一种聚丙烯锂电池隔膜专用料及其制备方法与流程

1.本发明属于聚丙烯生产技术领域，具体涉及一种聚丙烯锂电池隔膜专用料及其制备方法。


背景技术：

2.绿色、可持续发展战略，是当今世界经济社会发展的原则。锂电池在多年的商业化进程中，一直以强劲的续航能力、清洁能源的载体、高功率的承受率而受到电动车行业、电子行业的重视。锂电池具有比能量高、循环寿命长、无记忆效应的特性，又具有安全、可靠且能快速充放电等优点，因而成为近年来新型电源技术研究的热点。隔膜是锂电池的重要组成部分，其性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环性能等特性。锂电池隔膜的材料主要有聚丙烯、聚乙烯单层微孔膜，以及它们的多层复合微孔膜。
3.锂电池隔膜专用料的研究开发，一方面可以解决干法锂电池隔膜材料技术落后的问题，另一方面可以提升产品附加值，提升装置的经济效益和市场竞争力。但是现有聚丙烯锂电池隔膜材料在灰分和等规指数等性能指标上还未能满足使用要求。
4.外给电子体的存在，在提高等规指数和改善氢调敏感性起着十分重要的作用，同时，对催化剂活性，聚丙烯表观密度也具有一定程度的影响。目前工业上常用的外给电子体有甲基环己基二甲氧基硅烷(chmms)、二环戊基二甲氧基硅烷(dcpms)、二苯基二甲氧基硅烷(dpdms)、二异丙基二甲氧基硅烷(dibdms)等。对于催化剂定向性影响程度：dcpms＞dpdms＞chmms＞dibdms。氢调敏感性方面影响顺序：dibdms＞chmms＞dpdms＞dcpms。复配外给电子体的使用，有望激发催化剂活性，提高聚丙烯产品等规指数、降低灰分。


技术实现要素：

5.(一)要解决的技术问题
6.本发明提出一种聚丙烯锂电池隔膜专用料及其制备方法，以解决如何提高等规指数，降低灰分，改善加工稳定性，提升拉伸性能的技术问题。
7.(二)技术方案
8.为了解决上述技术问题，本发明提出一种聚丙烯锂电池隔膜专用料制备方法，该制备方法使用液相本体气相聚合工艺，采用四釜反应控制过程，包括如下步骤：
9.s1.将主催化剂、辅助催化剂、外给电子体、丙烯注入预聚合反应釜，得到预聚合催化剂；
10.s2.将预聚合催化剂依次通入第一反应釜、第二反应釜，并分别向第一反应釜、第二反应釜中通入丙烯液体，进行液相聚合反应；
11.s3.将液相聚合反应后的体系依次通入第三反应釜、第四反应釜，并分别向第三反应釜、第四反应釜中通入丙烯气体，进行气体流化床反应，形成聚丙烯树脂粉料；
12.s4.将聚丙烯树脂粉料经旋蒸器干燥后，进入造粒系统造粒，得到聚丙烯锂电池隔膜专用料颗粒。
13.进一步地，第一反应釜中熔体流动速率为14.00-20.00g/10min，第一反应釜温度为72-76℃。
14.进一步地，第二反应釜中熔体流动速率为8.00-14.00g/10min，第二反应釜温度为70-74℃。
15.进一步地，第三反应釜中熔体流动速率为5.00-8.00g/10min，第三反应釜温度为83-86℃。
16.进一步地，第四反应釜中熔体流动速率为2.00-3.00g/10min，第四反应釜温度为85-88℃。
17.进一步地，外给电子体为甲基环己基二甲氧基硅烷、二环戊基二甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二异丙基二甲氧基硅烷中的一种或多种复合。
18.进一步地，外给电子体采用两种复合时，按照质量比1:1混合使用。
19.此外，本发明还提出一种聚丙烯锂电池隔膜专用料，该隔膜专用料采用上述方法制备得到。
20.(三)有益效果
21.本发明提出一种聚丙烯锂电池隔膜专用料及其制备方法，该方法利用液相本体气相聚合工艺，制备出的聚丙烯锂电池隔膜专用料具有高等规指数、低灰分，等规指数可达99.3％，灰分可降低至0.006％，且将其制备前驱体膜生产工艺稳定、安全性高、可控性强，可以降低催化剂成本，前驱体膜拉伸性能良好。制备出的产品性能指标可以同时满足熔体流动速率(2.16kg)2.00
±
0.10g/10min，等规指数≥98.0％，灰分≥0.0100％，结晶度≥48.5％。
附图说明
22.图1为本发明实施例的聚丙烯锂电池隔膜专用料制备方法流程。
具体实施方式
23.为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
24.本发明提出一种聚丙烯锂电池隔膜专用料制备方法，该制备方法使用液相本体气相聚合工艺，采用四釜反应控制过程，如图1所示，具体包括如下步骤：
25.s1.将主催化剂、辅助催化剂、外给电子体、丙烯注入预聚合反应釜，得到预聚合催化剂；
26.s2.将预聚合催化剂依次通入第一反应釜、第二反应釜，并分别向第一反应釜、第二反应釜中通入液体丙烯，进行液相聚合反应；
27.s3.将液相聚合反应后的体系依次通入第三反应釜、第四反应釜，并分别向第三反应釜、第四反应釜中通入丙烯气体，进行气体流化床反应，形成聚丙烯树脂粉料；
28.s4.将聚丙烯树脂粉料经旋蒸器干燥后，进入造粒系统造粒，得到聚丙烯锂电池隔膜专用料颗粒。
29.实施例1-5分别采用不同的外给电子体和反应釜温度，进行聚丙烯锂电池隔膜专用料制备，具体参数如下表所示。
[0030][0031]
采用如下测试标准：熔体流动速率(gb/t3682.1-2018)、等规指数(gb/t2412-2008)、灰分(gb/t9345.1-2008)，对各实施例制备出的聚丙烯锂电池隔膜专用料进行测试，如下表所示：
[0032] 实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5等规指数98.0％99.1％98.0％98.5％99.3％灰分0.0120％0.0102％0.0115％0.0098％0.0080％结晶度49.8％51.2％48.7％50.3％52.4％熔融指数(2.16kg)2.101.922.051.982.07
[0033]
通过测试可知，采用本发明的方法制备出的产品性能指标可以同时满足熔体流动速率(2.16kg)2.00
±
0.10g/10min，等规指数≥98.0％，灰分≥0.0100％，结晶度≥48.5％。
[0034]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种聚丙烯锂电池隔膜专用料制备方法，其特征在于，所述制备方法使用液相本体气相聚合工艺，采用四釜反应控制过程，包括如下步骤：s1.将主催化剂、辅助催化剂、外给电子体、丙烯注入预聚合反应釜，得到预聚合催化剂；s2.将预聚合催化剂依次通入第一反应釜、第二反应釜，并分别向第一反应釜、第二反应釜中通入丙烯液体，进行液相聚合反应；s3.将液相聚合反应后的体系依次通入第三反应釜、第四反应釜，并分别向第三反应釜、第四反应釜中通入丙烯气体，进行气体流化床反应，形成聚丙烯树脂粉料；s4.将聚丙烯树脂粉料经旋蒸器干燥后，进入造粒系统造粒，得到聚丙烯锂电池隔膜专用料颗粒。2.如权利要求1所述的隔膜专用料制备方法，其特征在于，所述第一反应釜中熔体流动速率为14.00-20.00g/10min，第一反应釜温度为72-76℃。3.如权利要求1所述的隔膜专用料制备方法，其特征在于，所述第二反应釜中熔体流动速率为8.00-14.00g/10min，第二反应釜温度为70-74℃。4.如权利要求1所述的隔膜专用料制备方法，其特征在于，所述第三反应釜中熔体流动速率为5.00-8.00g/10min，第三反应釜温度为83-86℃。5.如权利要求1所述的隔膜专用料制备方法，其特征在于，所述第四反应釜中熔体流动速率为2.00-3.00g/10min，第四反应釜温度为85-88℃。6.如权利要求1所述的隔膜专用料制备方法，其特征在于，所述外给电子体为甲基环己基二甲氧基硅烷、二环戊基二甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二异丙基二甲氧基硅烷中的一种或多种复合。7.如权利要求6所述的隔膜专用料制备方法，其特征在于，所述外给电子体采用两种复合时，按照质量比1:1混合使用。8.一种聚丙烯锂电池隔膜专用料，其特征在于，所述隔膜专用料采用上述任一项权利要求所述的方法制备得到。

技术总结
本发明提出一种聚丙烯锂电池隔膜专用料及其制备方法，该方法利用液相本体气相聚合工艺，制备出的聚丙烯锂电池隔膜专用料具有高等规指数、低灰分，等规指数可达99.3％，灰分可降低至0.006％，且将其制备前驱体膜生产工艺稳定、安全性高、可控性强，可以降低催化剂成本，前驱体膜拉伸性能良好。制备出的产品性能指标可以同时满足熔体流动速率(2.16Kg)2.00


技术研发人员：修忠海 郝春波 李秉荣 李峰荣 王玉伟 王楠 郑树松 肖大君 于洪洋 韩丽君 周琪 王帅
受保护的技术使用者：北方华锦化学工业股份有限公司
技术研发日：2022.08.23
技术公布日：2022/11/11