芳香族聚酰胺涂层隔膜及其制备方法

文档序号：737802 发布日期：2021-04-20 浏览：9次 >En<

阅读说明：本技术 芳香族聚酰胺涂层隔膜及其制备方法 (Aromatic polyamide coating diaphragm and preparation method thereof ) 是由袁海朝徐锋郗腾苏碧海苏柳李腾于 2020-12-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种芳香族聚酰胺涂层隔膜及其制备方法,制备方法包括：将第二浆料涂覆在基膜的一侧或两侧,在基膜上得到第一涂层,将覆盖有第一涂层的基膜浸入第一浆料中,再浸入清洗剂中,用于洗去表面的溶剂,干燥,得到芳香族聚酰胺涂层隔膜,其中,第一浆料包括：去离子水、缚酸剂和二胺单体；第二浆料包括：溶剂和酰氯单体。相较于传统方法备简单,本发明将聚合工艺与涂覆工艺整合,大大节约了生产成本,提高了生产效率,所制得芳香族聚酰胺涂层隔膜较传统方法在耐热性上优势更加明显。本发明直接在基膜表面聚合生成对位芳香族聚酰胺纤维,直接生成涂覆层,无需二次加工涂覆。(The invention discloses an aromatic polyamide coating diaphragm and a preparation method thereof, wherein the preparation method comprises the following steps: coating the second slurry on one side or two sides of the base film to obtain a first coating layer on the base film, immersing the base film covered with the first coating layer into the first slurry, then immersing into a cleaning agent for washing off a solvent on the surface, and drying to obtain the aromatic polyamide coating diaphragm, wherein the first slurry comprises: deionized water, an acid-binding agent and a diamine monomer; the second slurry includes: solvents and acid chloride monomers. Compared with the traditional method, the preparation method is simple, the polymerization process and the coating process are integrated, the production cost is greatly saved, the production efficiency is improved, and the prepared aromatic polyamide coating diaphragm has more obvious advantages in heat resistance compared with the traditional method. The invention directly polymerizes on the surface of the basement membrane to generate the para-position aromatic polyamide fiber and directly generates the coating layer without secondary processing and coating.)

芳香族聚酰胺涂层隔膜及其制备方法

技术领域

本发明属于电池隔膜技术领域，具体来说涉及一种芳香族聚酰胺涂层隔膜及其制备方法。

背景技术

由于电动汽车的蓬勃发展，锂离子电池的安全性日益受到人们的关注。热失控是导致锂离子电池安全性降低的重要方面。目前，锂离子电池常用的隔膜为聚乙烯隔膜或聚乙烯陶瓷涂覆隔膜，后者虽然在热安全性上相较于前者有提升，但依然达不到锂离子电池对于高热安全性的标准。

芳香族聚酰胺是一种高强高模、耐高温并且耐化学腐蚀的新型材料，上世纪五十年代开发后，经历几十年的发展，成为现代重要的化工产品。以芳香族聚酰胺溶解后涂覆的隔膜，最高破膜温度大于400℃，远高于聚乙烯隔膜的130℃，是优秀的耐热材料。芳香族聚酰胺在隔膜上的应用方法主要是将纤维溶于极性溶剂中，然后经涂布、萃取使聚酰胺在隔膜表面析出固化，形成芳香族聚酰胺涂层隔膜。然而，对位芳香族聚酰胺合成为纤维之后，由于其本身的刚性长链和大量的分子间氢键导致无法溶解于极性溶剂中，这造成了此种材料的二次加工涂覆工艺十分困难。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种芳香族聚酰胺涂层隔膜的制备方法。

本发明的另一目的是提供上述制备方法获得的芳香族聚酰胺涂层隔膜，该芳香族聚酰胺涂层隔膜利用界面聚合方法，将涂覆有酰氯单体的基膜浸入第一浆料中，二胺单体和酰氯单体在隔膜表面聚合生成芳香族聚酰胺，再经清洗、烘干后，制备出芳香族聚酰胺涂层隔膜。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。

一种芳香族聚酰胺涂层隔膜的制备方法，包括：将第二浆料涂覆在基膜的一侧或两侧，在基膜上得到第一涂层，将覆盖有第一涂层的基膜浸入第一浆料中5～15min，再浸入清洗剂中5～30min，用于洗去表面的溶剂，于40～65℃干燥30～120s，得到芳香族聚酰胺涂层隔膜，其中，

所述第一浆料包括：100质量份数的去离子水、5-30质量份数的缚酸剂和5-60质量份数的二胺单体；

所述第二浆料包括：100质量份数的溶剂和10-40质量份数的酰氯单体。

在上述技术方案中，涂覆一侧时所述涂覆的方式为辊涂，涂覆两侧时所述涂覆的方式为辊涂或浸涂，所述第一涂层的厚度为1～10μm。

在上述技术方案中，所述缚酸剂为能够与氯化氢反应的盐类，所述二胺单体为对苯二胺或间苯二胺，所述溶剂为与水不互溶且能溶解所述酰氯单体的有机溶剂，所述酰氯单体为对苯二甲酰氯或间苯二甲酰氯。

在上述技术方案中，所述缚酸剂为碳酸钠、碳酸氢钠、乙酸钠和磷酸氢钠中的一种或多种的混合物。

在上述技术方案中，所述溶剂为二氯甲烷或甲苯。

在上述技术方案中，制备所述第一浆料的方法为：将所述去离子水与缚酸剂混合，搅拌5～15min，以使缚酸剂溶解在所述去离子水中，再加入所述二胺单体，搅拌5～15min，以使二胺单体溶解。

在上述技术方案中，制备所述第二浆料的方法为：将溶剂和酰氯单体混合，搅拌5～15min，以使所述酰氯单体溶解。

在上述技术方案中，所述清洗剂为水和乙醇的混合物，按物质的量份数计，所述水和乙醇的比为1:1。

上述制备方法获得的芳香族聚酰胺涂层隔膜。

相较于传统方法备简单，本发明将聚合工艺与涂覆工艺整合，大大节约了生产成本,提高了生产效率，所制得芳香族聚酰胺涂层隔膜较传统方法在耐热性上优势更加明显。本发明直接在基膜表面聚合生成对位芳香族聚酰胺纤维，直接生成涂覆层，无需二次加工涂覆。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

下述实施例中药品购买源如下：

间/对苯二甲酰氯、间/对苯二胺国药集团化学试剂有限公司

缚酸剂天津市恒兴化学试剂制造有限公司

二氯甲烷沧州晟泽凯化工产品有限公司

甲苯北京中远华盾科贸有限公司

下述实施例中所涉及测试的仪器和型号如下：

集热式恒温磁力加热搅拌器上海予英仪器有限公司

恒温磁力搅拌器巩义市予华仪器有限责任公司

实验室涂布机杭州大卫科教仪器有限公司

下述实施例采用的基膜为：聚乙烯隔膜。

实施例1

一种芳香族聚酰胺涂层隔膜的制备方法，包括：将第二浆料涂覆在基膜的一侧，涂覆的方式为辊涂，在基膜(基膜厚度9μm)上得到厚度为2μm的第一涂层，将覆盖有第一涂层的基膜浸入第一浆料中10min，以使使酰氯单体与二胺单体充分反应，在隔膜表面聚合生成聚酰胺，再浸入清洗剂中20min，用于洗去表面的溶剂，于60℃干燥40s，得到芳香族聚酰胺涂层隔膜，其中，

第一浆料包括：100质量份数的去离子水、15质量份数的缚酸剂和45质量份数的二胺单体；制备第一浆料的方法为：将去离子水与缚酸剂混合，搅拌5min，以使缚酸剂溶解在去离子水中，再加入二胺单体，搅拌10min，以使二胺单体溶解。

第二浆料包括：100质量份数的溶剂和30质量份数的酰氯单体。制备第二浆料的方法为：将溶剂和酰氯单体混合，搅拌5min，以使酰氯单体溶解。

缚酸剂为能够与氯化氢反应的盐类，缚酸剂为碳酸钠，二胺单体为对苯二胺，溶剂为与水不互溶且能溶解酰氯单体的有机溶剂，溶剂为二氯甲烷，酰氯单体为对苯二甲酰氯。