一种含有机/无机复合交联涂层的聚丙烯微孔隔膜及其制备方法

摘要

本发明属于功能聚合物薄膜制备领域，特别涉及一种用于提高锂离子电池使用安全性的含有机/无机复合交联涂层的聚丙烯微孔膜及其制备方法。本发明以芳香族聚酯多元醇和芳香族异氰酸酯为基本组份，结合交联剂、发泡剂、催化剂和无机纳米填料，按照一定的组成配比配制成涂覆液；将涂覆液涂布于聚丙烯微孔隔膜的至少一个表面上，在特定温度条件下固化后，在聚丙烯微孔隔膜表面形成具有开孔泡沫结构的有机聚合物/无机纳米粒子复合交联涂层。本发明的聚丙烯微孔隔膜在保持较高孔隙率和透气率的同时，热收缩破膜温度得到大幅度提高，用于动力锂离子电池隔膜材料时可明显提升电池的使用安全性能。

主权项

一种含有机/无机复合交联涂层的聚丙烯微孔膜的制备方法，其特征在于：所述的含有机/无机复合交联涂层的聚丙烯微孔膜包括一个单层型的、具有30％～50％的孔隙率和0.02～0.1μm的孔径分布的聚丙烯微孔膜；在所述聚丙烯微孔膜的至少一个表面上具有有机/无机复合交联涂层；所述制备方法为，(1)配制涂覆溶液将有机溶剂、芳香族异氰酸酯、芳香族聚酯多元醇、交联剂依次计量并加入带有高速搅拌器的混合装置，在常温下高速搅拌，使各种物料均匀混合并相互溶解，形成均相溶液，然后再向所述的均相溶液中加入催化剂、表面活性剂、去离子水和纳米二氧化硅，进一步搅拌混合均匀，配制出涂覆溶液，所述的芳香族聚酯多元醇是由对苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、均苯三酸与乙二醇、丁二醇通过缩聚反应制备得到的，其分子量范围为500～2000，平均官能度为2.5～3.5，其羟值为140～200mgKOH/g，所述芳香族聚酯多元醇分子链中对苯二甲酸与邻苯二甲酸酐的摩尔比为65:35；(2)涂覆溶液在聚丙烯微孔膜表面的涂布及交联固化使用干法或者湿法制备的聚丙烯微孔膜作为涂布的基膜，所述聚丙烯微孔膜的厚度介于10～50μm之间，孔径分布为20～100nm，孔隙率为30％～50％，涂布前先对所述基膜表面进行常温低压等离子体处理；采用连续浸涂的方法将步骤(1)中配制好的涂覆溶液涂布在经过常温低压等离子体处理的聚丙烯微孔膜的至少一个表面上，将涂覆后的聚丙烯微孔膜烘干，即在聚丙烯微孔膜表面形成了具有开孔泡沫结构的有机/无机复合交联涂层。