專利名稱：復(fù)合尼龍隔膜及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬電池隔膜技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種復(fù)合尼龍隔膜及其制造方法，特別適合用作鎳鎘電池、鎳鎘SC電池等二次堿性電池的隔膜。
背景技術(shù)：
鎳鎘(Ni/cd)電池有快速充電、大電流放電的優(yōu)良特性，被廣泛用作無繩電動工具的動力電源，稱鎳鎘SC電池。它具有的大電流、高倍率放電性能是其它充電電池所不能替代的。在電池中，隔膜的作用是隔離正極與負(fù)極，防止其短路；吸收儲存電解液；作為電極充放電時化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生氣體的通道。所以，對隔膜的耐堿性、親水性、保液性、耐溫性和抗拉強(qiáng)度有較高的技術(shù)要求。同時，隨著無繩電動工具向大功率發(fā)展，它所用的電池也要具有高容量、長壽命，而且電池體積小。通常，同體積電池的高容量化，是通過增加正極和負(fù)極活性物質(zhì)的量來實(shí)現(xiàn)的，因此，必須同時降低隔膜的單位面積重量，減薄隔膜的厚度。可是，當(dāng)降低隔膜的單位面積重量和厚度時，隔膜的吸液量又會降低，這樣，在電池反復(fù)充放電時引起隔膜吸液量不足而造成電池壽命降低，同時，降低隔膜單位面積重量和厚度，又會使其抗拉強(qiáng)度降低。目前鎳鎘SC電池，一直使用國產(chǎn)膠粘法生產(chǎn)的維綸隔膜，由于這種隔膜的無紡布纖維是采用聚乙烯醇作粘結(jié)劑，該隔膜在40％氫氧化鉀溶液中100℃下加熱3h，隔膜的耐堿損失率達(dá)8％，故耐堿性差，而且隔膜無紡布中，聚乙烯醇粘結(jié)劑含量為12％～18％，因此，隔膜的抗氧化性差。用這種隔膜制成高容量、大電流放電電池后，充放電電阻大，壽命短，另外，在隔膜吸收強(qiáng)堿電解液后，當(dāng)充電電池反復(fù)快速充電，高倍率放電時，電池內(nèi)部反復(fù)迅速升溫降溫，隔膜中的粘結(jié)劑聚乙烯醇耐溫、抗氧化能力迅速下降，造成隔膜僵硬，失去對電解液吸收保持能力。電池充放電40～50次循環(huán)后，由于隔膜的原因而提前失效。因此，這種維綸纖維隔膜不能用于目前市場需求量很大的高容量(1500man～2000man)、高倍率放電(10C～15C)的鎳鎘SC電池，只能用于普通鎳鎘低容量、小電流充放電電池。CN1656630A“堿性電池隔膜用無紡布及其制造方法”中，公開了用芳香族聚酰胺纖維60～95wt％和乙烯-乙烯醇共聚體纖維5～40wt％為粘結(jié)纖維，濕法抄造制成的隔膜用無紡布，雖然能適應(yīng)鎳鎘電池超高容量、超高倍率放電的要求，但由于該隔膜中含有高比例半芳香族纖維，其親水保液能力雖然提高了，但是在電池高溫狀態(tài)下，仍會有氨析出，從而加速了電池自放電現(xiàn)象，即電池荷電保持能力下降；另外，制造該隔膜的原料半芳香族聚酰胺纖維，乙烯-乙烯醇共聚體纖維，價格昂貴，使得隔膜成本大幅提高，對于市場需求量大的高容量鎳鎘電池，難以接受該隔膜的高價格，而且這些原料纖維并非市售工業(yè)品，又不易得到。中國作為世界電池生產(chǎn)、出口大國，鎳鎘電池材料大多已實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，惟獨(dú)鎳鎘SC高容量電池所用的尼龍隔膜，其中80％仍由德國進(jìn)口。近年來，由于電池市場競爭加劇，電池價格整體下降，電池廠家迫切需要價格適中、性能可以滿足高容量(1500man～2000man)、高倍率放電(10C～15C)的鎳鎘SC電池要求的隔膜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個目的是，提供一種原料易得、價格適中、性能可以滿足高容量(1500man～2000man)、高倍率放電(10C～15C)的鎳鎘SC電池要求的復(fù)合尼龍隔膜。
本發(fā)明的第二個目的是，提供一種制造上述復(fù)合尼龍隔膜的方法，工藝簡單、易操作，設(shè)備投資低。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第一個目的技術(shù)方案是一種復(fù)合尼龍隔膜，它是單層、或兩層、或三層尼龍基材無紡布的熱熔碾壓制品；在所述尼龍基材無紡布的原料纖維總重量中，尼龍纖維占40wt％至60wt％，雙組份低熔點(diǎn)熱熔復(fù)合纖維占40wt％至60wt％；或者在尼龍基材無紡布的原料纖維總重量中，尼龍纖維占40wt％至60wt％，雙組份低熔點(diǎn)熱熔復(fù)合纖維占30wt％至45wt％，超細(xì)維綸纖維占10wt％至15wt％；所述雙組份低熔點(diǎn)熱熔復(fù)合纖維是表皮層為聚乙烯，內(nèi)芯為聚丙烯的復(fù)合纖維；所述尼龍纖維是尼龍6纖維或尼龍66纖維。
上述復(fù)合尼龍隔膜，所述尼龍纖維直徑1.1～1.7dtex，長度3～51mm；所述雙組份低熔點(diǎn)熱熔復(fù)合纖維直徑1.5～2.0dtex，長度3～51mm；所述超細(xì)維綸纖維直徑0.4～8.0dtex，長度3～6mm。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第二個目的技術(shù)方案是一種制造上述復(fù)合尼龍隔膜的方法，分為兩步①制備尼龍基材無紡布以尼龍纖維、雙組份低熔點(diǎn)熱熔復(fù)合纖維作為原料纖維；或者以尼龍纖維、雙組份低熔點(diǎn)熱熔復(fù)合纖維、超細(xì)維綸纖維作為原料纖維，按比例混合，分別采用干法梳理成網(wǎng)、熱軋粘結(jié)成型工藝；干法梳理氣流成網(wǎng)、平網(wǎng)熱熔粘結(jié)成型工藝；干法梳理成網(wǎng)、圓網(wǎng)熱風(fēng)粘結(jié)成型工藝；濕法抄造成網(wǎng)、熱熔粘結(jié)成型工藝，制得尼龍基材無紡布；②制備復(fù)合尼龍隔膜將單層、或兩層、或三層已制得的尼龍基材無紡布，用三輥熱軋機(jī)進(jìn)行熱熔、碾壓，收卷后，制得復(fù)合尼龍隔膜；所用兩層或三層尼龍基材無紡布是用相同工藝制得的，或者是用不同工藝制得的。
上述復(fù)合尼龍隔膜制造方法中，所述尼龍纖維直徑1.1～1.7dtex，長度3～51mm；所述雙組份低熔點(diǎn)熱熔復(fù)合纖維直徑1.5～2.0dtex，長度3～51mm；所述超細(xì)維綸纖維直徑0.4～8.0dtex，長度3～6mm。
上述復(fù)合尼龍隔膜制造方法步驟①中，所述干法梳理成網(wǎng)、熱軋粘結(jié)成型工藝的具體步驟是將原料纖維尼龍纖維40～60wt％，雙組份低熔點(diǎn)熱熔復(fù)合纖維40～60wt％混合、開松；用公知的梳理機(jī)，將上述混合松開的纖維梳理成單纖維狀，其單纖維呈縱向分散排列；用機(jī)械使單纖維雜亂成網(wǎng)；用二輥熱軋機(jī)加熱、加壓、碾壓后纖維網(wǎng)熱熔粘結(jié)成型制得尼龍基材上述復(fù)合尼龍隔膜制造方法中，所述二輥熱軋機(jī)是由一根鋼質(zhì)光輥，一根合金鋼花點(diǎn)輥組成，其花點(diǎn)輥表面具有直徑0.5mm，間距0.6～0.8mm的凸出點(diǎn)，纖維網(wǎng)在加熱的鋼質(zhì)光輥和合金鋼花點(diǎn)輥之間通過，纖維網(wǎng)中與花點(diǎn)輥表面的凸出點(diǎn)接觸的纖維產(chǎn)生熱熔粘結(jié)成型。
上述復(fù)合尼龍隔膜制造方法步驟①中，所述干法梳理氣流成網(wǎng)、平網(wǎng)熱熔粘結(jié)成型工藝的具體步驟是將原料纖維尼龍纖維40～60wt％，雙組份低熔點(diǎn)熱熔復(fù)合纖維40～60wt％混合、開松；用公知的梳理機(jī)，將上述混合松開的纖維梳理成單纖維狀；用高速氣流吹吸，使單纖維雜亂分布成纖維網(wǎng)；纖維網(wǎng)經(jīng)輥壓或雙網(wǎng)夾持浸水后，降低纖維網(wǎng)的蓬松度和厚度；用平網(wǎng)熱風(fēng)烘箱烘干水分，烘箱溫度超過140℃時，借助表面張力和熱風(fēng)風(fēng)壓，纖維之間相互粘結(jié)成型，制得尼龍基材無紡布，稱作氣流尼龍基材無紡布。
上述復(fù)合尼龍隔膜制造方法步驟①中，所述干法梳理氣流成網(wǎng)、圓網(wǎng)熱風(fēng)粘結(jié)成型成型工藝是將原料纖維尼龍纖維40～60wt％，雙組份低熔點(diǎn)熱熔復(fù)合纖維40～60wt％混合、開松；用公知的梳理機(jī)，將上述混合松開的纖維梳理成單纖維狀，其單纖維呈縱向分散排列；用機(jī)械使單纖維雜亂成網(wǎng)；用圓網(wǎng)熱風(fēng)機(jī)熱風(fēng)風(fēng)壓抽吸，降低纖維網(wǎng)的蓬松度和厚度，同時在熱風(fēng)溫度超過140℃穿透纖維網(wǎng)時，借助表面張力和熱風(fēng)風(fēng)壓，纖維間相互粘結(jié)成型，制得尼龍基材無紡布，稱作熱風(fēng)尼龍基材無紡布。
上述復(fù)合尼龍隔膜制造方法步驟①中，所述濕法抄造成網(wǎng)、熱熔粘結(jié)成型工藝是將原料纖維尼龍纖維40～60wt％，雙組份低熔點(diǎn)熱熔復(fù)合纖維30～45wt％，超細(xì)維綸纖維10～15wt％，按比例與抄造循環(huán)水混合、打漿、稀釋、分散至原料纖維呈單纖維狀，并懸浮于水中，制得親水性預(yù)處理纖維漿料；用濕法斜網(wǎng)抄造機(jī)，將制得的親水預(yù)處理纖維漿料抄造成網(wǎng)，脫網(wǎng)后的纖維網(wǎng)進(jìn)入熱風(fēng)長網(wǎng)烘箱內(nèi)，烘干水分，溫度達(dá)到150℃，借助表面張力和熱風(fēng)風(fēng)壓，纖維間產(chǎn)生粘結(jié)點(diǎn)，常溫冷卻時粘結(jié)點(diǎn)固化，收卷制得尼龍基材無紡布，稱作濕法尼龍基材無紡布。
上述復(fù)合尼龍隔膜制造方法步驟②中，所用三輥熱軋機(jī)設(shè)置有鋼輥、硬質(zhì)棉花輥和彈性橡膠輥，鋼輥位于中間作主傳動輥，鋼輥帶動的尼龍基材無紡布，通過三輥熱軋機(jī)時，先被鋼輥加熱，再在鋼輥與硬質(zhì)棉花輥之間線性碾壓，然后，在鋼輥與彈性橡膠輥之間熱熔和碾壓。
本發(fā)明的有益效果是①由于本發(fā)明的復(fù)合尼龍隔膜所使用的原料纖維中，含有恰當(dāng)配比的尼龍纖維、雙組份低熔點(diǎn)熱熔復(fù)合纖維，因此，隔膜能滿足高容量電池的大電流充放電要求，價格又適中。這是因?yàn)槟猃埨w維具有耐堿性好、吸濕率高、親水保液性能強(qiáng)、單纖維強(qiáng)度高、在70℃堿溶液中抗氧化性能穩(wěn)定等優(yōu)良特性，在隔膜中起到親水、吸液、保液作用；而雙組份低熔點(diǎn)熱熔復(fù)合纖維具有皮芯結(jié)構(gòu)，內(nèi)芯為聚丙烯，熔點(diǎn)溫度為165℃，表層為聚乙烯，熔點(diǎn)溫度為128℃的特性。在尼龍無紡基材布制造過程中，纖維網(wǎng)經(jīng)加溫至超過表層聚乙烯熔點(diǎn)溫度時，聚乙烯呈玻璃化、半流動體，并借助表面張力和加壓作用，流向纖維接觸點(diǎn)和交叉點(diǎn)，使纖維之間相互粘結(jié)，故雙組份低熔點(diǎn)熱熔復(fù)合纖維起到粘結(jié)作用，克服了現(xiàn)有維綸隔膜必須使用粘結(jié)劑所帶來的弊病，此時雙組份低熔點(diǎn)熱熔復(fù)合纖維內(nèi)芯的聚丙烯，因熔點(diǎn)較高，不會發(fā)生熔化，仍保持原纖維狀，故在隔膜中起到了骨架作用。另外，由于雙組份低熔點(diǎn)熱熔復(fù)合纖維是由聚乙烯、聚丙烯組成，故具有耐堿、耐酸、抗氧化、化學(xué)性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，能滿足鎳鎘SC電池對隔膜材質(zhì)的要求。由于本發(fā)明所確定的各種原料纖維配比合理，其中尼龍纖維控制在40～60wt％，既能充分利用尼龍纖維的各種優(yōu)點(diǎn)，又能確保電池使用期間，在強(qiáng)堿、高溫作用下，尼龍纖維的分解氧化和胺的析出量都相應(yīng)降低，從而降低了電池的自放電率，使尼龍纖維的缺點(diǎn)得到恰當(dāng)?shù)囊种?；而隔膜纖維中至少含有30wt％的雙組份低熔點(diǎn)熱熔復(fù)合纖維，既起到粘結(jié)作用和熱熔粘結(jié)后提高抗拉強(qiáng)度的作用，又充分利用了聚乙烯和聚丙烯纖維抗氧化性好，化學(xué)性能穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，從而達(dá)到了電池對隔膜的循環(huán)壽命要求。本發(fā)明所用的原料纖維，價格均低于半芳香族聚酰胺纖維，而且易得，降低了隔膜成本。②由于本發(fā)明提供的制造復(fù)合尼龍隔膜的方法中，采用4種工藝制備尼龍基材無紡布，得到結(jié)構(gòu)不同的纖維網(wǎng)，使制造出的尼龍基材無紡布具有不同的性能，在進(jìn)一步制備隔膜時，根據(jù)不同電池容量、不同放電倍率的要求，用不同工藝制造的尼龍基材無紡布相互搭配，通過用特定的三輥熱軋機(jī)，進(jìn)行兩層或三層熱熔、碾壓。這樣，既可滿足SC鎳鎘電池高容量、大功率充放電對隔膜的技術(shù)要求，又可以利用價格低且易得的國產(chǎn)的原料。另外，本發(fā)明的制造方法所使用的生產(chǎn)設(shè)備簡單，投資少，易操作。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的具體描述，但不局限于此。
各實(shí)施例所用的原料，除另有說明外，均是符合隔膜行業(yè)要求的市售品。
本發(fā)明的復(fù)合尼龍隔膜是單層、或兩層、或三層尼龍基材無紡布的熱熔碾壓制品；在所述尼龍基材無紡布的原料纖維總重量中，尼龍纖維占40wt％至60wt％，雙組份低熔點(diǎn)熱熔復(fù)合纖維占40wt％至60wt％；或者在尼龍基材無紡布的原料纖維總重量中，尼龍纖維占40wt％至60wt％，雙組份低熔點(diǎn)熱熔復(fù)合纖維占30wt％至45wt％，超細(xì)維綸纖維占10wt％至15wt％；所述雙組份低熔點(diǎn)熱熔復(fù)合纖維是表皮層為聚乙烯，內(nèi)芯為聚丙烯的復(fù)合纖維；所述尼龍纖維是尼龍6纖維或尼龍66纖維；所述尼龍纖維直徑1.1～1.7dtex，長度3～51mm；所述雙組份低熔點(diǎn)熱熔復(fù)合纖維直徑1.5～2.0dtex，長度3～51mm；所述超細(xì)維綸纖維直徑0.4～8.0dtex，長度3～6mm。
下面用實(shí)施例說明制造本發(fā)明復(fù)合尼龍隔膜的具體方法。
(一)制備尼龍基材無紡布(實(shí)施例1～12)實(shí)施例1 采用干法梳理成網(wǎng)、熱軋粘結(jié)成型工藝將原料纖維尼龍6纖維(直徑1.33dtex，長度38mm)50wt％，雙組份低熔點(diǎn)復(fù)合纖維(直徑1.56dtex，長度38mm)50wt％混合、開松；用公知的梳理機(jī)，將上述混合松開的纖維梳理成單纖維狀，其單纖維呈縱向分散排列；用機(jī)械使單纖維雜亂成網(wǎng)；用二輥熱軋機(jī)加熱、加壓、碾壓后，纖維網(wǎng)熱熔粘結(jié)成型制得尼龍基材無紡布，稱作熱軋尼龍基材無無紡布，其性能見表1。
以上所用二輥熱軋機(jī)，它是由一根鋼質(zhì)光輥，一根合金鋼花點(diǎn)輥組成，其花點(diǎn)輥表面具有直徑0.5mm，間距0.6～0.8mm的凸出點(diǎn)，纖維網(wǎng)在加熱的鋼質(zhì)光輥和合金鋼花點(diǎn)輥之間通過，纖維網(wǎng)中與花點(diǎn)輥表面的凸出點(diǎn)接觸的纖維產(chǎn)生熱熔粘結(jié)成型。
實(shí)施例2 采用干法梳理成網(wǎng)、熱軋粘結(jié)成型工藝將原料纖維尼龍66纖維(直徑1.67dtex，長度35mm)40wt％，雙組份低熔點(diǎn)復(fù)合纖維(直徑1.67dtex，長度51mm)60wt％混合、開松；以下步驟同實(shí)施例1，制得尼龍基材無紡布，稱作熱軋尼龍基材無紡布，其性能見表1。
實(shí)施例3 采用干法梳理成網(wǎng)、熱軋粘結(jié)成型工藝將原料纖維尼龍66纖維(直徑1.1dtex，長度51mm)60wt％，雙組份低熔點(diǎn)復(fù)合纖維(直徑2.0dtex，長度35mm)40wt％混合、開松；以下步驟同實(shí)施例1，制得尼龍基材無紡布，稱作熱軋尼龍基材無紡布，其性能見表1。
實(shí)施例4 采用干法梳理氣流成網(wǎng)、平網(wǎng)熱熔粘結(jié)成型工藝將原料纖維尼龍6纖維(直徑1.1dtex，長度38mm)50wt％，雙組份低熔點(diǎn)熱熔復(fù)合纖維(直徑1.1dtex，長度38mm)50wt％混合、開松；用公知的梳理機(jī)，將上述混合松開的纖維梳理成單纖維狀；用高速氣流吹吸，使單纖維雜亂分布成纖維網(wǎng)；纖維網(wǎng)經(jīng)輥壓或雙網(wǎng)夾持浸水后，降低纖維網(wǎng)的蓬松度和厚度；用平網(wǎng)熱風(fēng)烘箱烘干水分，烘箱溫度超過140℃時，纖維網(wǎng)中含有的雙組份低熔點(diǎn)復(fù)合纖維表層聚乙烯呈玻璃化、半流體狀，在表面張力作用和熱風(fēng)風(fēng)壓作用下，流向纖維接觸點(diǎn)和交叉點(diǎn)，使纖維間相互粘結(jié)成型，制得尼龍基材無紡布，稱作氣流尼龍基材無紡布，其性能見表1。
實(shí)施例5 采用干法梳理氣流成網(wǎng)、平網(wǎng)熱熔粘結(jié)成型工藝將原料纖維尼龍6纖維(直徑1.67dtex，長度35mm)40wt％，雙組份低熔點(diǎn)熱熔復(fù)合纖維(直徑1.56dtex，長度51mm)60wt％混合、開松；以下步驟同實(shí)施例4，制得尼龍基材無紡布，稱作氣流尼龍基材無紡布，其性能見表1。
實(shí)施例6 采用干法梳理氣流成網(wǎng)、平網(wǎng)熱熔粘結(jié)成型工藝將原料纖維尼龍66纖維(直徑1.33dtex，長度51mm)60wt％，雙組份低熔點(diǎn)熱熔復(fù)合纖維(直徑2.0dtex，長度35mm)40wt％混合、開松；以下步驟同實(shí)施例4，制得尼龍基材無紡布，稱作氣流尼龍基材無紡布，其性能見表1。
實(shí)施例7 采用干法梳理氣流成網(wǎng)、圓網(wǎng)熱風(fēng)粘結(jié)成型成型工藝將原料纖維尼龍6纖維(直徑1.33dtex，長度38mm)50wt％，雙組份低熔點(diǎn)熱熔復(fù)合纖維(直徑1.67dtex，長度38mm)50wt％混合、開松；用公知的梳理機(jī)，將上述混合松開的纖維梳理成單纖維狀，其單纖維呈縱向分散排列；
用機(jī)械使單纖維雜亂成網(wǎng)；用圓網(wǎng)熱風(fēng)機(jī)熱風(fēng)風(fēng)壓抽吸，降低纖維網(wǎng)的蓬松度和厚度，同時在熱風(fēng)溫度超過140℃穿透纖維網(wǎng)時，纖維網(wǎng)含有的雙組份低熔點(diǎn)復(fù)合纖維表層聚乙烯熔化成半流動體狀，在表面張力作用和熱風(fēng)風(fēng)壓作用下，流向纖維接觸點(diǎn)和交叉點(diǎn)，使纖維間相互粘結(jié)成型，制得尼龍基材無紡布，稱作熱風(fēng)尼龍基材無紡布，其性能見表1。
實(shí)施例8 采用干法梳理氣流成網(wǎng)、圓網(wǎng)熱風(fēng)粘結(jié)成型成型工藝將原料纖維尼龍6纖維(直徑1.67dtex，長度35mm)40wt％，雙組份低熔點(diǎn)熱熔復(fù)合纖維(直徑1.67dtex，長度51mm)60wt％混合、開松；以下步驟同實(shí)施例7，制得尼龍基材無紡布，稱作熱風(fēng)尼龍基材無紡布，其性能見表1。
實(shí)施例9 采用干法梳理氣流成網(wǎng)、圓網(wǎng)熱風(fēng)粘結(jié)成型成型工藝將原料纖維尼龍66纖維(直徑1.1dtex，長度50mm)60wt％，雙組份低熔點(diǎn)熱熔復(fù)合纖維(直徑2.0dtex，長度35mm)40wt％混合、開松；以下步驟同實(shí)施例7，制得尼龍基材無紡布，稱作熱風(fēng)尼龍基材無紡布，其性能見表1實(shí)施例10 采用濕法抄造成網(wǎng)、熱熔粘結(jié)成型工藝先用去金屬離子水與高效滲透劑(異構(gòu)脂肪醇環(huán)氧乙烷磺酸鈉)按重量比1000∶8混合配制成抄造循環(huán)水；將原料纖維尼龍6纖維(直徑1.33dtex，長度3mm)40wt％，雙組份低熔點(diǎn)熱熔復(fù)合纖維(直徑1.67dtex，長度4mm)50wt％，超細(xì)維綸纖維(直徑0.5dtex，長度3mm)10wt％，按原料纖維與抄造循環(huán)水重量比0.7∶1000投入原料纖維，與抄造循環(huán)水混合、打漿、稀釋、分散至原料纖維呈單纖維狀，并懸浮于水中，制得親水性預(yù)處理纖維漿料；用濕法斜網(wǎng)抄造機(jī)，將制得的親水預(yù)處理纖維漿料抄造成網(wǎng)，脫網(wǎng)后的纖維網(wǎng)進(jìn)入熱風(fēng)長網(wǎng)烘箱內(nèi)，烘干水分，溫度達(dá)到150℃，纖維網(wǎng)中含有的雙組份低熔點(diǎn)復(fù)合纖維表層聚乙烯熔化成玻璃化半流體狀，在表面張力作用和熱風(fēng)風(fēng)壓作用下，產(chǎn)生粘結(jié)點(diǎn)，常溫冷卻時粘結(jié)點(diǎn)固化產(chǎn)生粘結(jié)強(qiáng)度，收卷制得尼龍基材無紡布，稱作濕法尼龍基材無紡布，其性能見表1。
實(shí)施例11 采用濕法抄造成網(wǎng)、熱熔粘結(jié)成型工藝先用去金屬離子水與高效滲透劑(異構(gòu)脂肪醇環(huán)氧乙烷磺酸鈉)按重量比1000∶8混合配制成抄造循環(huán)水；將原料纖維尼龍6纖維(直徑1.67dtex，長度4mm)30wt％，雙組份低熔點(diǎn)熱熔復(fù)合纖維(直徑1.56dtex，長度6mm)60wt％，超細(xì)維綸纖維(直徑0.8dtex，長度5mm)10wt％，按原料纖維與抄造循環(huán)水重量比0.7∶1000投入原料纖維，與抄造循環(huán)水混合、打漿、稀釋、分散至原料纖維呈單纖維狀，并懸浮于水中，制得親水性預(yù)處理纖維漿料；其余步驟同實(shí)施例10，制得尼龍基材無紡布，稱作濕法尼龍基材無紡布，其性能見表1。
實(shí)施例12 采用濕法抄造成網(wǎng)、熱熔粘結(jié)成型工藝先用去金屬離子水與高效滲透劑(異構(gòu)脂肪醇環(huán)氧乙烷磺酸鈉)按重量比1000∶8混合配制成抄造循環(huán)水；將原料纖維尼龍66纖維(直徑1.1dtex，長度5mm)45wt％，雙組份低熔點(diǎn)熱熔復(fù)合纖維(直徑2.0dtex，長度3mm)40wt％，超細(xì)維綸纖維(直徑0.4dtex，長度4mm)15wt％，按原料纖維與抄造循環(huán)水重量比0.7∶1000投入原料纖維，與抄造循環(huán)水混合、打漿、稀釋、分散至原料纖維呈單纖維狀，并懸浮于水中，制得親水性預(yù)處理纖維漿料；其余步驟同實(shí)施例10，制得尼龍基材無紡布，稱作濕法尼龍基材無紡布，其性能見表1。
表1


(二)制備復(fù)合尼龍隔膜(實(shí)施例13～22)
實(shí)施例13取實(shí)施例3制得的熱軋尼龍基材無紡布和實(shí)施例10制得的濕法尼龍基材無紡布各一層，用三輥熱軋機(jī)進(jìn)行熱熔、碾壓。所用三輥熱軋機(jī)設(shè)置有鋼輥、硬質(zhì)棉花輥和彈性橡膠輥，鋼輥位于中間作主傳動輥。鋼輥帶動的兩層尼龍基材無紡布，通過三輥熱軋機(jī)時，先被鋼輥加熱，再在鋼輥與硬質(zhì)棉花輥之間線性碾壓，使兩層尼龍基材無紡布壓縮到一定厚度，并初步粘合，然后繼續(xù)對尼龍基材無紡布加熱，在鋼輥與彈性橡膠輥之間進(jìn)行熱熔和碾壓，纖維與纖維間的粘接點(diǎn)和交叉點(diǎn)進(jìn)一步加強(qiáng)粘連，收卷，制得復(fù)合尼龍隔膜，其性能見表2。
實(shí)施例14取實(shí)施例2制得的熱軋尼龍基材無紡布、實(shí)施例11制得的濕法尼龍基材無紡布和實(shí)施例7制得的熱風(fēng)無紡基材布7各一層，按實(shí)施例13的相同方法制得復(fù)合尼龍隔膜，其性能見表2。
實(shí)施例15取實(shí)施例10制得的濕法尼龍基材無紡布和實(shí)施例8制得的熱風(fēng)尼龍基材無紡布各一層，按實(shí)施例13的相同方法制得復(fù)合尼龍隔膜，其性能見表2實(shí)施例16取實(shí)施例1制得的熱軋尼龍基材無紡布、實(shí)施例12制得的濕法尼龍基材無紡布和實(shí)施例7制得的熱風(fēng)無紡基材布7各一層，按實(shí)施例13的相同方法制得復(fù)合尼龍隔膜，其性能見表2。
實(shí)施例17取實(shí)施例10制得的濕法尼龍基材無紡布和實(shí)施例11制得的濕法尼龍基材無紡布各一層，按實(shí)施例13的相同方法制得復(fù)合尼龍隔膜，其性能見表2實(shí)施例18取實(shí)施例12制得的濕法尼龍基材無紡布、實(shí)施例5制得的氣流尼龍基材無紡布各一層，按實(shí)施例13的相同方法制得復(fù)合尼龍隔膜，其性能見表2。
實(shí)施例19取實(shí)施例4制得的氣流尼龍基材無紡布一層，按實(shí)施例13的相同方法制得復(fù)合尼龍隔膜，其性能見表2。
實(shí)施例20取實(shí)施例6制得的氣流尼龍基材無紡布一層，按實(shí)施例13的相同方法制得復(fù)合尼龍隔膜，其性能見表2。
實(shí)施例21取實(shí)施例11制得的濕法尼龍基材無紡布、實(shí)施例9制得的熱風(fēng)尼龍基材無紡布和實(shí)施例12制得的濕法無紡基材布各一層，按實(shí)施例13的相同方法制得復(fù)合尼龍隔膜，其性能見表2。
實(shí)施例22取實(shí)施例1制得的熱軋尼龍基材無紡布、實(shí)施例12制得的濕法尼龍基材無紡布和實(shí)施例8制得的熱風(fēng)無紡基材布各一層，按實(shí)施例13的相同方法制得復(fù)合尼龍隔膜，其性能見表2。
表2


注表1和表2的檢測方法均按電子工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SJ/T10171.1-10171.12-91進(jìn)行。
由表2可以看出，本發(fā)明的復(fù)合尼龍隔膜的單位面積重量、厚度和抗拉強(qiáng)度均能符合市場應(yīng)用廣的1500man～2000man高容量，10C～15C高倍率放電的鎳鉻SC電池的要求(單位面積重量60～75g/m2，厚度0.14～0.20mm，抗拉強(qiáng)度100～150N/5cm)。本發(fā)明的復(fù)合尼龍隔膜的吸堿率、耐堿損失率、吸堿速度也能滿足需要，隔膜的縱橫向拉力比小，隔膜均勻。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合尼龍隔膜，其特征在于，它是單層、或兩層、或三層尼龍基材無紡布的熱熔碾壓制品；在所述尼龍基材無紡布的原料纖維總重量中，尼龍纖維占40wt％至60wt％，雙組份低熔點(diǎn)熱熔復(fù)合纖維占40wt％至60wt％；或者在尼龍基材無紡布的原料纖維總重量中，尼龍纖維占40wt％至60wt％，雙組份低熔點(diǎn)熱熔復(fù)合纖維占30wt％至45wt％，超細(xì)維綸纖維占10wt％至15wt％；所述雙組份低熔點(diǎn)熱熔復(fù)合纖維是表皮層為聚乙烯，內(nèi)芯為聚丙烯的復(fù)合纖維；所述尼龍纖維是尼龍6纖維或尼龍66纖維。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合尼龍隔膜，其特征在于，所述尼龍纖維直徑1.1～1.7dtex，長度3～51mm；所述雙組份低熔點(diǎn)熱熔復(fù)合纖維直徑1.5～2.0dtex，長度3～51mm；所述超細(xì)維綸纖維直徑0.4～8.0dtex，長度3～6mm。
3.一種制造權(quán)利要求1的復(fù)合尼龍隔膜的方法，其特征在于，分為兩步①制備尼龍基材無紡布以尼龍纖維、雙組份低熔點(diǎn)熱熔復(fù)合纖維作為原料纖維；或者以尼龍纖維、雙組份低熔點(diǎn)熱熔復(fù)合纖維、超細(xì)維綸纖維作為原料纖維，按比例混合，分別采用干法梳理成網(wǎng)、熱軋粘結(jié)成型工藝；干法梳理氣流成網(wǎng)、平網(wǎng)熱熔粘結(jié)成型工藝；干法梳理成網(wǎng)、圓網(wǎng)熱風(fēng)粘結(jié)成型工藝；濕法抄造成網(wǎng)、熱熔粘結(jié)成型工藝，制得尼龍基材無紡布；②制備復(fù)合尼龍隔膜將單層、或兩層、或三層已制得的尼龍基材無紡布，用三輥熱軋機(jī)進(jìn)行熱熔、碾壓，收卷后，制得復(fù)合尼龍隔膜；所用兩層或三層尼龍基材無紡布是用相同工藝制得的，或者是用不同工藝制得的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合尼龍隔膜制造方法，其特征在于，所述尼龍纖維直徑1.1～1.7dtex，長度3～51mm；所述雙組份低熔點(diǎn)熱熔復(fù)合纖維直徑1.5～2.0dtex，長度3～51mm；所述超細(xì)維綸纖維直徑0.4～8.0dtex，長度3～6mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合尼龍隔膜制造方法，其特征在于，步驟①中，所述干法梳理成網(wǎng)、熱軋粘結(jié)成型工藝的具體步驟是將原料纖維尼龍纖維40～60wt％，雙組份低熔點(diǎn)熱熔復(fù)合纖維40～60wt％混合、開松；用公知的梳理機(jī)，將上述混合松開的纖維梳理成單纖維狀，其單纖維呈縱向分散排列；用機(jī)械使單纖維雜亂成網(wǎng)；用二輥熱軋機(jī)加熱、加壓、碾壓后，纖維網(wǎng)熱熔粘結(jié)成型制得尼龍基材無紡布，稱作熱軋尼龍基材無紡布。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的復(fù)合尼龍隔膜制造方法，其特征在于，所述二輥熱軋機(jī)是由一根鋼質(zhì)光輥，一根合金鋼花點(diǎn)輥組成，其花點(diǎn)輥表面具有直徑0.5mm，間距0.6～0.8mm的凸出點(diǎn)，纖維網(wǎng)在加熱加壓的鋼質(zhì)光輥和合金鋼花點(diǎn)輥之間通過，纖維網(wǎng)與花點(diǎn)輥表面的凸出點(diǎn)接觸的纖維產(chǎn)生熱熔粘結(jié)成型。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合尼龍隔膜制造方法，其特征在于，步驟①中，所述干法梳理氣流成網(wǎng)、平網(wǎng)熱熔粘結(jié)成型工藝的具體步驟是將原料纖維尼龍纖維40～60wt％，雙組份低熔點(diǎn)熱熔復(fù)合纖維40～60wt％混合、開松；用公知的梳理機(jī)，將上述混合松開的纖維梳理成單纖維狀；用高速氣流吹吸，使單纖維雜亂分布成纖維網(wǎng)；纖維網(wǎng)經(jīng)輥壓或雙網(wǎng)夾持浸水后，降低纖維網(wǎng)的蓬松度和厚度；用平網(wǎng)熱風(fēng)烘箱烘干水分，烘箱溫度超過140℃時，借助表面張力和熱風(fēng)風(fēng)壓，纖維之間相互粘結(jié)成型，制得尼龍基材無紡布，稱作氣流尼龍基材無紡布。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合尼龍隔膜制造方法，其特征在于，步驟①所述干法梳理氣流成網(wǎng)、圓網(wǎng)熱風(fēng)粘結(jié)成型成型工藝是將原料纖維尼龍纖維40～60wt％，雙組份低熔點(diǎn)熱熔復(fù)合纖維40～60wt％混合、開松；用公知的梳理機(jī)，將上述混合松開的纖維梳理成單纖維狀，其單纖維呈縱向分散排列；用機(jī)械使單纖維雜亂成網(wǎng)；用圓網(wǎng)熱風(fēng)機(jī)熱風(fēng)風(fēng)壓抽吸，降低纖維網(wǎng)的蓬松度和厚度，同時在熱風(fēng)溫度超過140℃穿透纖維網(wǎng)時，借助表面張力和熱風(fēng)風(fēng)壓，纖維間相互粘結(jié)成型，制得尼龍基材無紡布，稱作熱風(fēng)尼龍基材無紡布。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合尼龍隔膜制造方法，其特征在于，步驟①所述濕法抄造成網(wǎng)、熱熔粘結(jié)成型工藝是將原料纖維尼龍纖維40～60wt％，雙組份低熔點(diǎn)熱熔復(fù)合纖維30～45wt％，超細(xì)維綸纖維10～15wt％，按比例與抄造循環(huán)水混合、打漿、稀釋、分散至原料纖維呈單纖維狀，并懸浮于水中，制得親水性預(yù)處理纖維漿料；用濕法斜網(wǎng)抄造機(jī)，將制得的親水預(yù)處理纖維漿料抄造成網(wǎng)，脫網(wǎng)后的纖維網(wǎng)進(jìn)入熱風(fēng)長網(wǎng)烘箱內(nèi)，烘干水分，溫度達(dá)到150℃，借助表面張力和熱風(fēng)風(fēng)壓，纖維間產(chǎn)生粘結(jié)點(diǎn)，常溫冷卻時粘結(jié)點(diǎn)固化，收卷制得尼龍基材無紡布，稱作濕法尼龍基材無紡布。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合尼龍隔膜制造方法，其特征在于，步驟②所用三輥熱軋機(jī)設(shè)置有鋼輥、硬質(zhì)棉花輥和彈性橡膠輥，鋼輥位于中間作主傳動輥，鋼輥帶動的尼龍基材無紡布，通過三輥熱軋機(jī)時，先被鋼輥加熱，再在鋼輥與硬質(zhì)棉花輥之間線性碾壓，然后，在鋼輥與彈性橡膠輥之間熱熔和碾壓。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種復(fù)合尼龍隔膜及其制造方法，該隔膜是單層、或兩層、或三層尼龍基材無紡布的熱熔碾壓制品；原料纖維總重量中，尼龍纖維占40～60wt％，雙組份低熔點(diǎn)熱熔復(fù)合纖維占40～60wt％；或者尼龍纖維占40～60wt％，雙組份低熔點(diǎn)熱熔復(fù)合纖維占30～45wt％，超細(xì)維綸纖維占10～15wt％；制造方法是用不同工藝制備不同結(jié)構(gòu)的尼龍基材無紡布，再將單層、或兩層、或三層尼龍基材無紡布用三輥熱軋機(jī)熱熔碾壓。方法簡單、設(shè)備投資少，原料易得且價格低。本發(fā)明的復(fù)合尼龍隔膜符合市場應(yīng)用廣的1500man～2000man高容量，10C～15C高倍率放電的鎳鎘SC電池的要求。
文檔編號D04H1/00GK1917255SQ200610086130
公開日2007年2月21日 申請日期2006年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月1日
發(fā)明者孔德康 申請人:常州市康捷電池材料有限公司