[发明专利]一种将硅烷改性聚烯烃材料应用于聚烯烃树脂中的方法及制备膜材料的方法

说明书

本发明公开了一种将硅烷改性聚烯烃材料应用于聚烯烃树脂中的方法及制备膜材料的方法。本发明的方法极大的提升了材料的耐热性能以及机械性能，尤其是耐穿刺性能，可广泛应用于锂电池多孔隔膜中，也适合于铝塑包装膜中。

技术领域

本专利属于聚烯烃树脂领域，具体地，涉及一种将硅烷改性聚烯烃材料应用于聚烯烃树脂中的方法及制备膜材料的方法。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高，循环寿命长，自放电率小，无记忆效应和绿色环保等优势，广泛用于便携式电子设备，电动工具，电动车辆及储能等方面。

隔膜在锂离子电池中发挥着重要的作用，其提供了正负极间电解液锂离子传输的通路，同时保证了正负极间的电子绝缘性，对于锂离子电池的常规性能和安全性能起着至关重要的作用。

常规锂离子电池隔膜多以聚烯烃PP，PE材料为首选。随着锂离子电池产业及应用市场的发展，电池的综合性能及安全性能要求越来越高。传统隔膜机械性能较差，在拉伸过程或穿刺过程中容易断裂，从而导致安全事故；除此之外，常规隔膜所使用的基材耐热性能差也是一个安全隐患。

中国专利CN109841779A公开了一种电池隔膜用陶瓷涂层改性，通过硅烷偶联剂对涂层中的无机颗粒修饰，形成交联网络，提高隔膜与陶瓷涂层的结合力，从而提高电池的安全性能。但是未提及是否能提高隔膜的机械性能。

可见，现有技术的电池隔膜材料至少存在以下缺陷：(1)机械性能较差，在拉伸过程或穿刺过程中容易断裂，造成电池生产良品率低，使用中易发生危险事故；(2)采用耐热性能差的基材，更降低了锂离子电池的可靠性。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供一种将硅烷改性聚烯烃材料应用于聚烯烃树脂中的方法及制备膜材料的方法，并具体通过以下具体的技术方案得以实现。

本发明提供一种将硅烷改性聚烯烃材料应用于聚烯烃树脂中的方法，包括以下步骤：(1)将硅烷偶联剂与聚烯烃以化学键键合，得到硅烷改性聚烯烃；(2) 将所述硅烷改性聚烯烃作为添加剂加入聚烯烃树脂中；(3)混合得到形成分散体系的混合物。

更进一步地，所述的硅烷偶联剂包括以下结构：YnSiX(4-n)，其中：n 为0～3的整数；X为可水解基团，选自下组：氯基、甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧基、乙酰氧基；Y为有机官能团，能与树脂反应，选自下组：乙烯基、氨基、环氧基、甲基丙烯酰氧基、巯基、脲基。

更进一步地，所述聚烯烃选自具有一种或以上碳-碳不饱和键的有机单体聚合而成的聚合物。

更进一步地，所述聚烯烃树脂选自具有一种或以上碳-碳不饱和键的有机单体聚合而成的聚合物。

更进一步地，所述聚烯烃树脂还包括多羟基无机材料或者多羟基有机材料。

更进一步地，所述硅烷改性聚烯烃的添加量为总质量的1％～20％。

更进一步地，一种将权利要求1至6中任一项所述的方法制得的混合物应用于制备膜材料的方法，包括以下步骤：(1)将所述硅烷改性聚烯烃加入聚烯烃树脂中；(2)通过湿法工艺或者干法工艺制得所述膜材料；(3)制得的膜材料在湿热环境下进行交联固化。

更进一步地，所述湿法工艺包括以下步骤：(1)将液态烃或小分子物质与硅烷改性聚烯烃、聚烯烃树脂混合，加热熔融后，形成均匀混合物，所述小分子物质采用高沸点烯烃寡聚物；(2)降温进行相分离，压制得膜片；(3)将膜片加热至接近熔点温度，进行双向拉伸使分子链取向；(4)保温一定时间，用易挥发物质洗脱残留的溶剂，制得膜材料。

更进一步地，所述的干法工艺包括以下步骤：(1)将聚烯烃树脂、硅烷改性聚烯烃及助剂混合形成均匀熔体(2)挤出时在拉伸应力下形成片晶结构；(3) 热处理片晶结构获得硬弹性的聚烯烃薄膜；(4)在一定温度下拉伸形成狭缝状微孔，热定型后制得膜材料。