[发明专利]超高分子量聚丙烯/环氧树脂复合膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及超高分子量聚丙烯/环氧树脂复合膜及其制备方法，特别涉及湿法制备的超高分子量聚丙烯/环氧树脂复合膜。

背景技术

微孔膜用于各种用途，包括：用于电化学装置(例如电池、燃料电池和电容器)的隔板、分离装置(例如传质装置和过滤装置)、医疗设备(例如血液氧化和透析)、压力调节器、合成纸等等。

制造微孔聚烯烃膜的工艺可大致分为干法工艺(或CELGARD工艺)和湿法工艺。

CELGARD工艺包括使半结晶聚烯烃树脂熔融，将熔融物挤压成薄膜，使薄膜退火，以及将薄膜定向(或拉伸)以形成微孔。CELGARD工艺不包括抽提步骤(即溶剂处理)，因而其本身比湿法工艺简单。

湿法工艺包括将聚烯烃树脂与液态烃或一些其它低分子量物质混合，使混合体加热并熔融，将熔融物挤压成薄片，定向(或拉伸)薄片，以及用挥发性溶剂将液体从薄片中抽提出来。湿法工艺用于制造包含超高分子量聚烯烃的微孔膜。

湿法工艺通常包括下述相分离过程中的一种：(1)液-液相分离；或(2)固-液相分离。液-液相分离，也称TIPS，是指形成富聚合物液相基体和分散的贫聚合物液相，并伴有随后的聚合物凝固。固-液相分离，也称GEL工艺，是指聚合物由熔融混合体结晶。

从KY的Daramic of Owensboro、日本的Tonen Chemical of Tokyo和日本的Asahi Chemical of Tokyo可以购得由填充或未填充颗粒的UHMWPP制备的微孔膜。这些种类的膜也公开于，例如，美国专利US6,824,865、US6,666,969、US6,566,012、US6,245,272、US6,153,133、US6,096,213、US5,993,954、US5,922,492、US5,853,633、US5,830,554、US5,786,396、US5,741,848、US5,281,491、US5,051,183、US4,873,034、US4,734,196、US4,650,730、US4,620,955、US4,600,633、US4,588,633、US4,593,256、和日本专利JP3497569(平成年JP08-064194)、JP3258737(平成年JP06-212006)中。

在一种最终用途——用于二次锂离子电池的隔膜中，存在着保持或增加其强度(即击穿强度)的同时而减小膜的厚度的持续要求。

因此，需要新的膜来满足这些和其它要求。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是公开一种超高分子量聚丙烯/环氧树脂复合膜，以及采用湿法制备超高分子量聚丙烯/环氧树脂复合膜的方法，以克服现有技术存在的上述缺陷。

本发明的技术构思：

本发明选择环氧树脂作为改善超高分子量聚丙烯膜的加工性和韧性的改性剂具有相当的优势。其原因是：

1.环氧树脂在复合溶液中适度交联，大大改善了超高分子量聚丙烯的流动稳定性，避免了因为压力过高而产生的熔体破裂。另外，由于环氧树脂的适度交联，大大改善了萃取冻胶丝的拉伸性能。

2.环氧树脂是极性的，加入后改善了溶剂的溶解性能，使得超高分子量聚丙烯在溶剂中的溶解更加完全。

3.环氧树脂交联后致使热变形温度高，可以提高膜的热关闭温度。由于是部分交联，因此对其拉伸性能的影响并不大。

本发明的技术方案：

本发明的超高分子量聚丙烯/环氧树脂复合膜为一种组合物，所述的复合膜厚度为10～60微米，包含超高分子量聚丙烯、高密度聚乙烯、环氧树脂、固化剂、抗氧化剂和助抗氧化剂组分，各组分按重量份计：

超高分子量聚丙烯粉末和高密度聚乙烯合计100份，

其中，超高分子量聚丙烯粉末与高密度聚乙烯的比例为：1～9∶9～1，

环氧树脂      0.01～20份，

固化剂        0～10份，

抗氧化剂      0.01～1份，

助抗氧化剂    0.01～1份。

作为优选的技术方案：

如上所述的超高分子量聚丙烯/环氧树脂复合膜，其中，所述的超高分子量聚丙烯的颗粒度80～120目，分子量所述的高密度聚乙烯的分子量如上所述的超高分子量聚丙烯/环氧树脂复合膜，其中，所述的环氧树脂选自脂肪族环氧树脂、

双酚A型环氧树脂、双酚S型环氧树脂及双酚F型环氧树脂中的一种或者几种；

所述的脂肪族环氧树脂的化学结构式为：

其中R为H或CH₃或n＝1～6；