CN105802020A - 新能源汽车蓄电池外壳用极性改性聚丙烯及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了新能源汽车蓄电池外壳用极性改性聚丙烯及其制备方法，包括由嵌段共聚丙烯、混入至少一种颗粒状物质的间规聚丙烯、无规共聚聚丙烯和乙烯均聚物聚合而成的共聚单体乙烯质量分数为8‑12%α晶型聚丙烯以及辅料；以此为原料，在造粒阶段加入重量百分比为0.16‑0.36%β晶型成核剂；在混合阶段中增加重量百分比为0.1‑0.5%的耐老化剂以及重量百分比为0.2‑0.4%的增韧剂。本发明提高了新能源汽车用的蓄电池外壳的耐冲击、抗震的机械性能，同时兼顾并提升其热稳定性能以及抗氧化和耐腐蚀的化学性能，进而增强蓄电池外壳的使用寿命，从而降低了其使用成本。

Description

新能源汽车蓄电池外壳用极性改性聚丙烯及其制备方法
技术领域
本发明涉及新能源汽车用蓄电池外壳的材料制配方及材料制备方法技术领域，特别是涉及新能源汽车蓄电池外壳用极性改性聚丙烯及其制备方法。
背景技术
新能源汽车电池外壳在设计时，要求具有较强的耐冲击、抗震动、耐挤压、耐颠簸等机械性能，同时兼顾抗氧化（耐紫外线）的性能，耐气候（耐大气侵蚀，不易被腐蚀），从而保证其具有较强的使用性能，适合在汽车上。
目前，虽然塑料制品的相关单位虽然公布了关于改性聚丙烯以及共聚型聚丙烯在工业中的相关应用以及配制方法，其中申请公布号为CN104558822A，名称为一种聚丙烯组合物，其公开了聚丙烯包括抗冲聚丙烯、无规共聚聚丙烯和乙烯均聚物。其中，所述抗冲聚丙烯的重量份数为70-90份，无规共聚聚丙烯的重量份数为4-20份，乙烯均聚物的重量份数为4-20份。根据该申请提供的聚丙烯组合物为多相结构，具有较好的刚韧平衡特性，同时具有较好的耐应力发白性能。但是其抗老化、耐腐蚀性能以及热稳定性能不够，使用寿命也在很大的程度上受到限制。其余的一些聚丙烯混合物的兼顾了其力学性能，就较难兼顾其耐候性能以及其耐低温性能，故而目前没有一种兼顾上述性能，并且适合新能源汽车使用的电池外壳。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了新能源汽车蓄电池外壳用极性改性聚丙烯及其制备方法，其目的在于新能源汽车蓄电池外壳的耐冲击、抗震的机械性能，同时兼顾并提升其热稳定性能以及抗氧化和耐腐蚀的化学性能，进而增强蓄电池外壳的使用寿命，从而降低其使用成本，为新能源汽车蓄电池的使用提供良好的使用技术支撑。
本发明所采用的技术方案是：新能源汽车蓄电池外壳用极性改性聚丙烯，包括由嵌段共聚丙烯、混入至少一种颗粒状物质的间规聚丙烯、无规共聚聚丙烯和乙烯均聚物聚合而成的共聚单体乙烯质量分数为8-12%α晶型聚丙烯以及辅料，所述辅料包括耐老化剂、抗氧化剂、填料以及助剂；以此为原料，在造粒阶段加入重量百分比为0.16-0.36%β晶型成核剂；在混合阶段中增加重量百分比为0.1-0.5%的耐老化剂以及重量百分比为0.2-0.4%的增韧剂。
本发明的进一步改进在于，所述α晶型聚丙烯在制备时，包括按重量百分比计算的如下物质：嵌段共聚丙烯60-66%，混入至少一种颗粒状物质的间规聚丙烯10-15%，无规共聚聚丙烯4-12%，乙烯均聚物15-25%。
本发明的进一步改进在于，所述耐老化剂中至少包含重量比为0.01-0.03%的聚四氟乙烯的氧化锌。
本发明的进一步改进在于，所述填料为硅烷偶联剂修饰的无机粉末。
本发明还提供新能源汽车蓄电池外壳用极性改性聚丙烯的制备方法，包括如下步骤：
S1，α晶型聚丙烯合成，采用嵌段共聚丙烯、混入至少一种颗粒状物质的间规聚丙烯、无规共聚聚丙烯和乙烯均聚物聚合而成的共聚单体乙烯质量分数为8-12%α晶型聚丙烯；
S2，晶型转换，以步骤S1中得到的α晶型聚丙烯为原料，在造粒阶段向其内添加0.16-0.36%β晶型成核剂；将两种原料在高速混合机中混合4-6min，在双螺杆挤出机中挤出造粒，料筒温度为180℃-230℃，螺杆转速为400-420rpm，得到α晶型聚丙烯以及β晶型聚丙烯混合物；
S3，混合阶段，向其内添加重量比为0.01-0.03%的聚四氟乙烯的氧化锌和填料。
本发明的进一步改进在于，步骤S1共聚聚丙稀合成时，按照下述重量百分比配料完成后：嵌段共聚丙烯60-66%，混入至少一种颗粒状物质的间规聚丙烯10-15%，无规共聚聚丙烯4-12%，乙烯均聚物15-25%，加入重量百分比为0.3-0.35%的抗氧剂，在210-220°C的高温环境下，按照熔融指数为0.31-0.4g/min进行混合得到质量分数为10-15%%α晶型聚丙烯。
本发明的进一步改进在于，步骤S1共聚聚丙稀合成中，加入重量百分比含量为0.3-0.35%的抗氧剂，在213-218°C的高温环境下熔融1-2h，按照熔融指数为0.31-0.4g/min进行混合得到质量分数为10-15%α晶型聚丙烯。
本发明的进一步改进在于，步骤S2中的α晶型聚丙烯与β晶型聚丙烯的重量比为60：40至75：25。
本发明的进一步改进在于，所述步骤S3的混合阶段中，还包括步骤S4，在其内添加助剂和增韧剂。
本发明的进一步改进在于，所述步骤S3混合阶段中添加的助剂、增韧剂的重量百分比含量为0.4-0.8%、0.3-0.6%。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的极性改性聚丙烯，采用嵌段共聚丙烯、混入至少一种颗粒状物质的间规聚丙烯、无规共聚聚丙烯和乙烯均聚物聚合而成的共聚单体乙烯质量分数为8-12%α晶型聚丙烯，充分了极性改性聚丙烯较为优越的韧性、化学稳定性能以及耐腐蚀性能，得到了质量分数为8-12%的α晶型聚丙烯型，其结晶程度高，耐冲击性能以及耐腐蚀性能较强；但是其收缩率较大。故而本申请在其基础上，以其为原料，在造粒阶段加入重量百分比为0.16-0.36%β晶型成核剂，使其熔融，得到α晶型聚丙烯以及β晶型聚丙烯混合物，充分利用了β晶型聚丙烯的结晶状态与α晶型聚丙烯的结晶状态不一样，其结晶为球状，其能充分吸收冲击能量，并且减缓变形，同时具有较强的韧性，但是耐腐蚀性能得到一定的减缓。故而本极性改性聚丙烯合成后，又在其内增加了相应的辅料，最终保证了其具有较强的机械性能、耐腐蚀性能以及良好的化学稳定性能。
本发明的极性改性聚丙烯及其制备方法，提高了新能源汽车用的蓄电池外壳的耐冲击、抗震的机械性能，同时兼顾并提升其热稳定性能以及抗氧化和耐腐蚀的化学性能，进而增强蓄电池外壳的使用寿命，从而降低了其使用成本，为新能源汽车的使用提供良好的使用技术支撑。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面结合实施例对本发明进一步说明，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。
实施例1
新能源汽车蓄电池外壳用极性改性聚丙烯的制备方法，包括如下步骤：
S1，α晶型聚丙烯合成，按照下述重量百分比配料：嵌段共聚丙烯60g、混入至少一种颗粒状物质的间规聚丙烯10g、无规共聚聚丙烯4g和乙烯均聚物15g,加入重量百分比为0.3g的抗氧剂,在210-220°C的高温环境下，按照熔融指数为0.31-0.4g/min进行混合得到质量分数为10-15%α晶型聚丙烯；
S2，晶型转换，以步骤S1中得到的α晶型聚丙烯为原料，在造粒阶段向其内添加0.16gβ晶型成核剂；将两种原料在高速混合机中混合4-6min，在双螺杆挤出机中挤出造粒，料筒温度为180℃-230℃，螺杆转速为400-420rpm，得到α晶型聚丙烯以及β晶型聚丙烯混合物；
S3，混合阶段，向其内添加重量比为0.01g的聚四氟乙烯的氧化锌和填料、0.4g助剂、0.3g增韧剂,搅拌均匀后便可连通注塑机成形为蓄电池的外壳使用。
S4，采用以上步骤得到的极性改性聚丙烯制成蓄电池外壳。
S5，进行抗冲击性能试验，冲击试验结果显示，其与现有的EPF30R聚丙烯和进口的AY-564聚丙烯相比，其拉伸屈服强度和弯曲模量都增加了，相应地其拉伸屈服的伸长率缩短了，从而很好地说了，本申请的配方以及方法，提高了极性改性聚丙烯的机械性能。
耐腐蚀性能试验，将制成的蓄电池外壳，置于海边或者高原地区的露天进行耐侯试验，其耐候时间比现有的聚丙烯制成的蓄电池外壳增加了1.8倍。
实施例2
新能源汽车蓄电池外壳用极性改性聚丙烯的制备方法，包括如下步骤：
S1，α晶型聚丙烯合成，按照下述重量百分比配料：嵌段共聚丙烯63g、混入至少一种颗粒状物质的间规聚丙烯13g、无规共聚聚丙烯8g和乙烯均聚物20g,加入重量百分比为0.33g的抗氧剂,在210-220°C的高温环境下，按照熔融指数为0.31-0.4g/min进行混合得到质量分数为10-15%α晶型聚丙烯；
S2，晶型转换，以步骤S1中得到的α晶型聚丙烯为原料，在造粒阶段向其内添加0.26gβ晶型成核剂；将两种原料在高速混合机中混合4-6min，在双螺杆挤出机中挤出造粒，料筒温度为180℃-230℃，螺杆转速为400-420rpm，得到α晶型聚丙烯以及β晶型聚丙烯混合物；
S3，混合阶段，向其内添加重量比为0.03g的聚四氟乙烯的氧化锌和填料、0.6g助剂、0.45g增韧剂,搅拌均匀后便可连通注塑机成形为蓄电池的外壳使用。
S4，采用以上步骤得到的极性改性聚丙烯制成蓄电池外壳。
S5，进行抗冲击性能试验，冲击试验结果显示，其与现有的EPF30R聚丙烯和进口的AY-564聚丙烯相比，其拉伸屈服强度和弯曲模量都增加了，相应地其拉伸屈服的伸长率缩短了，从而很好地说了，本申请的配方以及方法，提高了极性改性聚丙烯的机械性能。
耐腐蚀性能试验，将制成的蓄电池外壳，置于海边或者高原地区的露天进行耐侯试验，其耐候时间比现有的聚丙烯制成的蓄电池外壳增加了1.5倍。
实施例3
新能源汽车蓄电池外壳用极性改性聚丙烯的制备方法，包括如下步骤：
S1，α晶型聚丙烯合成，按照下述重量百分比配料：嵌段共聚丙烯66g、混入至少一种颗粒状物质的间规聚丙烯15g、无规共聚聚丙烯12g和乙烯均聚物25g,加入重量百分比为0.35g的抗氧剂,在210-220°C的高温环境下，按照熔融指数为0.31-0.4g/min进行混合得到质量分数为10-15%α晶型聚丙烯；
S2，晶型转换，以步骤S1中得到的α晶型聚丙烯为原料，在造粒阶段向其内添加0.36gβ晶型成核剂；将两种原料在高速混合机中混合4-6min，在双螺杆挤出机中挤出造粒，料筒温度为180℃-230℃，螺杆转速为400-420rpm，得到α晶型聚丙烯以及β晶型聚丙烯混合物；
S3，混合阶段，向其内添加重量比为0.035g的聚四氟乙烯的氧化锌和填料、0.8g助剂、0.6g增韧剂,搅拌均匀后便可连通注塑机成形为蓄电池的外壳使用。
S4，采用以上步骤得到的极性改性聚丙烯制成蓄电池外壳。
S5，进行抗冲击性能试验，冲击试验结果显示，其与现有的EPF30R聚丙烯和进口的AY-564聚丙烯相比，其拉伸屈服强度和弯曲模量都增加了，相应地其拉伸屈服的伸长率缩短了，从而很好地说了，本申请的配方以及方法，提高了极性改性聚丙烯的机械性能。
耐腐蚀性能试验，将制成的蓄电池外壳，置于海边或者高原地区的露天进行耐侯试验，其耐候时间比现有的聚丙烯制成的蓄电池外壳增加了1.4倍。
S6，进行抗冲击性能试验，其与现有的EPF30R聚丙烯和进口的AY-564聚丙烯相比，其拉伸屈服强度和弯曲模量都增加了，相应地其拉伸屈服的伸长率缩短了，从而很好地说了，本申请的配方以及方法，提高了极性改性聚丙烯的机械性能。
耐腐蚀性能试验，将制成的蓄电池外壳，置于海边或者高原地区的露天进行耐侯试验，其耐候时间比现有的聚丙烯制成的蓄电池外壳增加了2.6倍。
此外，经某大型蓄电池厂使用，生产多种规格铅酸蓄电池,反映该专用料综合性能优异,具体表现在:设备能耗有明显降低；制品脱模顺利、成型周期短、成本降低，外观各项指标与进口料生产的制品相同；耐低温冲击性能最优。
本发明提高了新能源汽车用的蓄电池外壳的耐冲击、抗震的机械性能，同时兼顾并提升其热稳定性能以及抗氧化和耐腐蚀的化学性能，进而增强蓄电池外壳的使用寿命，从而降低了其使用成本，为新能源汽车的使用提供良好的使用技术支撑。
本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.新能源汽车蓄电池外壳用极性改性聚丙烯，其特征在于：包括由嵌段共聚丙烯、混入至少一种颗粒状物质的间规聚丙烯、无规共聚聚丙烯和乙烯均聚物聚合而成的共聚单体乙烯质量分数为8-12%α晶型聚丙烯以及辅料，所述辅料包括耐老化剂、抗氧化剂、填料以及助剂；以此为原料，在造粒阶段加入重量百分比为0.16-0.36%β晶型成核剂；在混合阶段中增加重量百分比为0.1-0.5%的耐老化剂以及重量百分比为0.2-0.4%的增韧剂。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车蓄电池外壳用极性改性聚丙烯，其特征在于：所述α晶型聚丙烯在制备时，包括按重量百分比计算的如下物质：嵌段共聚丙烯60-66%，混入至少一种颗粒状物质的间规聚丙烯10-15%，无规共聚聚丙烯4-12%，乙烯均聚物15-25%。
3.根据权利要求1所述的新能源汽车蓄电池外壳用极性改性聚丙烯，其特征在于：所述耐老化剂中至少包含重量比为0.01-0.03%的聚四氟乙烯的氧化锌。
4.根据权利要求1或3所述的新能源汽车蓄电池外壳用极性改性聚丙烯，其特征在于：所述填料为硅烷偶联剂修饰的无机粉末。
5.新能源汽车蓄电池外壳用极性改性聚丙烯的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1，α晶型聚丙烯合成，采用嵌段共聚丙烯、混入至少一种颗粒状物质的间规聚丙烯、无规共聚聚丙烯和乙烯均聚物聚合而成的共聚单体乙烯质量分数为8-12%α晶型聚丙烯；
S2，晶型转换，以步骤S1中得到的α晶型聚丙烯为原料，在造粒阶段向其内添加0.16-0.36%β晶型成核剂；将两种原料在高速混合机中混合4-6min，在双螺杆挤出机中挤出造粒，料筒温度为180℃-230℃，螺杆转速为400-420rpm，得到α晶型聚丙烯以及β晶型聚丙烯混合物；
S3，混合阶段，向其内添加重量比为0.01-0.03%的聚四氟乙烯的氧化锌和填料。
6.根据权利要求5所述的新能源汽车用蓄电池外壳用改性聚丙烯制备方法，其特征在于：步骤S1共聚聚丙稀合成时，按照下述重量百分比配料完成后：嵌段共聚丙烯60-66%，混入至少一种颗粒状物质的间规聚丙烯10-15%，无规共聚聚丙烯4-12%，乙烯均聚物15-25%，加入重量百分比为0.3-0.35%的抗氧剂，在210-220°C的高温环境下，按照熔融指数为0.31-0.4g/min进行混合得到质量分数为10-15%%α晶型聚丙烯。
7.根据权利要求6所述的新能源汽车用蓄电池外壳用改性聚丙烯制备方法，其特征在于：步骤S1共聚聚丙稀合成中，加入重量百分比含量为0.3-0.35%的抗氧剂，在213-218°C的高温环境下熔融1-2h，按照熔融指数为0.31-0.4g/min进行混合得到质量分数为10-15%α晶型聚丙烯。
8.根据权利要求5所述的新能源汽车用蓄电池外壳用改性聚丙烯制备方法，其特征在于：步骤S2中的α晶型聚丙烯与β晶型聚丙烯的重量比为60：40至75：25。
9.根据权利要求5所述的新能源汽车用蓄电池外壳用改性聚丙烯制备方法，其特征在于：所述步骤S3的混合阶段中，还包括步骤S4，在其内添加助剂和增韧剂。
10.根据权利要求9所述的新能源汽车用蓄电池外壳用改性聚丙烯制备方法，其特征在于：所述步骤S3混合阶段中添加的助剂、增韧剂的重量百分比含量为0.4-0.8%、0.3-0.6%。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN1656164A (zh) * 2002-05-30 2005-08-17 西巴特殊化学品控股有限公司 β－结晶聚丙烯

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徐应麟: "《电线电缆手册 第2版》", 30 April 2014 *
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