[发明专利]表面改性聚丙烯微孔膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种表面改性聚丙烯微孔膜的制备方法，属于太阳能电池领域。

背景技术

以聚丙烯为材料制成的微孔膜，力学性能优良、耐溶剂、化学稳定，可用作电池隔膜，双极膜基材。在水处理领域可作为超滤、微滤过程的分离膜，其应用领域还在不断扩大。然而，有两个问题制约着聚丙烯微孔膜的应用。首先是聚丙烯缺少合适的溶剂，难以采用常规非溶剂凝胶相转化法制膜。其次是应用于与水有关的过程时，由于聚丙烯膜表面能低，疏水性强，导致膜通量小，易污染。因此，制备聚丙烯亲水性微孔膜已经成为水处理应用中的发展趋势。同时，由于聚丙烯是聚烯烃类材料的典型代表之一，其亲水化方法的研究，对聚烯烃类材料微孔膜的制备和提高性能具有指导意义。

因为聚丙烯的表面能低，接触角在100°左右，不易被水润湿，所以膜通量较小，而且表面易吸附疏水或两性溶质，造成污染。经清洗仍不能恢复原有性能，使用效率降低，成本增加。因此在不改变聚丙烯本体性质的前提下，提高膜亲水性的研究有重要应用价值。添加亲水性小分子如乙醇或某些表面活性剂是一种亲水化方法，但这样获得的亲水性较短暂， 随着使用时间的延长，小分子将很快解吸，亲水性消失。持久亲水处理方法，如引发剂引发接枝、臭氧处理、辐射（紫外光、电子束、离子束、C射线）处理、低温等离子体处理等可提高聚丙烯表面亲水性。引入表面的基团种类和表面的接枝度是决定亲水化效果的重要参数。

因为聚丙烯的表面能低，接触角在100°左右，故聚丙烯微孔膜不易被水润湿，所以膜通量较小，而且表面易吸附疏水或两性溶质，造成污染。经清洗仍不能恢复原有性能，使用效率降低，成本增加。

聚丙烯微孔膜通常具有力学性能优良、耐溶剂、化学稳定，在电池隔膜，双极膜基材等领域，以及水处理领域等已有了一定的应用。但是，由于其表面能低，疏水性强，导致膜通量小，易污染。故而使其在与水有关的过程中应用受到限制。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种表面改性聚丙烯微孔膜的制备方法，改善了微孔膜表面的亲水性能。

按照本发明提供的技术方案，所述表面改性聚丙烯微孔膜的制备方法，其组份比例按重量份数计，包括以下工艺步骤：

（1）将25~35份低密度聚乙烯（LDPE）、20~35份高密度聚乙烯（HDPE）、13~20份线型低密度聚乙烯（LLDPE）、3~5份碳酸钙、1.5~3份菠斯特ZD-2、1~2份菠斯特ZD-1混合，在高速混合搅拌机中搅拌均匀，搅拌速度为70~80转/分钟，搅拌时间为18~25分钟；

（2）将步骤（1）得到的混合物料在110~120℃下预干燥5~10min，加入2.5~4份铝酸酯偶联剂继续搅拌10~13min，搅拌速度为60~90转/分钟；再加入1~2份活化硫酸钡，搅拌10~13min，搅拌速度为50~80转/分钟；然后加入1.5~2.5份无机矿粉、3~5份聚丙乙烯、6~9份线型低密度聚乙烯（LLDPE7144）、0.5~0.9份菠斯特ZD-4和0.7~1.5份复合抗氧剂，将混合物料在室温下自然冷却；

（3）将步骤（2）得到的混合物料在七层共挤膜机中挤出吹膜得到膜体，七层共挤膜机的七区温度分别为：一区温度165~170℃、二区温度175~180℃、三区温度185~190℃、四区温度195~200℃、五区温度205~210℃、六区温度210~213℃、七区温度215~218℃；

（4）将膜体分切成所需尺寸，即得到所述的表面改性聚丙烯微孔膜。

所述无机矿粉为二氧化硅粉或铁矿粉。

本发明通过较简单的反应体系，在聚丙烯微孔膜表面引入较为新颖的交联结果，改善其表面亲水性能的同时，维持其透过性能、机械性能以及耐热性能，使所制备的聚丙烯微孔膜性能卓越，对聚烯烃类材料微孔膜的制备和提高性能具有指导意义。本发明在不改变聚丙烯本体性质的前提下，提高膜亲水性。所用方法属于化学改性，获得的亲水性较持久，随着使用时间的延长，通过化学键连接在微孔膜表面的大分子分子也不会减少，亲水性不会消失。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。