[发明专利]一种双向拉伸的聚苯硫醚纤维多孔膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种双向拉伸的聚苯硫醚纤维多孔膜的制备方法，属于薄膜材料技术领域。

背景技术

聚苯硫醚拥有优良的耐高温、耐腐蚀、耐辐射、阻燃等特性以及极好的尺寸稳定性以及优良的电性能等特点，除用作特种工程塑料外，还可制成各种功能性的薄膜、涂层和复合材料，在电子电器、航空航天、汽车运输等领域获得广泛应用。聚苯硫醚薄膜可用于绝缘材料、电池隔膜、绝缘纸、过滤膜等领域。

现有技术中，中国专利号CN104795525A，公开日2015年7月22日，发明名称为“一种熔喷聚苯硫醚无纺布锂电池隔膜及制备”，该发明包括熔喷聚苯硫醚无纺布电池隔膜的一系列制备工艺，制备的电池隔膜具有熔点高，破膜温度高，阻燃性好，厚度较薄，吸液性好特点，但是该发明方法制备的隔膜很难同时获得孔径小且厚度薄的特性，如果隔膜厚度太薄则孔径必然过大，容易导致锂离子电池性能下降。中国专利号CN103205123A，公开日2013年7月17日，发明名称为“一种锂离子电池用聚苯硫醚隔膜的生产方法”，该发明将聚苯硫醚溶解于高沸点溶剂中配置成均相溶液，然后流延成膜，采用低沸点溶剂将流延膜中的高沸点溶剂浸出后烘干，得到多孔膜。接着将烘干的多孔膜进行双向拉伸或者单向拉伸，热定型之后得到聚苯硫醚隔膜。该发明可以得到熔点高、破膜温度高、阻燃性好、厚度较薄的锂离子电池用隔膜，提高了锂离子电池的安全性；但是该发明使用高沸点溶剂作为致孔剂，需要使用大量浸出溶剂，工艺比较繁琐。中国专利(公开号CN101797800A、CN103937242A)以聚苯硫醚纯树脂或掺杂填料的树脂为原料，采用双向拉伸方法，制备得到综合性能优异的聚苯硫醚薄膜，但是，该发明方案不能制备具有多孔结构的聚苯硫醚薄膜。现有的不使用致孔剂的聚苯硫醚薄膜制备方法存在对薄膜孔径和厚度难以同时调控的问题。

发明内容

针对上述技术存在的问题，本发明目的是提供一种双向拉伸的聚苯硫醚纤维多孔膜的制备方法，获得熔点高、孔隙率和厚度可控、阻燃性好、表面光洁、化学和尺寸稳定性好的聚苯硫醚纤维多孔薄膜。

为达到上述目的，其技术解决方案为：

一种双向拉伸的聚苯硫醚纤维多孔膜的制备方法，包括聚苯硫醚纤维网的制备，制备方法按以下步骤进行：

a.聚苯硫醚无纺布纤维膜片制备

将制备好的聚苯硫醚纤维网采用热轧机进行第一次热轧，得到均匀致密的聚苯硫醚无纺布纤维膜片，其中所述的聚苯硫醚无纺布纤维膜片厚度为20～1000μm，其中第一次热轧温度为90～100℃，热轧压力5～70MPa，热轧时间为1～10s。

b.第一次双向拉伸

将a步骤制备的聚苯硫醚纤维无纺布膜片经温度为80～90℃的热风预热，然后将预热后的聚苯硫醚无纺布纤维膜片采用拉伸机在温度为85～95℃下进行第一次双向拉伸，拉伸方式为纵向拉伸与横向拉伸分步进行或纵向拉伸与横向拉伸同步进行，聚苯硫醚纤维无纺布膜片的纵向拉伸比为3～4倍，聚苯硫醚纤维无纺布膜片的横向拉伸比为2～3倍，制得第一次拉伸聚苯硫醚薄膜。

c.第二次热轧和第二次双向拉伸

将经b步骤制备的第一次拉伸聚苯硫醚薄膜采用热轧机在温度为90～120℃，压力5～35MPa的条件下进行第二次热轧，热轧时间为1～10s；然后将经热轧后的一次拉伸聚苯硫醚薄膜采用拉伸机在温度为85～95℃进行第二次双向拉伸，拉伸方式为纵向拉伸与横向拉伸分步拉伸或纵向拉伸与横向拉伸同步拉伸，聚苯硫醚薄膜的纵向拉伸比为2～3倍，聚苯硫醚薄膜的横向拉伸比为1～2倍；得到第二次拉伸聚苯硫醚薄膜。

d.第三次热轧

将经c步骤制备的第二次拉伸聚苯硫醚薄膜采用热轧机在温度为100～120℃，压力5～50MPa进行第三次热轧处理，热轧时间为1～5s，得到第三次热轧聚苯硫醚薄膜。

e.热定型

将经d步骤制备的第三次热轧聚苯硫醚薄膜在温度为180～220℃进行紧张热定型处理，热定型时间为1～6min，得到厚度为5～70um，孔隙率为40～70％，孔径为0.1～0.8um的聚苯硫醚纤维多孔膜。

所述的聚苯硫醚纤维网为熔喷聚苯硫醚纤维网或纺粘聚苯硫醚纤维网中的一种。

由于采用了以上技术方案，本发明具有以下优点：

1本发明对熔喷或纺粘聚苯硫醚纤维网进行多次热轧和双向拉伸，通过改变热轧温度和压力、改变拉伸比和拉伸温度来控制聚苯硫醚无纺布纤维多孔膜的厚度、孔径和纤维的细度，通过改变热定型的时间和温度来控制聚苯硫醚无纺布纤维多孔膜的尺寸稳定性。