[发明专利]一种高孔隙率、大比表面积聚烯烃多孔膜的制备方法

说明书

本发明提供了一种高孔隙率、大比表面积聚烯烃多孔膜的制备方法，包括：制备聚烯烃流延膜；将所述聚烯烃进行一次双向拉伸、退火、萃取，得到一次双向拉伸后的聚烯烃多孔膜；将一次双向拉伸后的聚烯烃多孔膜二次双向拉伸、退火，得到高孔隙率、大比表面积聚烯烃多孔膜。本发明基于热致相分离的Bellcore技术，利用二次双向拉伸工艺制备出高孔隙率，大比表面积聚烯烃多孔膜。制备的聚烯烃多孔膜不仅具有类似于熔融或静电纺丝无纺布的高孔隙率和纤维网络结构，而且具有纳米级纤维和较高的比表面积。该聚烯烃多孔膜可作为关键防护层用于防护服，亦或用作油水分离膜，也可作为多孔膜基体，还可在其上接枝其他官能团用于重金属吸附或海水提铀。

技术领域

本发明涉及薄膜材料技术领域，尤其是涉及一种高孔隙率、大比表面积聚烯烃多孔膜的制备方法。

背景技术

多孔膜由于其具有较大的吸附容量、比表面积大、透过性高等优异性能，被广泛用于分离、吸附、催化、生物医学等方面。尤其随着石油化工的发展，聚合物多孔膜越来越多的被应用于工业中的各个方面。

例如聚乙烯，目前采用聚乙烯制备多孔膜的技术主要是热致相分离的Bellcore技术，也称之为湿法造孔工艺，其主要工艺过程为：用双螺杆挤出机将高沸点、低挥发性溶剂(即成孔剂)与聚乙烯原料的混合物熔融塑化后从口模挤出，挤出的熔体在激冷辊上迅速冷却制得铸片，冷却过程中聚乙烯和溶剂会发生相分离；然后对铸片进行双向拉伸；再用易挥发的溶剂将油膜中的溶剂萃取后对薄膜进行烘干处理，从而制备出聚乙烯多孔膜。通过这种方法制备出来的聚乙烯多孔膜作为电池隔膜被用于锂电池中。目前由于其孔隙率不高，比表面积不大，影响了聚乙烯多孔膜在其他领域的应用。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种工艺简单的高孔隙率，大比表面积聚烯烃多孔膜的制备方法。

本发明提供了一种高孔隙率、大比表面积聚烯烃多孔膜的制备方法，包括：

A)制备聚烯烃流延膜；

B)将所述聚烯烃进行一次双向拉伸、退火、萃取，得到双向拉伸后的聚烯烃多孔膜；

C)将一次双向拉伸后的聚烯烃多孔膜二次双向拉伸、退火，得到高孔隙率、大比表面积聚烯烃多孔膜。

优选的，所述制备聚烯烃流延膜的方法具体为：

将超高分子量聚乙烯与溶剂混合，预热、经挤出机挤出、流延、冷却得到聚烯烃流延膜。

优选的，所述超高分子量聚乙烯与溶剂的重量比为1：(1.5～3)；所述溶剂包括白油；所述超高分子量聚乙烯的分子量为40～100w。

优选的，步骤B)所述拉伸方式为同步或异步；所述拉伸为受限拉伸；步骤C)所述拉伸方式为同步或异步；所述拉伸为受限拉伸。

优选的，步骤B)所述纵向拉伸比为2～8，横向拉伸比为2～8，拉伸速率为1～5mm/s。

优选的，步骤B)所述萃取溶剂为正己烷或二氯甲烷；所述萃取时间为20～30min；所述萃取次数为2～3次。

优选的，步骤C)所述纵向拉伸比为1～3，横向拉伸比为1～3，拉伸速率为2～10mm/s。

优选的，步骤B)所述拉伸温度为100～120℃；所述退火温度为100～120℃；所述退火时间为3～5min。

优选的，步骤C)所述拉伸温度为110～130℃；所述退火温度为110～130℃；所述退火时间为3～5min。

优选的，步骤C)得到的所述高孔隙率、大比表面积聚烯烃多孔膜：厚度为1～10μm；孔隙率为60～80％；比表面积为60～100m²/g。