CN107757032A - 一种超薄型铝塑膜用聚丙烯膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种超薄型铝塑膜用聚丙烯膜，包括聚丙烯外层、聚丙烯芯层和聚丙烯热封层，聚丙烯芯层设于聚丙烯外层和聚丙烯热封层之间，聚丙烯外层、聚丙烯芯层、聚丙烯热封层依次复合在一起。本发明还提供了超薄型铝塑膜用聚丙烯膜的制备方法。本发明通过使用不同熔点聚丙烯树脂的组合，使聚丙烯具有较好的耐温性，并且使用带有抽真空或者氮气密封的加料装置、二次过滤工艺，并加入一种或者多种其他原料的组合，使生产出的流延聚丙烯膜具有低晶点。这种流延聚丙烯膜适合超薄型铝塑膜用，在保证薄型化的同时，封装和冲深性能也能得到保证。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚丙烯膜，特别是一种适合超薄型铝塑膜用的聚丙烯膜及其 制备方法。
背景技术
聚丙烯是一种广泛用于软包锂离子电池领域的材料，主要用于锂电池的隔膜、 铝塑膜的热封层和极耳的极耳胶。在3C数码领域，尤其是手机，一直在往薄型 化的趋势发展，因此对于各种材料的薄型化都提出了要求，对于手机重要组成部 分的锂离子电池来说，除了薄型化，还要保证电池容量的不变和提升，要求更加 苛刻。对于铝塑膜而言，也就是在保证薄型化的同时，还需要封装和冲深性能不 能降低。
现有技术中，并没有这样的能够配合超薄型铝塑膜的聚丙烯膜。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种适合超薄型铝塑膜用的，在保证薄型化 的同时，封装和冲深性能也能得到保证的聚丙烯膜及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种超薄型铝塑膜用聚丙 烯膜，其特征在于：包括聚丙烯外层、聚丙烯芯层和聚丙烯热封层，聚丙烯芯层 设于聚丙烯外层和聚丙烯热封层之间，聚丙烯外层、聚丙烯芯层、聚丙烯热封层 依次复合在一起。
优选地，所述超薄型铝塑膜用聚丙烯膜不含有面积大于等于1mm2的晶点。
优选地，所述聚丙烯芯层的熔点比聚丙烯外层的熔点高，所述聚丙烯芯层的 熔点比聚丙烯热封层的熔点也高。
优选地，所述聚丙烯外层、聚丙烯芯层和聚丙烯热封层的总厚度为20～30μm。
优选地，所述聚丙烯外层的熔点为130～170℃，厚度为5～10μm。
优选地，所述聚丙烯芯层的熔点为140～180℃，厚度为10～20μm。
优选地，所述聚丙烯热封层的熔点为120～160℃，厚度为5～10μm。
优选地，所述聚丙烯外层、聚丙烯芯层和聚丙烯热封层的原料包括聚丙烯树 脂及辅助剂。
更优选地，所述辅助剂为PPA含氟聚合物加工助剂、抗氧化剂、爽滑剂、 开口剂、弹性体、紫外吸收剂、紫外稳定剂、成核剂和抗静电剂中的一种或者几 种的组合。
本发明还提供了上述的超薄型铝塑膜用聚丙烯膜的制备方法，其特征在于， 步骤为：
步骤1：将聚丙烯外层、聚丙烯芯层和聚丙烯热封层的原料聚丙烯树脂分别 通过三个挤出机的加料口加入，通过挤出机的加热挤压对聚丙烯进行熔融塑化；
步骤2：将塑化后的聚丙烯熔体通过3～6片20～400目的过滤网组成的过滤 网组进行粗滤，再通过20～100片的过滤碟片组成的碟片式精密过滤器进行精滤；
步骤3：将精滤后的聚丙烯熔体从挤出机的模头流延出，聚丙烯芯层的聚丙 烯熔体设于聚丙烯外层的聚丙烯熔体和聚丙烯热封层的聚丙烯熔体之间，经急冷 辊冷却形成流延聚丙烯膜。
优选地，所述步骤1中，使用带有抽真空或者氮气密封装置的加料装置进行 加料，以排出混在聚丙烯树脂中的空气和水蒸气。
优选地，所述步骤1中，在塑化过程中，分别在聚丙烯外层、聚丙烯芯层和 聚丙烯热封层的聚丙烯树脂中加入对应层的辅助剂；所述辅助剂为PPA含氟聚 合物加工助剂、抗氧化剂、爽滑剂、开口剂、弹性体、紫外吸收剂、紫外稳定剂、 成核剂和抗静电剂中的一种或者几种的组合。
优选地，所述步骤2中，粗滤用于去除面积1mm2以上的晶点，精滤用于去 除面积0.1mm2以上的晶点。
优选地，所述步骤2中，每生产24小时更换一次过滤网组的过滤网，每生 产8小时更换一次碟片式过滤器。
更优选地，所述步骤2中，每次更换过滤网组的过滤网时，同时也更换碟片 式过滤器。
与现有技术相比，本发明提供的超薄型铝塑膜用聚丙烯膜及其制备方法具有 如下有益效果：
本发明通过使用不同熔点聚丙烯树脂的组合，使聚丙烯具有较好的耐温性， 并且使用带有抽真空或者氮气密封的加料装置，二次过滤工艺，并加入一种或者 多种其他原料的组合，使生产出的流延聚丙烯膜具有低晶点。这种流延聚丙烯膜 适合超薄型铝塑膜用，在保证薄型化的同时，封装和冲深性能也能得到保证。
附图说明
图1为超薄型铝塑膜用聚丙烯膜结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
图1为超薄型铝塑膜用聚丙烯膜结构示意图，所述的超薄型铝塑膜用聚丙烯 膜包括聚丙烯外层1、聚丙烯芯层2和聚丙烯热封层3，所述的聚丙烯芯层2设 于聚丙烯外层1和聚丙烯热封层3之间，聚丙烯外层1、聚丙烯芯层2和聚丙烯 热封层3复合在一起。
所述的聚丙烯外层1、聚丙烯芯层2和聚丙烯热封层3的熔点分别为148℃、 164℃和142℃。所述的聚丙烯外层1、聚丙烯芯层2和聚丙烯热封层3的厚度比 为1∶2∶1，总厚度为20μm。
所述的聚丙烯外层1的厚度为5μm，其原料为：JPP的嵌段聚丙烯WMG03UX、POLYTECHS(宝利德)的PPA(含氟聚合物加工助剂)PPA-3S和POLYTECHS (宝利德)的抗氧化剂AY-3，重量比为WMG03UX∶PPA-3S∶AY-3＝97∶1∶2。
所述的聚丙烯芯层2的厚度为10μm，其原料为：三星的均聚聚丙烯HF409、POLYTECHS(宝利德)的抗氧化剂AY-3、POLYTECHS(宝利德)的复合型开 口爽滑剂SAB-7238PP，重量比为HF409∶AY-3∶SAB-7238PP＝97∶2∶1。
所述的聚丙烯热封层3的厚度为5μm，其原料为：三星的嵌段聚丙烯RF402、POLYTECHS(宝利德)的PPA(含氟聚合物加工助剂)PPA-3S、POLYTECHS (宝利德)的抗氧化剂AY-3、POLYTECHS(宝利德)的复合型开口爽滑剂 SAB-7238PP，重量比为RF402∶PPA-3S∶AY-03∶SAB-7238PP＝95∶1∶2∶2。
加工设备为日本三菱重工株式会社生产的4.3m三层共挤流延机。
超薄型铝塑膜用聚丙烯膜的制备方法为：
(1)将聚丙烯外层1、聚丙烯芯层2和聚丙烯热封层3的原料中的聚丙烯 分别通过三个挤出机的加料口加入，加料时通过氮气密封装置排出混在树脂粒子 中的空气、水蒸气等气体，这些气体会造成树脂在加工时氧化、交联而形成晶点。
(2)通过挤出机的加热挤压对聚丙烯进行熔融塑化，其中，聚丙烯外层1 的加工温度为：挤出机6段温度设定依次为180/210/260/260/260/260℃；聚丙烯 芯层2的加工温度为：挤出机8段温度设定依次为 180/210/230/260/260/260/260/260℃；聚丙烯热封层3的加工温度为：挤出机6段 温度设定依次为180/210/250/250/250/250℃。
塑化过程中，分别按各层配方加入除聚丙烯外的其它原料，其中，加入的抗 氧化剂AY-3会防止树脂在高温高压下氧化、交联产生晶点，PPA-3S可以减少树 脂和挤出机金属表面的接触时间，防止树脂塑化时在金属表面接触时间长导致局 部过热后氧化、交联产生晶点，PPA-3S还可以和复合型开口爽滑剂SAB-7238PP 一起在树脂间产生润滑作用，使树脂受热塑化更均匀，防止局部过热。
(3)塑化好的各层聚丙烯熔体先通过100/200/400/100目的四片过滤网组成 的过滤网组对加工中产生的晶点进行粗滤，去除面积1mm2以上的晶点。为保证 过滤网的有效性，每生产24小时需要更换一次过滤网。其中，聚丙烯外层1的 过滤网温度260℃，挤出机与过滤网之间的连接部的温度250℃；聚丙烯芯层2 的过滤网温度260℃，挤出机与过滤网之间的连接部温度260℃；聚丙烯热封层 3的过滤网温度250℃，挤出机与过滤网之间的连接部的温度250℃；
(4)经过粗滤的聚丙烯再经过由50片过滤精度为(孔径40μ)的过滤碟片 组成的碟片式精密过滤器进行精滤，去除面积0.1mm2以上的晶点。为保证过滤 效果，碟片式过滤器每生产8小时必须更换，如果遇到粗滤的过滤网更换时也必 须同时更换，聚丙烯外层1、聚丙烯芯层2和聚丙烯热封层3的过滤碟片的温度 分别为255℃、255℃和245℃。
(5)精滤后的聚丙烯熔体从挤出机的模头流延出，模头温度皆为235℃， 经过一根冷却温度在28±3℃的直径600mm的急冷辊冷却形成薄膜。
实施例2
图1为超薄型铝塑膜用聚丙烯膜结构示意图，所述的超薄型铝塑膜用聚丙烯 膜包括聚丙烯外层1、聚丙烯芯层2和聚丙烯热封层3，所述的聚丙烯芯层2设 于聚丙烯外层1和聚丙烯热封层3之间，聚丙烯外层1、聚丙烯芯层2和聚丙烯 热封层3复合在一起。
所述的聚丙烯外层1、聚丙烯芯层2和聚丙烯热封层3的熔点分别为148℃、 164℃和142℃。所述的聚丙烯外层1、聚丙烯芯层2和聚丙烯热封层3的厚度比 为1∶3∶1，总厚度为25μm。
所述的聚丙烯外层1的厚度为5μm，其原料为：JPP的嵌段聚丙烯WMG03UX、POLYTECHS(宝利德)的PPA(含氟聚合物加工助剂)PPA-3S和POLYTECHS (宝利德)的抗氧化剂AY-3，重量比为WMG03UX∶PPA-3S∶AY-3＝97∶1∶2。
所述的聚丙烯芯层2的厚度为15μm，其原料为：三星的均聚聚丙烯HF409、POLYTECHS(宝利德)的抗氧化剂AY-3、POLYTECHS(宝利德)的复合型开 口爽滑剂SAB-7238PP，重量比为HF409∶AY-3∶SAB-7238PP＝97∶2∶1。
所述的聚丙烯热封层3的厚度为5μm，其原料为：三星的嵌段聚丙烯RF402、POLYTECHS(宝利德)的PPA(含氟聚合物加工助剂)PPA-3S、POLYTECHS (宝利德)的抗氧化剂AY-3、POLYTECHS(宝利德)的复合型开口爽滑剂 SAB-7238PP，重量比为RF402∶PPA-3S∶AY-03∶SAB-7238PP＝95∶1∶2∶2。
加工设备为日本三菱重工株式会社生产的4.3m三层共挤流延机。
超薄型铝塑膜用聚丙烯膜的制备方法为：
(1)将聚丙烯外层1、聚丙烯芯层2和聚丙烯热封层3的原料中的聚丙烯 分别通过三个挤出机的加料口加入，加料时通过氮气密封装置排出混在树脂粒子 中的空气、水蒸气等气体，这些气体会造成树脂在加工时氧化、交联而形成晶点。
(2)通过挤出机的加热挤压对聚丙烯进行熔融塑化，其中，聚丙烯外层1 的加工温度为：挤出机6段温度设定依次为180/210/260/260/260/260℃；聚丙烯 芯层2的加工温度为：挤出机8段温度设定依次为 180/210/230/260/260/260/260/260℃；聚丙烯热封层3的加工温度为：挤出机6段 温度设定依次为180/210/250/250/250/250℃。
塑化过程中，分别按各层配方加入除聚丙烯外的其它原料，其中，加入的抗 氧化剂AY-3会防止树脂在高温高压下氧化、交联产生晶点，PPA-3S可以减少树 脂和挤出机金属表面的接触时间，防止树脂塑化时在金属表面接触时间长导致局 部过热后氧化、交联产生晶点，PPA-3S还可以和复合型开口爽滑剂SAB-7238PP 一起在树脂间产生润滑作用，使树脂受热塑化更均匀，防止局部过热。
(3)塑化好的各层聚丙烯熔体先通过100/200/400/100目的四片过滤网组成 的过滤网组对加工中产生的晶点进行粗滤，去除面积1mm2以上的晶点。为保证 过滤网的有效性，每生产24小时需要更换一次过滤网。其中，聚丙烯外层1的 过滤网温度260℃，挤出机与过滤网之间的连接部的温度250℃；聚丙烯芯层2 的过滤网温度260℃，挤出机与过滤网之间的连接部温度260℃；聚丙烯热封层 3的过滤网温度250℃，挤出机与过滤网之间的连接部的温度250℃；
(4)经过粗滤的聚丙烯再经过由50片过滤精度为(孔径40μ)的过滤碟片 组成的碟片式精密过滤器进行精滤，去除面积0.1mm2以上的晶点。为保证过滤 效果，碟片式过滤器每生产8小时必须更换，如果遇到粗滤的过滤网更换时也必 须同时更换，聚丙烯外层1、聚丙烯芯层2和聚丙烯热封层3的过滤碟片的温度 分别为255℃、255℃和245℃。
(5)精滤后的聚丙烯熔体从挤出机的模头流延出，模头温度皆为235℃， 经过一根冷却温度在28±3℃的直径600mm的急冷辊冷却形成薄膜。
实施例3
图1为超薄型铝塑膜用聚丙烯膜结构示意图，所述的超薄型铝塑膜用聚丙烯 膜包括聚丙烯外层1、聚丙烯芯层2和聚丙烯热封层3，所述的聚丙烯芯层2设 于聚丙烯外层1和聚丙烯热封层3之间，聚丙烯外层1、聚丙烯芯层2和聚丙烯 热封层3复合在一起。
所述的聚丙烯外层1、聚丙烯芯层2和聚丙烯热封层3的熔点分别为148℃、 164℃和142℃。所述的聚丙烯外层1、聚丙烯芯层2和聚丙烯热封层3的厚度比 为1∶1∶1，总厚度为30μm。
所述的聚丙烯外层1的厚度为10μm，其原料为：JPP的嵌段聚丙烯 WMG03UX、POLYTECHS(宝利德)的PPA(含氟聚合物加工助剂)PPA-3S 和POLYTECHS(宝利德)的抗氧化剂AY-3，重量比为 WMG03UX∶PPA-3S∶AY-3＝97∶1∶2。
所述的聚丙烯芯层2的厚度为10μm，其原料为：三星的均聚聚丙烯HF409、POLYTECHS(宝利德)的抗氧化剂AY-3、POLYTECHS(宝利德)的复合型开 口爽滑剂SAB-7238PP，重量比为HF409∶AY-3∶SAB-7238PP＝97∶2∶1。
所述的聚丙烯热封层3的厚度为10μm，其原料为：三星的嵌段聚丙烯RF402、POLYTECHS(宝利德)的PPA(含氟聚合物加工助剂)PPA-3S、POLYTECHS (宝利德)的抗氧化剂AY-3、POLYTECHS(宝利德)的复合型开口爽滑剂SAB-7238PP，重量比为RF402∶PPA-3S∶AY-03∶SAB-7238PP＝95∶1∶2∶2。
加工设备为日本三菱重工株式会社生产的4.3m三层共挤流延机。
超薄型铝塑膜用聚丙烯膜的制备方法为：
(1)将聚丙烯外层1、聚丙烯芯层2和聚丙烯热封层3的原料中的聚丙烯 分别通过三个挤出机的加料口加入，加料时通过氮气密封装置排出混在树脂粒子 中的空气、水蒸气等气体，这些气体会造成树脂在加工时氧化、交联而形成晶点。
(2)通过挤出机的加热挤压对聚丙烯进行熔融塑化，其中，聚丙烯外层1 的加工温度为：挤出机6段温度设定依次为180/210/260/260/260/260℃；聚丙烯 芯层2的加工温度为：挤出机8段温度设定依次为 180/210/230/260/260/260/260/260℃；聚丙烯热封层3的加工温度为：挤出机6段 温度设定依次为180/210/250/250/250/250℃。
塑化过程中，分别按各层配方加入除聚丙烯外的其它原料，其中，加入的抗 氧化剂AY-3会防止树脂在高温高压下氧化、交联产生晶点，PPA-3S可以减少树 脂和挤出机金属表面的接触时间，防止树脂塑化时在金属表面接触时间长导致局 部过热后氧化、交联产生晶点，PPA-3S还可以和复合型开口爽滑剂SAB-7238PP 一起在树脂间产生润滑作用，使树脂受热塑化更均匀，防止局部过热。
(3)塑化好的各层聚丙烯熔体先通过100/200/400/100目的四片过滤网组成 的过滤网组对加工中产生的晶点进行粗滤，去除面积1mm2以上的晶点。为保证 过滤网的有效性，每生产24小时需要更换一次过滤网。其中，聚丙烯外层1的 过滤网温度260℃，挤出机与过滤网之间的连接部的温度250℃；聚丙烯芯层2 的过滤网温度260℃，挤出机与过滤网之间的连接部温度260℃；聚丙烯热封层 3的过滤网温度250℃，挤出机与过滤网之间的连接部的温度250℃；
(4)经过粗滤的聚丙烯再经过由50片过滤精度为(孔径40μ)的过滤碟片 组成的碟片式精密过滤器进行精滤，去除面积0.1mm2以上的晶点。为保证过滤 效果，碟片式过滤器每生产8小时必须更换，如果遇到粗滤的过滤网更换时也必 须同时更换，聚丙烯外层1、聚丙烯芯层2和聚丙烯热封层3的过滤碟片的温度 分别为255℃、255℃和245℃。
(5)精滤后的聚丙烯熔体从挤出机的模头流延出，模头温度皆为235℃， 经过一根冷却温度在28±3℃的直径600mm的急冷辊冷却形成薄膜。
实施例1～3所制备的聚丙烯膜的性能如下：
与常用的113型铝塑膜相比，在不改变其它层材料的情况下，实施例1-3对 于总厚度有13％-22％的减薄，但是冲深性能基本保持不变，封装强度略有下降 但可以满足应用需求。如果配合其他材料的减薄，实施例1-3可以减薄28％-46％， 虽然性能有所差距，但在与一些薄型化应用场景也有很大的实用价值。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的 限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提 下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。 凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以 上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的 等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化 的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种超薄型铝塑膜用聚丙烯膜，其特征在于：包括聚丙烯外层(1)、聚丙烯芯层(2)和聚丙烯热封层(3)，聚丙烯芯层(2)设于聚丙烯外层(1)和聚丙烯热封层(3)之间，聚丙烯外层(1)、聚丙烯芯层(2)、聚丙烯热封层(3)依次复合在一起。
2.如权利要求1所述的一种超薄型铝塑膜用聚丙烯膜，其特征在于：所述聚丙烯芯层(2)的熔点比聚丙烯外层(1)的熔点高，所述聚丙烯芯层(2)的熔点比聚丙烯热封层(3)的熔点也高。
3.如权利要求1所述的一种超薄型铝塑膜用聚丙烯膜，其特征在于：所述聚丙烯外层(1)、聚丙烯芯层(2)和聚丙烯热封层(3)的总厚度为20～30μm。
4.如权利要求1～3任一项所述的一种超薄型铝塑膜用聚丙烯膜，其特征在于：所述聚丙烯外层(1)的熔点为130～170℃，厚度为5～10μm。
5.如权利要求1～3任一项所述的一种超薄型铝塑膜用聚丙烯膜，其特征在于：所述聚丙烯芯层(2)的熔点为140～180℃，厚度为10～20μm。
6.如权利要求1～3任一项所述的一种超薄型铝塑膜用聚丙烯膜，其特征在于：所述聚丙烯热封层(3)的熔点为120～160℃，厚度为5～10μm。
7.如权利要求1所述的一种超薄型铝塑膜用聚丙烯膜，其特征在于：所述聚丙烯外层(1)、聚丙烯芯层(2)和聚丙烯热封层(3)的原料包括聚丙烯树脂及辅助剂。
8.如权利要求7所述的一种超薄型铝塑膜用聚丙烯膜，其特征在于：所述辅助剂为PPA含氟聚合物加工助剂、抗氧化剂、爽滑剂、开口剂、弹性体、紫外吸收剂、紫外稳定剂、成核剂和抗静电剂中的一种或者几种的组合。
9.一种如权利要求1～8任一项所述的超薄型铝塑膜用聚丙烯膜的制备方法，其特征在于，步骤为：
步骤1：将聚丙烯外层(1)、聚丙烯芯层(2)和聚丙烯热封层(3)的原料聚丙烯树脂分别通过三个挤出机的加料口加入，通过挤出机的加热挤压对聚丙烯进行熔融塑化；
步骤2：将塑化后的聚丙烯熔体通过3～6片20～400目的过滤网组成的过滤网组进行粗滤，再通过20～100片的过滤碟片组成的碟片式精密过滤器进行精滤；
步骤3：将精滤后的聚丙烯熔体从挤出机的模头流延出，聚丙烯芯层(2)的聚丙烯熔体设于聚丙烯外层(1)的聚丙烯熔体和聚丙烯热封层(3)的聚丙烯熔体之间，经急冷辊冷却形成流延聚丙烯膜。
10.如权利要求9所述的超薄型铝塑膜用聚丙烯膜的制备方法，其特征在于：所述步骤1中，使用带有抽真空或者氮气密封装置的加料装置进行加料，以排出混在聚丙烯树脂中的空气和水蒸气；
所述步骤1中，在塑化过程中，分别在聚丙烯外层(1)、聚丙烯芯层(2)和聚丙烯热封层(3)的聚丙烯树脂中加入对应层的辅助剂；所述辅助剂为PPA含氟聚合物加工助剂、抗氧化剂、爽滑剂、开口剂、弹性体、紫外吸收剂、紫外稳定剂、成核剂和抗静电剂中的一种或者几种的组合。
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