[发明专利]聚丙烯微孔膜制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚丙烯材料的制备方法，具体涉及一种聚丙烯微孔膜制备方法，属于材料制备领域。 

背景技术

微孔膜是指具有孔径在10μm至0.01μm微孔结构的预制膜，其广泛应用于电池隔膜，污水净化，医疗等领域。聚烯烃因为良好的抗化学腐蚀性，较好的力学性能以及较广泛的制备方法，是制备微孔膜的理想材料。制备聚烯烃微孔膜主要的方法分为两大类：一种微孔膜制备方法为先将聚烯烃原料与有机溶剂混合流延制片，再通过溶剂萃取获得聚烯烃微孔膜。因为其过程溶剂参与，所以通常称为“湿法”。其特点为预制膜孔隙率较高，但其因为生产过程有溶剂参与因此有溶剂污染与回收困难等缺点，通常使用聚乙烯作为原料。另一种微孔膜制备方法为将流延制备的具有“硬弹性”的预制膜退火后，经冷拉伸和热拉伸制备聚烯烃微孔膜，其制备过程无溶剂参与，通常称为“干法”，其特点为制备的预制膜力学性能具有各向异性，预制膜沿拉伸方向拉伸性能远高于横向，并且各方向热收缩率差别很大，其原料通常为聚丙烯或聚乙烯。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚丙烯微孔膜制备方法。通过聚合物熔体挤出，熔体片受特定的牵引及冷却条件后，形成具有取向捆束状球晶(如附图1、2所示)的晶体结构的预制膜，预制膜经沸腾的纯净水退火后，在设定温度下以不拉伸速率进行拉伸，可以得到具有不同孔隙率的聚丙烯微孔膜，制备的微孔膜孔隙率可通过改变冷拉伸速率进行调节。制备的聚丙烯微孔膜沿拉伸方向和与横向拉伸性能差距较小。制备的聚丙烯微孔膜孔隙率可通过改变冷拉伸速率进行调节。 

为实现以上的目的，本发明采用如下技术方案： 

一种聚丙烯微孔膜的制备方法，包括如下步骤： 

步骤一、由单螺杆挤出机熔融塑化聚丙烯原料，由狭缝型口模挤出聚合物熔体片； 

步骤二、在口模出口处安装可调风速风槽，对聚合物熔体片进行可控冷却； 

步骤三、由控温流延辊牵引，牵引倍率5至40倍，并由收卷机收卷得到预制膜，控温流延辊温度范围90至140℃； 

步骤四、将预制膜放入沸腾的纯净水中进行退火处理5至30min； 

步骤五、将退火后预制膜在40至60℃烘箱中干燥1至2h； 

步骤六、退火后预制膜经拉伸及热固定后制得孔隙率为10%至40%的聚丙烯微孔膜，拉伸温度25至60℃，拉伸速度100至400mm/min，热固定温度90至140℃，热固定时间5至30min。 

更进一步的方案是：所述的聚丙烯原料为通用等规聚丙烯，等规指数为95%至99%，分子量熔体流动速率为0.5至10g/10min(230℃/2.16kg)，重均分子量为500至1000kg/mol，分子量分散指数为2至10。 

更进一步的方案是：步骤二中，通过调节风槽上下风扇的风速范围，通过调节风扇转数，控制口模出口处熔体片所受冷却风风速为0.1至1m/s，聚合物熔体片表面所受冷却风温度范围为20至40℃。 

更进一步的方案是：所述的预制膜具有沿挤出方向取向的取向捆束状球晶。 

本发明具有以下优点： 

(1)通过沸腾的纯净水对挤出后制备的预制膜进行退火处理温度易控制。 

(2)制备的预制膜具有特殊的取向捆束状球晶结构，制备的聚丙烯微孔膜沿拉伸方向和与横向拉伸性能差距较小。 

(3)制备的微孔膜孔隙率可通过改变冷拉伸速率进行调节。 

附图说明

图1为本发明制备的预制膜沿挤出方向（MD方向）形成的捆束状球晶示意图； 

图2为图1中圆圈部分的放大图； 

图3为本发明制备的微孔膜用扫描电子显微镜观察的孔结构示意图。 

具体实施方式

实施例一