功能化微孔膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了功能化微孔膜及其制备方法。该微孔膜含有一层以聚烯烃为主要成分的多孔膜；该微孔膜也可含有层叠在多孔膜的一面或两面上的，含有无机颗粒或仅有有机物的涂层；该微孔膜具备优异的耐氧化性，氧气氛围条件下，氧化诱导期不低于20分钟。本发明专利技术通过该方法有效提升耐氧化效果，可有效保护微孔膜在氧化环境中的使用寿命；通过功能化特性的组合，可满足多种使用环境。足多种使用环境。足多种使用环境。

【技术实现步骤摘要】
功能化微孔膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及功能微多孔膜及其制备方法。该微孔膜可以用于锂电池中，也可应用于分离膜、服装等领域。

技术介绍

[0002]随着高能量密度，高电压技术在锂离子电池领域的应用，隔膜的耐氧化性能需要大幅提升，但目前的普通隔膜，无法满足新型电池耐氧化的需求。此外，不同应用领域需要隔膜具备不同的功能性，扩展隔膜用途需要赋予隔膜新的功能。
[0003]现有湿法多孔膜生产过程中，均需要用萃取剂将白油等小分子物质萃取出多孔膜，因此生产时，原材料中混合添加的功能性助剂会因萃取而极少量残留于多孔膜中，造成多孔膜部分有益功能的缺失；本专利技术有效解决了功能性助剂缺失导致的多孔膜性能不足，并最终导致多孔膜性能缺失的问题。尤其是耐氧化性，不经过功能化处理的多孔膜，在190℃，氧气氛围条件下，氧化诱导期小于5min。

技术实现思路

[0004]本专利技术是针对上述存在的技术问题提供了功能化微孔膜及其制备方法。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种功能化微孔膜，该微孔膜含有一层多孔膜，以及层叠在多孔膜的一面或两面上的设有无机颗粒或有机物的涂层；该微孔膜具备优异的耐氧化性，在190℃，氧气氛围条件下，氧化诱导期不低于20分钟。
[0007]本专利技术技术方案中：多孔膜中聚烯烃的质量含量为：95％～100％。
[0008]本专利技术技术方案中：功能化微孔膜的加工方法如下：
[0009](1)混炼工序：将5～50份聚烯烃、0.01～0.5份抗氧剂、0.0～15份的氟树脂和50～95份白油物料混合，在聚烯烃物料熔点以上进行熔融混炼；
[0010](2)片材成型工序：将上述混炼物挤出冷却得到片材；
[0011](3)拉伸工序：将上述片材拉伸为膜；
[0012](4)萃取工序：使用萃取剂除去上述膜中的白油，得到初级微孔膜；
[0013](5)功能化工序：将步骤(4)中得到的初级微孔膜，浸入功能溶液中，使微孔膜吸附该溶液，然后烘干，得到处理后的微孔膜；
[0014]其中：所述的功能溶液的组分为抗氧化剂、溶剂以及助剂，抗氧化剂、溶剂以及助剂的质量份数依次为：0.005
‑
10份，85
‑
99.995份，0.0
‑
5份；功能化溶液的质量与初级微孔膜的质量比≥1，优选＞50；
[0015](6)热处理工序，将上述微孔膜在110—135℃条件下进行热处理得到定型后的多孔膜；
[0016](7)涂布工序，选择性的，可以将上述处理好的多孔膜表面涂覆无机或有机物涂层，得到涂覆膜。
[0017]上述方法：步骤(1)中聚烯烃、抗氧剂、氟树脂和白油的重量份数依次为20～30份、0.1～1份、1～5份和70～80份。
[0018]进一步的：聚烯烃为高密度聚乙烯，抗氧化剂为受阻酚类主抗氧剂1010和辅助抗氧剂168，氟树脂为偏氟乙烯。
[0019]本专利技术技术方案中：步骤(5)中所述的助剂为抗静电剂、无机颗粒、石蜡颗粒中的至少一种。进一步的：所述的抗静电剂为：十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐。
[0020]本专利技术技术方案中：步骤(5)中所述的溶剂为：二氯甲烷、三氯甲烷、1，1，1
‑
三氯乙烷等氯系烃、氢氟醚、氢氟烃等非氯系卤化溶剂、戊烷、己烷、庚烷等烷烃、甲醇、乙醇、异丙醇、三丙二醇等醇类、丙酮、甲乙酮、N
‑
甲基吡咯烷酮等酮类、乙醚、四氢呋喃1,4
‑
二氧六环等醚类、N，N
‑
二甲基甲酰胺、N，N
‑
二甲基乙酰胺等酰胺类、甲苯、二甲苯等芳香烃类及其衍生物中的至少一种。
[0021]本专利技术技术方案中：步骤(5)中所述的抗氧剂为：2,6
‑
二叔丁基对甲酚、四[β
‑
(3，5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、1,3,5
‑
三甲基
‑
2,4,6
‑
三(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苄基)苯、1,3,5
‑
三(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苄基)异氰尿酸、(
±
)
‑
(2RS,4
’
RS,8
’
RS)
‑
2,5,7,8
‑
四甲基
‑2‑
(4
’
,8
’
,12
’‑
三甲基十三烷基)
‑6‑
苯并二氢吡喃醇醋酸酯、三[2.4
‑
二叔丁基苯基]亚磷酸酯、硫代二丙酸双十二烷酯等抗氧剂中的一种或多种的组合。
[0022]在一些优选的技术方案中：步骤(5)中所述的抗氧剂为BASF Irganox 3114。
[0023]本专利技术技术方案中：所述的无机颗粒为：中值粒径≤100nm的颗粒物质，纳米颗粒为相变胶囊、氧化铝陶瓷颗粒或氧化钛颗粒。
[0024]本专利技术技术方案中：在初级微孔膜前或后可以增加拉伸，具体的条件为在室温下牵引该多孔膜，并适沿着隔膜的横向方向适量拉伸，使其横向幅宽变宽，幅宽增加比例为15％。
[0025]本专利技术所述的功能化工序中：当所述的助剂中含有无机颗粒，所述的过程如下：
[0026]将无机颗粒悬浮在溶剂中，所配制溶液的质量为预处理隔膜质量的70～85倍，进行第一次浸入；然后将上述初级多孔膜在室温下牵引多孔膜，浸入该悬浮液中，经过30s的处理，然后在100N每米的张力下，牵引出，并使用25℃的纯水洗涤，经该微孔膜在90℃下干燥。之后将将含抗氧剂以及除无机颗粒的其他助剂与溶剂混合中，配置成为溶液，所配制溶液的质量为预处理隔膜质量的90～120倍，所处理隔膜的质量以隔膜每小时的生产量计算，并经过50nm滤网进行过滤，然后加入0.01％质量分数的乙醇，然后将该溶液导入半密闭空间，同时溶液上方加注纯水溶液防止其因挥发导致溶液浓度波动。溶解了抗氧剂的溶液不断自循环，通过检测装置时时检测溶液的浓度，反馈给控制系统，保证浓度的稳定。
[0027]本专利技术的有益效果：
[0028]本专利技术是针对上述存在的技术问题提供了功能化微孔膜及其制备方法，该方法通过在多孔膜涂覆之前，尤其是多孔膜热定型前，通过含有特定浓度的助剂溶液或填料悬浮液处理多孔膜，从而得到具备特定功能的微孔膜产品。通过本专利技术可将助剂有效添加入隔膜，且助剂分布均匀,不影响隔膜透气，无析出等问题，最终有效提升了隔膜的功能性。
附图说明
[0029]图1：是微孔膜的耐氧化测试示意图(实施例1所得的多孔膜，其氧化诱导期(O.I.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功能化微孔膜，其特征在于：该微孔膜含有一层多孔膜，以及层叠在多孔膜的一面或两面上的设有无机颗粒或有机物的涂层；该微孔膜具备优异的耐氧化性，在190℃，氧气氛围条件下，氧化诱导期不低于20分钟。2.如权利要求1所述的功能化微孔膜，其特征在于：多孔膜中聚烯烃的质量含量为：95％～100％。3.如权利要求1所述的功能化微孔膜，其特征在于：功能化微孔膜的加工方法如下：(1)混炼工序：将5～50份聚烯烃、0.01～0.5份抗氧剂、0.0～15份的氟树脂和50～95份白油物料混合，在聚烯烃物料熔点以上进行熔融混炼；(2)片材成型工序：将上述混炼物挤出冷却得到片材；(3)拉伸工序：将上述片材拉伸为膜；(4)萃取工序：使用萃取剂除去上述膜中的白油，得到初级微孔膜；(5)功能化工序：将步骤(4)中得到的初级微孔膜，浸入功能溶液中，使微孔膜吸附该溶液，然后烘干，得到处理后的微孔膜；其中：所述的功能溶液的组分为抗氧化剂、溶剂以及助剂，抗氧化剂、溶剂以及助剂的质量份数依次为：0.005
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10份，85
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99.995份，0.0
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5份；功能化溶液的质量与初级微孔膜的质量比≥1，优选＞50；(6)热处理工序，将上述微孔膜在110—135℃条件下进行热处理得到定型后的多孔膜；(7)涂布工序，选择性的，可以将上述处理好的多孔膜表面涂覆无机或有机物涂层，得到涂覆膜。4.如权利要求3所述的功能化微孔膜，其特征在于：步骤(1)中聚烯烃、抗氧剂、氟树脂和白油的重量份数依次为20～30份、0.1～1份、1～5份和70～80份。5.如权利要求3所述的功能化微孔膜，其特征在于：步骤(5)中所述的助剂为抗静电剂、无机颗粒、石蜡颗粒中的至少一种。6.如权利要求3所述的功能化微孔膜，其特征在于：步骤(5)中所述的溶剂为：二氯甲烷、三氯甲烷、1，1，1
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三氯乙烷等氯系烃、氢氟醚、氢氟烃等非氯系卤化溶剂、戊烷、己烷、庚烷等烷烃、甲醇、乙醇、异丙醇、三丙二醇等醇类、丙酮、甲乙酮、N
‑
甲基吡咯烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛山，刘杲珺，徐萌，董秋春，刘志刚，史新明，甘珊珊，马源，张绪杰，
申请(专利权)人：中材锂膜有限公司，
类型：发明
国别省市：