[发明专利]一种高抗冲双向拉伸聚酰胺薄膜及其二泡生产方法与应用

说明书

本发明公开了一种高抗冲双向拉伸聚酰胺薄膜及其制备方法，所述方法包括以下步骤：a)多层共挤出膜管，膜管的结构为多层聚酰胺，或者表层含有聚酯的多层聚酰胺；b)共挤出后进行快速冷却至室温；c)双向拉伸：冷却后的膜管加温至65‑120℃后双向拉伸，拉伸比为：纵向2.5‑4.0；横向：3.0‑4.0；d)热处理：拉伸后的膜管经牵引辊压平后在保持纵向和横向张力的情况下，采用保持纵向和横向张力的情况下进行退火热处理；e)收卷：将热处理后的薄膜冷却，并进行裁剪、收卷得到成品。本发明的高抗冲双向拉伸聚酰胺薄膜耐腐蚀、冷冲压成型性能优异，适用于新能源汽车电池包装应用要求的外层材料。

技术领域

本发明属于包装薄膜技术领域，涉及一种高抗冲双向拉伸聚酰胺薄膜及其二泡生产方法与应用。

背景技术

软包锂离子电池重量较同等容量规格的钢壳锂电池轻40％，较铝壳锂电池轻20％，在同等规格尺寸的情况下，软包锂电池的容量通常比钢壳锂电池高10-15％，比铝壳锂电池高5-10％，不仅可使便携式的电子产品更加轻巧方便，而且电池容量更大，所以深受数码产品的喜爱，高容量特别适合动力汽车的应用要求。软包锂离子电池采用铝塑复合膜作为其外包装，通常3C领域的铝塑复合膜最外层采用聚酰胺薄膜，动力电池领域应用的铝塑复合膜最外层采用聚酯薄膜/聚酰胺薄膜，两层复合薄膜由于多一道复合工序，增加了剥离的风险。使用的聚酰胺薄膜采用流延法+双向拉伸的工艺，不管是同步拉伸还是异步拉伸，在纵向和横向两个方向上取向会有不同，就会使聚酰胺薄膜在纵向与横向机械强度不统一，而锂离子电池领域应用的聚酰胺薄膜需要在纵向与横向机械强度统一，防止在冷成型过程中因为纵向与横向机械强度不统一产生的剥离风险。

中国专利(公开号CN107825794A)公开了一种表层为聚酯的双向拉伸尼龙共挤膜及其制备方法，采用流延法+双向拉伸的工艺，不管是同步拉伸还是异步拉伸，在纵向和横向两个方向上取向会有不同，就会使聚酰胺薄膜在纵向与横向机械强度不统一，而锂离子电池领域应用的聚酰胺薄膜需要在纵向与横向机械强度统一，防止在冷成型过程中因为纵向与横向机械强度不统一产生的剥离风险。

发明内容

因此，针对现有技术中锂离子电池外包装材料尼龙膜作为外层基材层与金属阻隔层易发生层间剥离，易吸潮，不耐腐蚀，难以满足要求的技术问题，本发明的目的在于提供一种高抗冲双向拉伸聚酰胺薄膜及其制备方法，所述的高抗冲双向拉伸聚酰胺薄膜耐腐蚀、冷冲压成型性能和复合性能优异，适用于新能源汽车电池包装应用要求的外层材料。

本发明的高抗冲双向拉伸聚酰胺薄膜的制备方法为二泡法，包括步骤：

a)第一泡：多层共挤出膜管：将树脂原料通过多台挤出机分别熔融后，在模头内汇合，通过环状口模挤出端部封闭的3～11层，优选3～6层结构的薄壁管坯，同时通入压缩空气，使管坯吹胀成厚度100-400μm的膜管；膜管的多层结构为多层聚酰胺，或者表层含有聚酯的多层聚酰胺；

b)膜管共挤出后进行快速冷却，使膜管处于高度无定形态，以利于双向拉伸；

c)第二泡：双向拉伸：冷却后的膜管加热至玻璃化温度以上，优选65-120℃；然后进行纵向拉伸，同时利用压缩空气进行横向吹胀；控制拉伸比为：纵向2.5-4.0，横向3.0-4.0；拉伸后面积：拉伸前面积为9:1～16:1；

d)热处理：双向拉伸后的膜管经牵引辊压平后，在保持纵向和横向张力的情况下，加热至80℃-180℃进行预退火处理；然后进一步加热至90℃-230℃进行退火处理；

e)收卷：将热处理后的薄膜冷却，并进行裁剪、收卷得到成品。

本发明所述方法基于二次膜泡拉伸制备高抗冲双向拉伸聚酰胺薄膜，其中第一次膜泡拉伸在多层共挤出膜管阶段完成，挤出机共挤出的薄壁管坯，通入压缩空气时吹胀实现横向拉伸，同时在行进过程中受机器牵引力实现纵向拉伸；第二次膜泡拉伸在步骤c加热后完成。通过两次膜泡的双向拉伸，可有效提高成型薄膜的横纵向机械性能的平衡。