本发明涉及有机高分子薄膜,具体为一种耐低温pet膜及其制备方法。
背景技术:
1、复合集流体是在超薄有机高分子薄膜表面沉积出金属层形成金属层+有机薄膜层+金属层的三明治结构的新型材料,能够代替传统的负金属集流体应用于新能源锂电池中。复合集流体有几大优点,最大的优点是金属材料的用量减少,由部分价廉的有机薄膜代替,这就存在非常大的降本潜力;其次,由于复合集流体中有机材料的使用,带来电池重量的减轻、减薄和活性材料的增加,从而有效增加电池的能量密度5%~10%;另外,复合集流体可以吸收极片产生的膨胀-收缩应力,保持极片界面长期完整性,电池的循环寿命实现提升5%。复合集流体材料的应用可以明显降低电池短路导致燃烧的发生概率,可以有效解决电池安全性的难题。
2、但是随着新能源电动汽车的广泛应用,对锂电池的性能要求也越来越高。在部分极地地区以及北方寒冷地区就需要锂电池具有较高的耐低温性。在当前的技术体系中,对锂电池耐低温的改进方法大多集中在制备耐低温的电解液上,但对于复合集流体而言,其中的有机高分子基膜材料显得至关重要,需要防止基膜材料在低温环境下产生脆性等不良反应。然而目前市面上关于集流体用的耐低温基膜的研究却相对较少。
技术实现思路
1、针对现有技术中的不足之处,提供了一种pet膜的改性方法,制得的pet膜具有耐低温性,可作为复合集流体的基膜使用。
2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
3、一种耐低温pet膜的制备方法,包括如下步骤:
4、1)在反应釜中加入对苯二甲酸、含氟二元醇或羟基硅油、丁二醇和催化剂,控制反应釜中压力在0.3mpa,升温至230~250℃反应2~3h;将反应釜内压力降至常压,随后抽真空减压至100pa以下,同时升温至280℃反应3~5h,反应结束后通入氮气,出料经冷却水冷却成型,切粒得含氟pet或含硅pet;
5、2)将pet树脂、含氟pet、含硅pet、增韧剂、抗氧剂和润滑剂送入混料仓中混合制成混合料;
6、3)将混合料送入挤出机,设置挤出温度270~290℃,设置冷却辊温度为15℃挤出铸片;复合铸片先在90~120℃经4倍纵向拉伸后冷却至50℃,再在110~120℃经3倍横向拉伸,最后经牵引收卷即得;
7、其中,所述含氟二元醇的结构式为所述羟基硅油为双端羟基封端的硅油,粘度10~50mpa·s。
8、进一步地,所述含氟二元醇的制备过程如下:
9、
10、进一步地,所述步骤1)中对苯二甲酸、含氟二元醇或羟基硅油、丁二醇的摩尔比为100:20~40:100。
11、进一步地,所述催化剂为锑系催化剂,质量分数为200~300mg/kg。
12、进一步地,所述步骤2)混合料中按重量份计包括:70~80份的pet树脂、2~10份的含氟pet、2~20份的含硅pet、2~4份的增韧剂、0.3~0.5份的抗氧剂以及1~2份的润滑剂。
13、进一步地,所述增韧剂为exl-2390;所述抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂168;所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯。
14、本发明进一步提供如上所述的制备方法制得的耐低温pet膜。
15、pet一般是由对苯二甲酸二甲酯与乙二醇酯交换反应制得,属于结晶性饱和聚酯,在低温下-50℃以上易变得脆化。本申请通过在pet合成过程中引入了第三单体含氟二元醇和羟基硅油,分别制得了含氟pet以及含硅pet,能有效提升材料的耐低温性以及低温下的韧性;混合料中以pet树脂为基础材料,含氟pet和含硅pet在混合体系中充当耐低温辅助剂,由于分子链中仍以聚对苯二甲酸与乙二醇酯为主,因此与pet树脂之间具有很好的相容性,减少了分子链间的排斥力,不需要额外添加相容剂就可以保证混合料具有良好的混合效果。
16、与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明以价格低廉的pet树脂材料为基础材料,同时结合自制的改性pet,在少量增韧剂等助剂的存在下制得了耐低温pet膜;改性pet制备简单,且添加量少结合微量的增韧剂等助剂,无需使用相容剂,避免了过多添加剂的加入导致基膜结合力弱等问题;制得的pet膜常温下具有高强度和高断裂伸长率,低温环境下力学性能具有较高的保持率,能够满足复合集流体行业对于有机高分子基膜的特殊要求。
1.一种耐低温pet膜的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的耐低温pet膜的制备方法,其特征在于,所述含氟二元醇的制备过程如下:
3.根据权利要求1所述的耐低温pet膜的制备方法,其特征在于,所述步骤1)中对苯二甲酸、含氟二元醇或羟基硅油、丁二醇的摩尔比为100:20~40:100。
4.根据权利要求1所述的耐低温pet膜的制备方法,其特征在于,所述催化剂为锑系催化剂,质量分数为200~300mg/kg。
5.根据权利要求1所述的耐低温pet膜的制备方法,其特征在于,所述步骤2)混合料中按重量份计包括:70~80份的pet树脂、2~10份的含氟pet、2~20份的含硅pet、2~4份的增韧剂、0.3~0.5份的抗氧剂以及1~2份的润滑剂。
6.根据权利要求1所述的耐低温pet膜的制备方法,其特征在于,所述增韧剂为exl-2390;所述抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂168;所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的制备方法制得的耐低温pet膜。