專利名稱：雙向同步拉伸均勻可調(diào)微孔結(jié)構(gòu)耐高溫隔膜的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種雙向同步拉伸均勻可調(diào)微孔結(jié)構(gòu)耐高溫隔膜的制備方法，屬于聚烯烴隔膜技術領域?！?br> 背景技術：
聚丙烯隔膜是一種拉伸強度高、耐高溫性能良好的隔膜制品，廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)，例如鋰電池隔膜。這種隔膜制品需要具有阻礙電子傳導的能力，現(xiàn)有技術通常是在聚丙烯材料中添加無機顆粒材料，如二氧化鈦和二氧化硅材料，在電池正常狀態(tài)下可減少電池內(nèi)部漏電的能力一般，則在電池遇到高溫或外界壓力的緊急狀況下容易發(fā)生正負極短路。原因是上述無機粒子一般分布于隔膜表面，并沒有混入隔膜內(nèi)部，在使用時容易脫落。現(xiàn)有的聚丙烯隔膜最大的缺點是厚度不均勻，一般為了簡化生產(chǎn)流程，不進行橫向拉伸，即橫向機械強度不高。在后續(xù)制備流程中，就出現(xiàn)了隔膜厚度不均的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種雙向同步拉伸均勻可調(diào)微孔結(jié)構(gòu)耐高溫隔膜的制備方法，解決了普通雙向拉伸中縱向拉伸結(jié)晶取向后橫向拉伸結(jié)晶難以取向的問題，提高隔膜的厚度均勻性、隔膜的機械強度，減小弓形效應。本發(fā)明是通過以下的技術方案實現(xiàn)的一種雙向同步拉伸均勻可調(diào)微孔結(jié)構(gòu)耐高溫隔膜的制備方法，是通過以下的步驟實現(xiàn)的(I)將納米氧化鋁在四異丙基二鈦酸酯中進行表面預處理，具體為將所述納米氧化鋁質(zhì)量的I 4%的四異丙基二鈦酸酯和聚丙烯與納米氧化鋁進行混合，在120 145°C條件下硫化20min,再在150°C條件下二次硫化3h ；(2)將預處理后的納米氧化鋁均勻混入聚丙烯中，加入量為聚丙烯質(zhì)量的
0.5% 2. 5%，對原料進行熔融，采用雙向拉伸法制成基膜，制成的基膜經(jīng)70 155°C，IOmin 30h退火；(3)將基膜在5 155°C、拉伸速度為0. I 30m/min，拉伸比為I 5倍的條件下進行拉伸形成微孔結(jié)構(gòu)；(4)微孔薄膜進行再拉伸，拉伸比為0. 5 I. 5，100 165°C定型，形成聚丙烯微孔膜產(chǎn)品。采用四異丙基二鈦酸酯對納米氧化鋁進行預處理，納米氧化鋁顆粒與聚丙烯之間有良好的相容性，能夠在其中形成良好的分散狀態(tài)。所述步驟⑵中熔融溫度為190 270°C。所述步驟⑶中拉伸具體為首先在10 100°C，拉伸比為I 5倍的條件下進行冷拉伸，使串晶結(jié)構(gòu)破裂，形成微小銀紋缺陷為止；然后在90 155°C，拉伸比為I 4倍的條件下進一步拉伸形成微孔結(jié)構(gòu)。
所述步驟(3)中的微孔結(jié)構(gòu)的微孔為IOnm 30nm。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明隔膜平面相互垂直的兩個拉伸方向的拉伸強度都比普通隔膜高，如果在隔膜的不同方向上具有相同的拉伸度，隔膜中長鏈分子沿平面上各方向的取向是平衡的，隔膜的性能就比較均衡。與單向拉伸相比隔膜的厚度均勻性、隔膜的機械強度都較好，可以減小弓形效應，對電池制造十分有利。
具體實施例方式以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明做進一步說明。實施例I·
采用IOOKg聚丙烯作為原料。(I)取納米氧化鋁lKg，取25g四異丙基二鈦酸酯加入上述納米氧化鋁中，攪拌混合，放入加熱釜，控制溫度在120 145°C之間，硫化20min，再在控制溫度為150°C條件下二次硫化3h ；(2)取上述預處理后的納米氧化鋁0. 8Kg均勻混入完全IOOKg聚丙烯中，對上述混合原料進行熔融，熔融溫度為190 270°C，采用雙向拉伸法制成基膜，制成的基膜經(jīng)控制溫度在70 155°C，IOmin 30h進行退火；(3)將上述基膜控制拉伸比為I倍條件不變，控制20°C條件下冷拉伸，使串晶結(jié)構(gòu)逐漸破裂，形成微小銀紋缺陷為止；然后在拉伸比為3倍，95°C條件下進一步拉伸形成微孔結(jié)構(gòu)，保證微孔在10 15nm停止；(4)上述微孔薄膜進行再拉伸，拉伸比為0. 5，控制溫度在100 125 °C定型IOmin,形成聚烯烴微孔膜產(chǎn)品。實施例2采用IOOKg聚丙烯作為原料。(I)取納米氧化鋁3Kg，取40g四異丙基二鈦酸酯加入上述納米氧化鋁中，攪拌混合，放入加熱釜，控制溫度在120 145°C之間，硫化20min，再在控制溫度為150°C條件下二次硫化3h ；(2)取上述預處理后的納米氧化鋁2. 3Kg均勻混入完全IOOKg聚丙烯中，對上述混合原料進行熔融，熔融溫度為190 270°C，采用雙向拉伸法制成基膜，制成的基膜經(jīng)控制溫度在70 155°C，IOmin 30h進行退火；(3)將上述基膜控制拉伸比為3倍條件不變，控制55 75°C條件下冷拉伸，使串晶結(jié)構(gòu)逐漸破裂，形成微小銀紋缺陷為止；然后在拉伸比為4倍，125 130°C條件下進一步拉伸形成微孔結(jié)構(gòu)，保證微孔在20 25nm停止；(4)上述微孔薄膜進行再拉伸，拉伸比為1，控制溫度在110 130°C定型2 4h，形成聚烯烴微孔膜產(chǎn)品。實施例3采用IOOKg聚丙烯作為原料。(I)取納米氧化鋁2Kg，取20g四異丙基二鈦酸酯加入上述納米氧化鋁中，攪拌混合，放入加熱釜，控制溫度在120 145°C之間，硫化20min，再在控制溫度為150°C條件下二次硫化3h ；
(2)取上述預處理后的納米氧化鋁I. 8Kg均勻混入完全IOOKg聚丙烯中，對上述混合原料進行熔融，熔融溫度為190 270°C，采用雙向拉伸法制成基膜，制成的基膜經(jīng)控制溫度在70 155°C，IOmin 30h進行退火；(3)將上述基膜控制拉伸比為5倍條件不變，控制80 100°C條件下冷拉伸，使串晶結(jié)構(gòu)逐漸破裂，形成微小銀紋缺陷為止；然后在拉伸比為3倍，140 155°C條件下進一步拉伸形成微孔結(jié)構(gòu)，保證微孔在25 30nm停止；(4)上述微孔薄膜進行再拉伸，拉伸比為I. 5，控制溫度在120 165°C定型6 8h，形成聚烯烴微孔膜產(chǎn)品。本發(fā)明生產(chǎn)的微孔隔膜制品的微孔在10 30nm之間，當添加少量納米氧化鋁制成的聚丙烯隔膜，可以在較低溫度下制成微孔直徑較小的隔膜制品；當添加納米氧化鋁量較大時，聚丙烯隔膜可以提高制成溫度，隔膜制品的微孔也可以達到30nm，其力學 強度更高。本發(fā)明與單向拉伸相比隔膜的厚度均勻性、隔膜的機械強度都較好，可以減小弓形效應，對電池制造十分有利。
權利要求
1.一種雙向同步拉伸均勻可調(diào)微孔結(jié)構(gòu)耐高溫隔膜的制備方法，其特征在于是通過以下的步驟實現(xiàn)的 (1)將納米氧化鋁在四異丙基二鈦酸酯中進行表面預處理，具體為將所述納米氧化鋁質(zhì)量的I 4%的四異丙基二鈦酸酯和聚丙烯與納米氧化鋁進行混合，在120 145°C條件下硫化20min,再在150°C條件下二次硫化3h ； (2)將預處理后的納米氧化鋁均勻混入聚丙烯中，加入量為聚丙烯質(zhì)量的0.5% 2.5%,對原料進行熔融，采用雙向拉伸法制成基膜，制成的基膜經(jīng)70 155°C，IOmin 30h退火； (3)將基膜在5 155°C、拉伸速度為0.I 30m/min，拉伸比為I 5倍的條件下進行拉伸形成微孔結(jié)構(gòu)； (4)微孔薄膜進行再拉伸，拉伸比為0.5 1.5，100 165°C定型，形成聚丙烯微孔膜產(chǎn)品。
2.如權利要求I所述的雙向同步拉伸均勻可調(diào)微孔結(jié)構(gòu)耐高溫隔膜的制備方法，其特征在于所述步驟(2)中熔融溫度190 270°C。
3.如權利要求I所述的雙向同步拉伸均勻可調(diào)微孔結(jié)構(gòu)耐高溫隔膜的制備方法，其特征在于所述步驟(3)中拉伸具體為首先在10 100°C，拉伸比為I 5倍的條件下進行冷拉伸，使串晶結(jié)構(gòu)破裂，形成微小銀紋缺陷為止；然后在90 155°C，拉伸比為I 4倍的條件下進一步拉伸形成微孔結(jié)構(gòu)。
4.如權利要求I所述的雙向同步拉伸均勻可調(diào)微孔結(jié)構(gòu)耐高溫隔膜的制備方法，其特征在于所述步驟(3)中的微孔結(jié)構(gòu)的微孔為IOnm 30nm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙向同步拉伸均勻可調(diào)微孔結(jié)構(gòu)耐高溫隔膜的制備方法，是通過以下的步驟實現(xiàn)的(1)將納米氧化鋁在四異丙基二鈦酸酯中進行表面預處理；(2)將預處理后的納米氧化鋁均勻混入聚合物中，加入量為聚合物質(zhì)量的0.5％～2.5％，對原料進行熔融，采用雙向拉伸法制成基膜；(3)將基膜在5～155℃、拉伸速度為0.1～30m/min，拉伸比為1～5倍的條件下進行拉伸形成微孔結(jié)構(gòu)；(4)微孔薄膜進行再拉伸，拉伸比為0.5～1.5，100～165℃定型，形成聚烯烴微孔膜產(chǎn)品。本發(fā)明聚烯烴微孔隔膜產(chǎn)品與現(xiàn)有產(chǎn)品相比，提高隔膜的厚度均勻性、隔膜的機械強度，減小弓形效應。
文檔編號H01M2/18GK102683631SQ20121013095
公開日2012年9月19日 申請日期2012年4月27日 優(yōu)先權日2012年4月27日
發(fā)明者范建國 申請人:南通天豐電子新材料有限公司