專利名稱：一種超細(xì)纖維多孔膜及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種超細(xì)纖維多孔膜，具體涉及ー種高孔隙率、高強(qiáng)度、耐高溫的超細(xì)纖維多孔膜，及其制備方法和作為電池隔膜的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
電池隔膜是電池產(chǎn)品中的重要組成部分，其作用是防止兩個電極物理接觸的同時允許離子通過。隔膜的電阻與其厚度成正比，與孔隙率成反比。為了降低電池產(chǎn)品的內(nèi)阻，對隔膜的要求是a)超??；b)高孔隙率；c)高強(qiáng)度。通常使用的材料有玻璃纖維、聚こ烯多孔膜和聚丙烯多孔膜等。目前市場上正積極研發(fā)新型的隔膜材料。美國杜邦公司采用熔融氣電噴紡技術(shù)制備Energain聚酰亞胺納米纖維電池隔膜，目前已在美國威明頓和韓國首爾開始量產(chǎn)這種電極分離隔膜，這類隔膜可提高電池動カ并延長壽命。江西先材納米纖維科技有限公司首次采用溶液靜電紡絲エ藝制備自支撐的聚酰亞胺電池隔膜，并已申請專利。目前正積極將聚酰亞胺隔膜推向市場，已建設(shè)完成一條日產(chǎn)2000平方米的聚酰亞胺納米纖維非織造布的小型エ業(yè)化生產(chǎn)線，打造了世界首條溶液靜電紡絲エ業(yè)化生產(chǎn)示范線，正在籌建年產(chǎn)2億平方米聚酰亞胺納米纖維非織造布的生產(chǎn)線。本發(fā)明在上述背景下，經(jīng)過繼續(xù)深入研究，提出ー種新的電池隔膜，同時具有高孔隙率、高強(qiáng)度、高的抗針刺強(qiáng)度及高熱穩(wěn)定性等特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的ー個目的在于提供ー種超細(xì)纖維多孔膜，具有高孔隙率、高強(qiáng)度、耐高溫的特點(diǎn)，滿足電池隔膜的高要求。本發(fā)明的另ー個目的在于提供所述超細(xì)纖維多孔膜的制備方法。本發(fā)明的再ー個目的在于提供所述超細(xì)纖維多孔膜作為電池隔膜的應(yīng)用。本發(fā)明的上述目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)提供ー種超細(xì)纖維多孔膜，它是由4，4’ - ニ氨基苯酰替苯胺與ー種或多種芳香族四酸ニ酐聚合得到的聚酰胺-酰胺酸前聚體溶液經(jīng)靜電紡絲及亞胺化處理制備得到的；所述的4，4’ - ニ氨基苯酰替苯胺結(jié)構(gòu)如式(I)所示
權(quán)利要求
1.一種超細(xì)纖維多孔膜，其特征在于它是由4，4’-二氨基苯酰替苯胺與一種或多種芳香族四酸二酐聚合得到的聚酰胺-酰胺酸前聚體溶液經(jīng)靜電紡絲及亞胺化處理制備得到的；所述的4，4’ - 二氨基苯酰替苯胺結(jié)構(gòu)如式(I)所示
2.權(quán)利要求I所述的超細(xì)纖維多孔膜，其特征在于所述的一種或多種芳香族四酸二酐選自聯(lián)苯四酸二酐、聯(lián)苯酚二醚四酸二酐、三苯二醚四酸二酐、二苯砜四酸二酐、六氟四酸二酐、二苯酮四酸二酐、雙環(huán)辛烯四酸二酐、二苯硫醚四酸二酐、二苯醚四酸二酐、二甲基二苯基硅烷四酸二酐、雙酚A四酸二酐或均苯四酸二酐中的一種或兩種以上的混合物。
3.權(quán)利要求2所述的超細(xì)纖維多孔膜，其特征在于所述的一種或多種芳香族四酸二酐選自聯(lián)苯四甲酸二酐、均苯四酸二酐、二苯酮二酐、二苯砜二酐或三苯二醚二酐中的一種或兩種以上的混合物。
4.權(quán)利要求I所述的超細(xì)纖維多孔膜，其特征在于所述的超細(xì)纖維直徑在50 1500nm。
5.權(quán)利要求I所述的超細(xì)纖維多孔膜，其特征在于它是由4，4’-二氨基苯酰替苯胺與一種芳香族四酸二酐聚合得到的聚酰胺-酰胺酸前聚體溶液經(jīng)靜電紡絲及亞胺化處理制備得到的；所述的超細(xì)纖維具有式(2)所示的結(jié)構(gòu)
6.權(quán)利要求5所述的超細(xì)纖維多孔膜，其特征在于，所述的含芳環(huán)的二酐的殘基R選自
7.權(quán)利要求I所述的超細(xì)纖維多孔膜的制備方法，包括以下步驟 (1)靜電紡絲溶液的配置將4，4’-二氨基苯酰替苯胺與芳香族四酸二酐按照O.9-1. I: I. 1-0. 9的摩爾比混合后，溶于6-10倍于反應(yīng)混合物總重量的溶劑中，于_10°C 15°C下聚合反應(yīng)2-8小時，得到聚酰胺-酰胺酸溶液，聚合物的特性粘度為I. 0-4. 5dl/g，調(diào)整溶液的質(zhì)量百分濃度為8%-25%，作為靜電紡絲用溶液備用； (2)電紡超細(xì)纖維非織造布的制備將步驟(I)調(diào)制的靜電紡絲用溶液在電場強(qiáng)度為100-400kV/m的高壓電場中進(jìn)行電紡，形成聚酰胺-酰胺酸超細(xì)纖維，采用不銹鋼網(wǎng)帶收集聚酰胺-酰胺酸超細(xì)纖維非織造布； (3)亞胺化將步驟(2)中得到的聚酰胺-酰胺酸超細(xì)纖維非織造布以20°C/min的升溫速度從室溫快速升溫至250°C，并恒溫停留20min ;再以10°C /min的升溫速率繼續(xù)升溫至350°C，并停留20min后冷卻至室溫，得到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的聚酰胺-酰亞胺超細(xì)纖維多孔膜。
8.權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于步驟(I)所述的芳香族四酸二酐選自聯(lián)苯四酸二酐、聯(lián)苯酚二醚四酸二酐、三苯二醚四酸二酐、二苯砜四酸二酐、六氟四酸二酐、二苯酮四酸二酐、雙環(huán)辛烯四酸二酐、二苯硫醚四酸二酐、二苯醚四酸二酐、二甲基二苯基硅烷四酸二酐、雙酚A四酸二酐或均苯四酸二酐中的一種或兩種以上的混合物。
9.權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于步驟(I)所述的溶劑為N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N, N-二甲基乙酰胺或二甲基亞砜中的一種或兩種以上的混合溶劑；步驟(2)所述的不銹鋼網(wǎng)帶寬度為I米，走帶速度為O. 5-10. Om/min。
10.權(quán)利要求I所述的超細(xì)纖維多孔膜作為電池隔膜的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明提供一種超細(xì)纖維多孔膜，它是由4,4'-二氨基苯酰替苯胺與一種或多種芳香族四酸二酐聚合得到的聚酰胺-酰胺酸前聚體溶液經(jīng)靜電紡絲及亞胺化處理制備得到；所述的4,4'-二氨基苯酰替苯胺結(jié)構(gòu)如式(1)所示。本發(fā)明的超細(xì)纖維多孔膜具有與電解液浸潤性良好、孔隙率高、耐高溫、高強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性高等諸多優(yōu)點(diǎn)，非常適合用作電池隔膜。本發(fā)明還提供所述超細(xì)纖維多孔膜的制備方法和其作為電池隔膜的應(yīng)用。
文檔編號C08J5/18GK102816431SQ20121031551
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月30日
發(fā)明者侯豪情, 程楚云, 周小平, 呂曉義, 何平, 王 琦, 李曉艷 申請人:江西先材納米纖維科技有限公司