[发明专利]一种湿法制备聚烯烃微孔膜的方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子技术领域中的湿法制备聚烯烃微孔膜的方法。

背景技术

聚烯烃微孔膜是高分子膜且孔径在5nm～1000nm之间的多孔膜，单层聚烯烃微孔膜已广 泛应用于制备电容器隔膜、电池隔膜以及各种分离膜。在公知技术中，现有的聚烯烃微孔膜制 备方法包括熔融拉伸法(俗称干法)和热致相分离法(俗称湿法)，热致相分离法是在高温下 把聚合物溶于高沸点、低挥发性的溶剂中，形成均相溶液，然后降温冷却，冷却过程中体系发 尘分相，形成以聚合物为连续相，溶剂为分散相的两项结构，再选用适当的挥发性试剂把溶剂 清洗掉，从而获得具有一定结构形状的聚合物微孔膜，目前主要用于制备单层的聚乙烯电池隔 膜，所制备的微孔膜的力学性能差，尤其是成膜所用大量溶剂及洗涤剂严重存在残留的问题， 造成膜的透气性降低，所制成的微孔膜孔隙均一性较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备工艺简单、原料混合均匀性好、溶剂及洗涤剂残留低，所得 聚烯烃微孔膜产品强度高、透气性好、微孔膜孔隙均匀的一种新的湿法制备聚烯烃微孔膜的方 法。

解决上述问题所采用的技术方案是：

一种湿法制备聚烯烃微孔膜的方法，它以聚烯烃树脂、成核剂、溶剂为原料，采用热致相 分离方法制备微孔膜，并按如下工序进行：

A、聚烯烃溶液的配制工序

先将原料中的聚烯烃树脂和成核剂在混炼机中混炼成共混物(在原料中加入成核剂目的是 防止较大球晶的形成)，待混炼均匀后，直接加入到螺杆挤出机中，同时加入溶剂，在160～260 ℃温度条件下经螺杆挤出机将聚合物混合物溶解于溶剂中制成为聚烯烃溶液；

B、挤出及凝胶片材的形成工序

将上述A工序螺杆挤出机模头挤出的均相聚烯烃溶液，通过静电附片或是气刀附片贴附到 20～40℃的急冷辊上，冷却成凝胶片材；

C、拉伸工序

将B工序制成的凝胶片材在60～135℃下，先经预热处理后，再进行同步双向拉伸成膜， 拉伸倍率为3×3～7×7倍，牵引速率为1～15米/分钟；

D、成膜溶剂的去除工序

将C工序拉伸成的膜，在清洗剂中浸泡1～5分钟后，经超声波发生器在超声波作用下除 去成膜溶剂，所用超声波的频率范围为20～500kHz，强度为1～15W/cm²，全部清洗过程在室温、 常压下进行；

该工序采用超声波萃取技术快速、高效。超声波萃取主要是通过压电换能器产生的快速机 械振动波作用于清洗剂，具有一定的振动能的清洗剂作用于含有目标清洗物的样品基体，来减 少目标清洗物与样品基体之间的作用力从而实现固～液萃取分离的，超声波的振动均匀，样品 内各点受到的作用力一致，整个样品溶剂去除均匀性好。

E、干燥工序

将D工序去除成膜溶剂后，进入到内设有人字形槽纹橡胶辊的气流干燥设备，清除薄膜析 出的杂质及其表面沾附的清洗剂，并干燥展平薄膜，气流干燥设备吹入的空气先预热到30～80 ℃，干燥处理过程在膜纵向保持张力、横向处于松弛的状态下进行；

F、热处理定型工序

将E工序后的微孔膜在60～140℃条件下，进行热定型处理，定型时间为0.5～5.0分钟， 制得聚烯烃微孔膜产品。

上述湿法制备聚烯烃微孔膜的方法，所用聚烯烃树脂为重均分子量为2×10⁵～5×10⁵的高 密度聚乙烯树脂和重均分子量为2×10⁵～8×10⁵的聚丙烯树脂的任何一种。

上述湿法制备聚烯烃微孔膜的方法，所述聚烯烃树脂是重均分子量为2×10⁵～5×10⁵的高 密度聚乙烯树脂和重均分子量为1×10⁶～5×10⁶的超高分子量聚乙烯树脂的混合物，其中超高 分子量聚乙烯的含量按重量计占总量的10～50％，最佳是15～30％。