離膜和反滲透膜的底膜；也可用于透析、無菌包裝等醫(yī)學(xué)用途；工業(yè)水處理膜以及鋰離子電池隔膜。CN1272374C公開的"一種聚丙烯微孔膜及其制備方法"是采用聚丙烯、單組分成核劑和油類為原料，經(jīng)擠出平膜、退火、兩階段單向拉伸、熱定型和收巻制成聚丙烯微孔膜。但在微孔膜的制作過程中，由于是采用兩次單向拉伸的方法，其總伸長率30%~300%，因此所制得的微孔膜孔形為狹長形，造成孔徑難以控制。另外其橫向無強(qiáng)度導(dǎo)致薄膜極易撕裂，很難被工業(yè)化利用。而CN1233051C所公開的"一種鋰電池隔膜的生產(chǎn)方法"，雖然能分別通過縱向和橫向的雙向拉伸來解決孔徑難以控制的問題，但由于縱向拉伸和橫向拉伸是采用相同拉伸倍數(shù)，易導(dǎo)致薄膜出現(xiàn)貫穿的微孔，同時(shí)由于該方法未進(jìn)行高溫下預(yù)收縮的松弛處理，因此采用該方法制成的隔膜熱收縮率偏大，這些缺點(diǎn)使其作為鋰離子電池隔膜使用時(shí)易使鋰離子電池發(fā)生短路。另外由于聚丙烯的非親水性，該種薄膜作為鋰離子電池隔膜吸附電解液能力不佳，同時(shí)也由于離子導(dǎo)電率偏低從而使鋰離子電池內(nèi)阻偏大，影響鋰離子電池性能。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種具有微孔均勻、透氣性和熱收縮性能好、且具有高離子導(dǎo)電率的聚烯烴微孔隔膜及其制作方法。本發(fā)明為達(dá)到上述目的的技術(shù)方案是一種聚烯烴微孔隔膜，其特征在于由聚烯烴微孔基膜和鍍?cè)诰巯N微孔基膜上面或/和下面的氧化物層構(gòu)成，所述的聚烯烴微孔基膜按重量百分比由96.5%—99.995°/。的均聚聚丙烯樹脂和0.005%—3.5%的P晶型成核劑構(gòu)成，該聚烯烴微孔基膜的平均孔徑在80—200納米，孔隙率為30%—50%，透氣率在1.5—15ml.cm/cm2.sec.atm，所述氧化物層的厚度在0.05—2微米。本發(fā)明聚烯烴微孔隔膜的制備方法，其特征在于(1)、熔融和擠出將96.5%—99.995%(重量)的均聚聚丙烯樹脂和0.005%~3.5%(重量)的P晶型成核劑充分混合后送入擠出機(jī)內(nèi)，在180—28(TC溫度下經(jīng)擠出機(jī)熔融擠出膜片，用低于140。C溫度的鑄片輥對(duì)膜片冷卻；(2)、拉伸膜片在11(TC一15(TC的溫度下，以1.4一5.5的縱拉伸倍數(shù)下進(jìn)行縱向拉伸，時(shí)間小于0.5s，再在1.1~4的橫向拉伸倍數(shù)進(jìn)行橫向拉伸，時(shí)間小于0.5s，且縱向拉伸倍數(shù)大于橫向拉伸倍數(shù)；(3)、松馳和熱定型膜片在11(TC一18(TC的溫度下同時(shí)進(jìn)行縱向和橫向預(yù)收縮的松馳，松弛時(shí)間在0.5—10min，然后再在130"C—20(TC的溫度下進(jìn)行熱定型處理，熱定型時(shí)間在0.2—5s，制成聚烯烴微孔基膜；(4)、鍍層在聚烯烴微孔基膜上或/和下面用磁控濺射鍍氧化物層，該氧化物層厚度控制在0.05—2微米，制成聚烯烴微孔隔膜。本發(fā)明采用上述技術(shù)方案后具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明在聚烯烴微孔基膜的表面鍍有厚度在0.05—2微米的氧化物層，在該氧化物層的作用下，氧化物使隔膜具有高離子導(dǎo)電率，本發(fā)明聚烯烴微孔隔膜的離子導(dǎo)電率比普通聚烯烴微孔薄膜提高3—5倍，作為鋰離子電池隔膜能減小鋰離子電池的內(nèi)阻，從而能提高鋰離子電池性能。2、本發(fā)明將均聚聚丙烯樹脂和e晶型成核劑混合后熔融、擠出膜片，該膜片再經(jīng)縱向和橫向的雙向拉伸、高溫松馳和熱定型，尤其膜片的縱向拉伸倍數(shù)大于橫向拉伸倍數(shù)，既保證了生產(chǎn)基膜所需的拉伸形變量，同時(shí)也避免了由于橫向拉伸過大使薄膜孔徑過大，而產(chǎn)生貫穿孔的現(xiàn)象，減少鋰離子電池發(fā)生短路現(xiàn)象，制得的隔膜微孔均勻、孔隙率高，透氣性好。3、本發(fā)明在制作聚烯烴微孔基膜時(shí)，先在高溫下進(jìn)行松弛預(yù)收縮處理，然后再進(jìn)行熱定型處理，可以極大的提高薄膜的熱收縮性能。具體實(shí)施例方式本發(fā)明的聚烯烴微孔隔膜，由聚烯烴微孔基膜和鍍?cè)诰巯N微孔基膜上或/和下面的氧化物層構(gòu)成。該聚烯烴微孔基膜按重量百分比由96.5%—99.995%的均聚聚丙烯樹脂和0.005%—3.5%的P晶型成核劑構(gòu)成，該均聚聚丙烯樹脂的融體流動(dòng)速率為1—5克/10分鐘，聚烯烴微孔基膜的平均孔徑在80—200納米、孔隙率在30%—50%，透氣率在1.5—15ml.cm/cmlsec.atm，而氧化物層的厚度在0.05—2微米，本發(fā)明的氧化物層為納米級(jí)的氧化鋁層或氧化硅層，且氧化鋁或氧化硅的材料粒徑在10—150納米，而P晶型成核劑是稀土成核劑、二元羧酸鹽成核劑和環(huán)己酰胺成核劑中的一種或二種或三種混合，該二元羧酸鹽成核劑可為庚二酸鈣、庚二酸鋇、辛二酸鈣或庚二酸鈉的其中之一。本發(fā)明的聚烯烴微孔隔膜的制備方法，具體按以下步驟(1)、熔融和擠出將96.5%—99.995%(重量)的均聚聚丙烯樹脂和0.005%—3.5%(重量)的e晶型成核劑充分混合后送入擠出機(jī)內(nèi)，該均聚聚丙烯樹脂的融體流動(dòng)速率為l一5克/10分鐘，在180—28(TC溫度下經(jīng)擠出機(jī)熔融擠出，用低于14(TC溫度的鑄片輥對(duì)膜片冷卻。(2)、拉伸膜片在110°C—15(TC的溫度下，以1.4—5.5的縱拉伸倍數(shù)下進(jìn)行縱向拉伸，時(shí)間小于0.5s，再在1.1~4的橫向拉伸倍數(shù)進(jìn)行橫向拉伸，時(shí)間小于0.5s,但縱向拉伸時(shí)的縱向拉伸倍數(shù)應(yīng)大于橫向拉伸時(shí)的橫向拉伸倍數(shù)。(3)、松馳和定型膜片在11(TC一18(TC的溫度下同時(shí)進(jìn)行縱向和橫向預(yù)收縮的松馳，松弛時(shí)間在0.5—10min，然后再在130°C—200°C的溫度下進(jìn)行熱定型處理，熱定型時(shí)間在0.2—5s，制成聚烯烴微孔基膜，該聚烯烴微孔基膜厚度在10—50微米之間。(4)、鍍層聚烯烴微孔基膜通過磁控濺射設(shè)備，在聚烯烴微孔基膜上下兩面磁控濺射鍍氧化物層，或在聚烯烴微孔基膜上面或下面磁控濺射鍍氧化物層，該氧化物層的材料是納米級(jí)的氧化鋁或氧化硅，材料粒徑在10一150納米，磁控濺射時(shí)的磁場強(qiáng)度為IOOOG，在惰性氣體如氬氣的氣氛中，射頻功率200—600W，濺射電壓-100—-200v，沉積溫度60—120。C，沉積時(shí)間2—IO秒，鍍得氧化物層，氧化物層的厚度在0.05—2微米，制成聚烯烴微孔隔膜。本發(fā)明的聚烯烴微孔隔膜及其制作方法具體參數(shù)見表1，其中表中的百分比為重量百分比。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表2為用本發(fā)明方法制得聚烯烴微孔隔膜的性能參數(shù)。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>可以看出本發(fā)明的聚烯烴微孔隔膜具有微孔均勻、透氣性好和孔隙率高，極佳的熱收縮性能和較高離子導(dǎo)電率，可廣泛應(yīng)用于醫(yī)用透析膜和工業(yè)水處理膜以及鋰離子二次電池隔膜。權(quán)利要求1、一種聚烯烴微孔隔膜，其特征在于由聚烯烴微孔基膜和鍍?cè)诰巯N微孔基膜上面或/和下面的氧化物層構(gòu)成，所述的聚烯烴微孔基膜按重量百分比由96.5％—99.995％的均聚聚丙烯樹脂和0.005％3.5％的β晶型成核劑構(gòu)成，該聚烯烴微孔基膜的平均孔徑在80—200納米，孔隙率為30％—50％，透氣率在1.5—15ml.cm/cm2.sec.atm，所述氧化物層的厚度在0.05—2微米。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚烯烴微孔隔膜，其特征在于所述e晶型成核劑為稀土成核劑、二元羧酸鹽成核劑和環(huán)己酰胺成核劑中的其中之一或二種或三種混合。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚烯烴微孔隔膜，其特征在于所述的二元羧酸鹽成核劑為庚二酸鈣、庚二酸鋇、辛二酸鈣或庚二酸鈉的其中之一。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚烯烴微孔隔膜，其特征在于所述的氧化物層為納米氧化鋁層或氧化硅層，且氧化鋁或氧化硅的材料粒徑在10一150納米。5、一種聚烯烴微孔隔膜的制備方法，其特征在于(1)、熔融和擠出將96.5%—99.995%(重量)的均聚聚丙烯樹脂0.005%~3.5%(重量)的3晶型成核劑充分混合后送入擠出機(jī)內(nèi)，在180—28(TC溫度下經(jīng)擠出機(jī)熔融擠出膜片，用低于14(TC溫度的鑄片輥對(duì)膜片冷卻；(2)、拉伸膜片在11(TC一15(TC的溫度下，以1.4—5.5的縱拉伸倍數(shù)下進(jìn)行縱向拉伸，時(shí)間小于0.5s，再在1.1-4的橫向拉伸倍數(shù)進(jìn)行橫向拉伸，時(shí)間小于0.5s，且縱向拉伸倍數(shù)大于橫向拉伸倍數(shù)；(3)、松馳和熱定型膜片在11(TC一180'C的溫度下同時(shí)進(jìn)行縱向和橫向預(yù)收縮的松馳，松弛時(shí)間在0.5—10min，然后再在13(TC—200'C的溫度下進(jìn)行熱定型處理，熱定型時(shí)間在0.2—5s，制得聚烯烴微孔基膜；(4)、鍍層在聚烯烴微孔基膜上面或/和下面用磁控濺射鍍氧化物層，該氧化物層厚度控制在0.05—2微米，制得聚烯烴微孔隔膜。全文摘要本發(fā)明涉及一種聚烯烴微孔隔膜及其制作方法，屬于薄膜制造領(lǐng)域，由聚烯烴微孔基膜和鍍?cè)诰巯N微孔基膜上面或/和下面的氧化物層構(gòu)成，所述的聚烯烴微孔基膜按重量百分比由96.5％-99.995％的均聚聚丙烯樹脂和0.005％-3.5％的β晶型成核劑構(gòu)成，該聚烯烴微孔基膜的平均孔徑在80-200納米，孔隙率為30％-50％，透氣率在1.5-15ml/cm².sec.atm，所述氧化物層的厚度在0.05-2微米。本發(fā)明具有微孔均勻、透氣性和熱收縮性能好、且具有高離子導(dǎo)電率的特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于醫(yī)用透析膜和工業(yè)水處理膜以及鋰離子二次電池隔膜。文檔編號(hào)B32B3/24GK101462381SQ200910028618公開日2009年6月24日申請(qǐng)日期2009年1月6日優(yōu)先權(quán)日2009年1月6日發(fā)明者徐洪飛申請(qǐng)人:韓偉嘉