一种改进聚乙烯锂电池隔膜表面活性的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及锂电池隔膜的生产工艺，具体是一种改进聚乙烯锂电池隔膜表面活性的方法。
【背景技术】
[0002]由于常规的聚乙烯材料表面缺乏可产生范德华力结合的活性基团，使其与其他材料的反应活性较低，导致结合不牢。为了改善聚乙烯锂电池隔膜(基体材料)与涂层(涂覆材料)之间的粘结强度，目前采取的措施一般是在涂覆材料中掺入少量的有机胶黏剂。然而加入的有机胶黏剂会产生两个问题:一是会堵塞基体材料的部分孔洞，二是在涂覆后期干燥后，有机胶黏剂与基体之间的结合只是物理结合，结合力并不强，导致涂层易发生脱落。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种改进聚乙烯锂电池隔膜表面活性的方法，通过掺杂部分带活性基团如羟基等基团的改性聚烯烃材料，改善了涂层与基体材料之间的结合力。
[0004]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
一种改进聚乙烯锂电池隔膜表面活性的方法，包括以下步骤:
(1)将改性聚烯烃材料溶解在白油中，得到含改性聚烯烃材料的白油混合物；
(2)将聚乙烯粉末与含改性聚烯烃的白油混合物一起喂入双螺杆挤出机，经计量、过滤、挤出模头和冷却装置得到含油铸片；
(3)含油铸片经双向拉伸得到含油隔膜；
(4)含油隔膜进入萃取槽中，利用萃取剂将含油隔膜中的白油萃取出来；
(5)采用热风或者热辊对萃取后的隔膜进行干燥，得到干燥隔膜；
(6)干燥后的隔膜经横拉扩幅与热定型处理后，卷绕得到成品隔膜。
[0005]作为本发明进一步的方案:所述改性聚烯烃材料为经过酸改性的聚乙烯材料或者经过酸改性的聚丙烯材料；参照标准ASTM D1238，所述改性聚烯烃材料的熔融指数为2.0-6.0g/10min。
[0006]作为本发明进一步的方案:所述步骤(I)中，温度为120_170°C。
[0007]作为本发明进一步的方案:所述聚乙烯粉末包括分子量为100-150万的超高分子量聚乙烯和分子量低于100万的高密度聚乙烯。
[0008]作为本发明进一步的方案:所述改性聚烯烃材料与聚乙烯粉末的重量比为1:3-9，所述改性聚烯烃材料和聚乙烯粉末的重量之和与白油的重量比为1:2-5.5。
[0009]作为本发明进一步的方案:所述步骤(2)中，冷却装置为可准确控温的激冷辊，温度为 15-45°C。
[0010]作为本发明进一步的方案:所述步骤(3)中，双向拉伸为双向同步拉伸，纵向拉伸比为4-6，横向拉伸比为4-7。
[0011]作为本发明进一步的方案:所述步骤(4)中，萃取剂为二氯甲烷，萃取槽中安装有超声波发生装置。
[0012]作为本发明进一步的方案:所述步骤(5)中，温度为20_40°C。
[0013]作为本发明进一步的方案:所述步骤(6)中，横拉扩幅与热定型工艺采用热风循环加热，温度为90-130°C。
[0014]与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明采用湿法工艺制备表面携带可以产生化学锚接作用的基体材料，在制备过程中以聚乙烯粉末作为主原料树脂，改性聚烯烃材料作为副原料树脂，白油作为溶剂，二氯甲烷作为萃取剂，通过掺杂部分带活性基团如羟基等基团的改性聚烯烃材料，使得基体材料表面具有一些可与涂覆材料发生化学结合的官能团，从而改善涂层与基体材料之间的结合力。
【附图说明】
[0015]图1是一种改进聚乙烯锂电池隔膜表面活性的方法的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0016]下面将结合本发明实施例及附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0017]请参阅图1，本发明实施例中，一种改进聚乙烯锂电池隔膜表面活性的方法，包括以下步骤:
Cl)按照改性聚乙烯材料的重量占混合物一总重量的25%，白油占混合物一总重量的75%称取45kg白油和15kg改性聚乙稀材料，改性聚稀径材料的恪融指数为2.3g/10min，倒入搅拌釜中，利用双螺带搅拌器进行搅拌，待搅拌釜中温度升高到160°C全部溶解，得到均匀透明的混合物一；
(2)称取130kg白油倒入混合物一中，搅拌均匀，得到均匀透明的混合物二 ；再往混合物二中加入60kg的分子量为60万的聚乙烯，进行充分搅拌，得到混合物；将此混合物喂入直径为96_，长径比为52，温度为200°C的双螺杆挤出机得到均匀的高温熔体；高温熔体分别经500目过滤器过滤，熔体泵计量后进入挤出模头中挤出；
(3 )从模头狭缝口流出的高温熔体依次经过温度分别为20 °C、25 0C、30 V和45 V的四个激冷辊后，得到含油铸片；
(4)含油铸片进入双向同步拉伸机后，得到纵向拉伸比为5倍，横向拉伸比为5倍的含油隔膜，其中预热温度为110°C，拉伸温度为125°C，冷却定型温度为30°C ;
(5)含油隔膜进入萃取槽中，以二氯甲烷为萃取剂，萃取剂的进液量为3m3/h，萃取槽内设有超声波发生装置，超声波功率为5kW，在20°C的条件下，将其中的白油萃取干净；
(6)萃取后的隔膜进入温度为30°C的干燥箱中，将隔膜表面和内部的萃取剂挥发去除；
(7)干燥后的隔膜进入高温横拉扩幅机中，得到横向拉伸比为1.5倍的隔膜，预热温度为110°C，拉伸温度为125°C，冷却定型温度为30°C ；
(8)拉伸后的隔膜进入高温热定型装置，以去除隔膜内部的热应力，热定型温度为125°C，去除应力后的隔膜经在线收卷机卷绕得到表面含活性基团的隔膜产品。
[0018]本发明采用湿法工艺制备表面携带可以产生化学锚接作用的基体材料，在制备过程中以聚乙烯粉末作为主原料树脂，改性聚烯烃材料作为副原料树脂，白油作为溶剂，二氯甲烷作为萃取剂，通过掺杂部分带活性基团如羟基等基团的改性聚烯烃材料，使得基体材料表面具有一些可与涂覆材料发生化学结合的官能团，从而改善涂层与基体材料之间的结合力。
[0019]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
[0020]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【主权项】
1.一种改进聚乙烯锂电池隔膜表面活性的方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)将改性聚烯烃材料溶解在白油中，得到含改性聚烯烃材料的白油混合物； (2)将聚乙烯粉末与含改性聚烯烃的白油混合物一起喂入双螺杆挤出机，经计量、过滤、挤出模头和冷却装置得到含油铸片； (3)含油铸片经双向拉伸得到含油隔膜； (4)含油隔膜进入萃取槽中，利用萃取剂将含油隔膜中的白油萃取出来； (5)采用热风或者热辊对萃取后的隔膜进行干燥，得到干燥隔膜； (6)干燥后的隔膜经横拉扩幅与热定型处理后，卷绕得到成品隔膜。
2.根据权利要求1所述的改进聚乙烯锂电池隔膜表面活性的方法，其特征在于，所述改性聚烯烃材料为经过酸改性的聚乙烯材料或者经过酸改性的聚丙烯材料；所述改性聚烯烃材料的熔融指数为2.0-6.0g/10min。
3.根据权利要求1所述的改进聚乙烯锂电池隔膜表面活性的方法，其特征在于，所述步骤(I)中，改性聚烯烃材料溶解于白油的温度为120-170°C。
4.根据权利要求1所述的改进聚乙烯锂电池隔膜表面活性的方法，其特征在于，所述聚乙烯粉末包括分子量为100-150万的超高分子量聚乙烯和分子量低于100万的高密度聚乙烯。
5.根据权利要求1所述的改进聚乙烯锂电池隔膜表面活性的方法，其特征在于，所述改性聚烯烃材料与聚乙烯粉末的重量比为1:3-9，所述改性聚烯烃材料和聚乙烯粉末的重量之和与白油的重量比为1:2-5.5。
6.根据权利要求1所述的改进聚乙烯锂电池隔膜表面活性的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，冷却装置为可准确控温的激冷辊，温度为15-45°C。
7.根据权利要求1所述的改进聚乙烯锂电池隔膜表面活性的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，双向拉伸为双向同步拉伸，纵向拉伸比为4-6，横向拉伸比为4-7。
8.根据权利要求1所述的改进聚乙烯锂电池隔膜表面活性的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，萃取剂为二氯甲烷，萃取槽中安装有超声波发生装置。
9.根据权利要求1所述的改进聚乙烯锂电池隔膜表面活性的方法，其特征在于，所述步骤(5 )中，温度为20-40 0C。
10.根据权利要求1所述的改进聚乙烯锂电池隔膜表面活性的方法，其特征在于，所述步骤(6)中，横拉扩幅与热定型工艺采用热风循环加热，温度为90-130°C。
【专利摘要】本发明公开了一种改进聚乙烯锂电池隔膜表面活性的方法，包括：将改性聚烯烃材料溶解在白油中，得到含改性聚烯烃材料的白油混合物；将聚乙烯粉末与含改性聚烯烃的白油混合物一起喂入双螺杆挤出机，经计量、过滤、挤出模头和冷却装置得到含油铸片；含油铸片经双向拉伸得到含油隔膜；含油隔膜进入萃取槽中，利用萃取剂将含油隔膜中的白油萃取出来；采用热风或者热辊对萃取后的隔膜进行干燥，得到干燥隔膜；经横拉扩幅与热定型处理后，卷绕得到成品隔膜。本发明通过掺杂部分带活性基团如羟基等基团的改性聚烯烃材料，使得基体材料表面具有一些可与涂覆材料发生化学结合的官能团，从而改善涂层与基体材料之间的结合力。
【IPC分类】H01M2-14
【公开号】CN104821382
【申请号】CN201510171690
【发明人】任富忠, 余江红
【申请人】铜仁学院
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年4月13日