[发明专利]一种电池隔膜用聚丙烯树脂的工业化生产方法

说明书

本发明公开了一种电池隔膜用聚丙烯树脂的工业化生产方法。在双环管反应器中，使用HCAT催化剂生产聚丙烯粉料，将聚丙烯粉料与树脂添加剂熔融挤出造粒，所得到的聚丙烯树脂产品具有高等规度、低灰分的特点，产品主要作为电池隔膜原料并应用于锂离子电池行业。

技术领域

本发明涉及薄膜聚丙烯材料，具体涉及一种电池隔膜用聚丙烯树脂的工业化生产方法。

背景技术

锂离子电池因其能量密度高、循环寿命长、质量轻、体积小等特性，又具有安全、可靠且能迅速充放电等优点，在高能量和高功率电源领域的需求量增速明显，市场庞大。目前锂离子电池主要应用于手机、笔记本电脑、平板电脑等电子产品。随着电动汽车等新能源技术的发展，锂离子电池应用范围不断扩大，隔膜材料的需求量也进一步增加。锂离子电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。隔膜的主要作用是分隔电池的正、负极，防止两极接触发生短路，此外还具有能使电解质离子通过的功能。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全性能，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。

电池隔膜的基体材料对隔膜的力学性能和电解液浸润度有重要影响。聚烯烃树脂具有优异的力学性能、化学稳定性，并且相对廉价，故商品化的锂离子电池隔膜产品以聚烯烃微孔膜为基体材料，主要包括聚乙烯单层膜、聚丙烯单层膜、PP/PE复合多层微孔膜等。

对于电池隔膜用聚丙烯树脂而言，产品的熔融指数、等规度和灰分是重要的物性指标，决定着产品的加工性能和使用领域。一般中低档锂电池产品使用市售的普通BOPP作为隔膜基体材料，普通BOPP的灰分含量较高(一般大于200ppm)，较高的灰分容易导致隔膜出现局部力学性能薄弱点和缺陷，容易出现高温软化、击穿现象，导致电池正负极短路而爆炸。

中国石化第二代环管工艺一般采用以MgCl₂为载体的钛系催化剂，其活性偏低，生产的聚丙烯树脂产品等规度、灰分指标难以满足电池隔膜基体材料要求。一般认为达到普通催化剂活性三倍以上是超高活性，但在生产中实际活性受原料精制、三乙基铝用量、硅烷用量等多种因素的影响。中国专利CN111019026A采用间歇本体聚合法，聚合反应在釜式反应器中进行，聚丙烯树脂产品等规度在98.8％以上，熔融指数为0.3-2.1g/10min，流动性不足。

目前尚未见到利用中国石化第二代环管工艺设备开发的生产低灰分电池隔膜用聚丙烯树脂的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电池隔膜用聚丙烯树脂的工业化生产方法。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种电池隔膜用聚丙烯树脂的工业化生产方法，该聚丙烯树脂的工业化生产方法包括以下步骤：

以丙烯为主要原料，以氢气为分子量调节剂，通过催化聚合反应制备聚丙烯粉料，所述聚合反应采用的催化剂包括非邻苯钛系超高活性催化剂(作为主催化剂，其活性大于120000gPP/gCAT)。

优选的，所述聚丙烯粉料为丙烯均聚物。

优选的，所述聚丙烯树脂的工业化生产方法采用液相本体聚合工艺合成聚丙烯粉料。对于液相本体聚合工艺(液相丙烯和氢气在催化剂的作用下发生聚合反应)，进入反应器内的液相丙烯在聚合反应后变成浆料(即液相丙烯和聚丙烯的混合物)并连续出料，由于聚合反应是在反应器内停留期间进行，故反应时间就是液相反应体系在反应器内的停留时间(即液相体系自进入反应器到离开该反应器所经过的时间)。

优选的，所述聚丙烯树脂的工业化生产方法具体包括以下步骤：