CN108084556A - 一种带有珠光效果的耐电解液聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种带有珠光效果的耐电解液聚丙烯材料及其制备方法，包括如下质量百分数计的组分组成：聚丙烯树脂83~96%，改性云母粉2~10%，钛白粉1~5%，白油0.3~0.5%，其他助剂0.7~1.5%。与现有技术相比，本发明采用改性云母粉来实现聚丙烯材料的珠光效果，由于选取了特定的云母粉，单个云母微粒的结构为片状，材质为硅酸盐，与电解液不发生化学反应，加工过程中，片状的云母微粒在聚丙烯树脂中定向排列形成屏蔽层，能滞缓水汽及腐蚀性物质向树脂渗透；其他的珠光颜料比如铝银粉、铜粉等结构为球状，且容易与电解液发生反应从而被腐蚀，宏观上表现为接触电解液后壳体表面会变色，材料的机械性能下降明显。
Description
技术领域
本发明涉及一种铅酸蓄电池用耐电解液材料，具体涉及一种带有珠光效果的耐电解液聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯(polypropylene)相对密度小，仅为0.89-0.91，是塑料中最轻的品种之一。其力学性能优良，成型加工性能好。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好，具有较高的耐热性，连续使用温度可达110-120℃。聚丙烯树脂无毒性，电绝缘性能好，对于一般的化学品有较好的耐受性能。
云母粉是一种层状结构的硅酸盐，结构由两层硅氧四面体夹着一层铝氧八面体构成的复式硅氧层。解理完全，可劈成极薄的片状；云母粉属于单斜晶体，晶体为鳞片状，具丝绢光泽，纯块呈灰色、白色等，比重2.6-2.7，硬度2-3，富弹性，可弯曲，抗磨性和耐磨性好。
铅酸蓄电池被广泛应用于启动、照明、通信等能源系统，其壳盖材料多采用聚丙烯。由于铅酸蓄电池的电解液为酸性，而且使用环境较为恶劣，对壳盖所用聚丙烯材料的耐化学品腐蚀性有一定的要求。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种带有珠光效果的耐电解液聚丙烯材料。
本发明的目的还在于提供上述带有珠光效果的耐电解液聚丙烯材料的制备方法。
本发明上述目的通过以下技术方案予以实现：
一种带有珠光效果的耐电解液聚丙烯材料，由如下按照质量百分数计的组分组成：聚丙烯树脂83~96%，改性云母粉2~10%，钛白粉1~5%，白油0.3~0.5%，其他助剂0.7~1.5%。
优选的，所述聚丙烯树脂为市售通用级共聚聚丙烯，可以根据具体的需求来选择不同的牌号。
优选的，所述改性云母粉目数为60目，厚径比为85。
所述改性云母粉为表面经偶联剂KH550处理过的市售改性云母粉。
优选的，所述钛白粉为金红石型钛白粉。
优选的，所述白油为10＃白矿油。
优选的，所述其他助剂为抗氧剂、光稳定剂、润滑剂，其中，抗氧剂占原料总质量的0.2~0.5%；润滑剂占原料总质量的0.3~0.5%；光稳定剂占原料总质量的0.2~0.5%。
本发明一种带有珠光效果的耐电解液聚丙烯材料的制备方法如下：
1. 配料：按质量比例称取原料，所述原料包括聚丙烯树脂、改性云母粉、钛白粉、白矿油、其他助剂；
2. 混合：将称量好的聚丙烯树脂投入到高速混料机中，加入白油进行预混合，混合时间1~3分钟，待聚丙烯树脂表面均匀沾上白矿油，然后将其他原料投入到混料机中，混合混合时间2~3分钟，混合充分后得到混合料；
3. 熔融挤出：将混合料投入到熔融挤出机中挤出并造粒。
本发明步骤2）中高速混料机的速度为1000转/分钟。
本发明步骤3）中熔融挤出机为双螺杆挤出机，熔融挤出温度185-200℃，螺杆转速为380转/分。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明所提供的带有珠光效果的耐电解液聚丙烯，采用改性云母粉来实现聚丙烯材料的珠光效果，由于选取了特定的云母粉，单个云母微粒的结构为片状，材质为硅酸盐，与电解液不发生化学反应，加工过程中，片状的云母微粒在聚丙烯树脂中定向排列形成屏蔽层，能滞缓水汽及腐蚀性物质向树脂渗透；其他的珠光颜料比如铝银粉、铜粉等结构为球状，且容易与电解液发生反应从而被腐蚀，宏观上表现为接触电解液后壳体表面会变色，材料的机械性能下降明显。
由于云母粉的微观结构为片状，加工注塑的过程中在聚丙烯树脂中定向排列，还在一定程度上改善了材料的刚性，而且由于云母粉对电解液的惰性，使得本发明制备的聚丙烯材料具有优良的耐电解液性能，完全满足铅酸蓄电池对壳体材料的要求。
本发明制备的材料具有优良的耐电解液性能，经应用试验，在铅酸蓄电池电解液中浸泡1000H无明显变色，而且材料性能明显优于对比样。
具体实施方式
以下结合实施例来进一步解释本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。
实施例1
先将91％质量的聚丙烯树脂、0.5%质量的10＃白矿油投入到高速混合机中混合两分钟，然后将5％质量的改性云母粉、2.5％质量的金红石型钛白粉、0.5％质量的润滑剂、0.2％质量的光稳定剂UV-770、0.1％质量的主抗氧剂四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯（1010）和0.2％辅助抗氧剂三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯（168）投入到高速混料机混合两分钟后从计量喂料器进入双螺杆挤出机塑化、熔融，再经挤出、冷却、过磁、包装得到产品。
实施例2
先将94％质量的聚丙烯树脂、0.5%质量的10＃白矿油投入到高速混合机中混合两分钟，然后将3％质量的改性云母粉、1.5％质量的金红石型钛白粉、0.3％质量的润滑剂、0.3％质量的光稳定剂UV-770、0.2％质量的主抗氧剂四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯（1010）和0.2％辅助抗氧剂三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯（168）投入到高速混料机混合两分钟后从计量喂料器进入双螺杆挤出机塑化、熔融，再经挤出、冷却、过磁、包装得到产品。
实施例1和2的制备方法及工艺如下：
（1）原材料的处理及混合
将聚丙烯树脂、10＃白矿油、投入到高速混合机中混合两分钟，待白矿油均匀沾在聚丙烯树脂表面后，将钛白粉、改性云母粉、润滑剂、光稳定剂、抗氧剂在高速混料机中混合2分钟，使各组分充分搅拌分散均匀；
（2）熔融挤出
将混合好的物料加入双螺杆挤出机中，熔融挤出温度在185-200℃之间，螺杆转速为380转/分；
（3）造粒及后处理
对挤出的物料进行冷却、风干、切粒、过强磁、包装得到成品；
对实施例1和实施例2所得的注塑用带珠光效果的聚丙烯材料的性能如下
| 测试项目 | 测试标准 | 测试条件 | 实施例1 | 实施例2 |
| 比重（g/cm3） | GB/T 1033 | 23℃ | 0.93 | 0.91 |
| 拉伸强度（MPa） | GB/T 1040 | 50mm/min | 26 | 25 |
| 弯曲强度（MPa） | GB/T 9341 | 2mm/min | 58 | 56 |
| 弯曲模量（MPa） | GB/T 9341 | 2mm/min | 6600 | 6300 |
| 缺口冲击强度（KJ/m2） | GB/T 1843 | 3.2mm, 23℃ | 5.8 | 6.3 |
| 耐电解液性能 | 1000H | 1000H | ||
| 珠光效果 | 目测 | 效果良好 | 效果良好 |
以上是本发明的较佳实施例。
综上所述，本发明开放出一款带有珠光效果的耐电解液聚丙烯材料，材料具有明显的珠光效果，机械性能优良，此外，本发明制备的材料具有优良的耐电解液性能，在铅酸蓄电池电解液中浸泡1000H无明显变色，而且材料性能明显优于对比样。
凡依本发明技术方案所作出的改变，所产生的功能作用未能超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种带有珠光效果的耐电解液聚丙烯材料，由如下质量百分数计的组分组成：聚丙烯树脂83~96%，改性云母粉2~10%，钛白粉1~5%，白油0.3~0.5%，其他助剂0.7~1.5%。
2.根据权利要求1所述带有珠光效果的耐电解液聚丙烯材料，其特征在于：所述改性云母粉目数为60目，厚径比为85。
3.根据权利要求1所述带有珠光效果的耐电解液聚丙烯材料，其特征在于：所述改性云母粉为表面经偶联剂处理过的市售改性云母粉。
4.根据权利要求1所述带有珠光效果的耐电解液聚丙烯材料，其特征在于：所述钛白粉为金红石型钛白粉。
5.根据权利要求1所述带有珠光效果的耐电解液聚丙烯材料，其特征在于：所述白油为10＃白矿油。
6.根据权利要求1所述带有珠光效果的耐电解液聚丙烯材料，其特征在于：所述其他助剂为抗氧剂、光稳定剂、润滑剂，其中，抗氧剂占原料总质量的0.2~0.5%；润滑剂占原料总质量的0.3~0.5%；光稳定剂占原料总质量的0.2~0.5%。
7.一种权利要求1所述带有珠光效果的耐电解液聚丙烯材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1）配料；按所述质量比例称取原料；
2）混合：将称量好的聚丙烯树脂投入到高速混料机中，加入白油进行预混合，混合时间1~3分钟，待聚丙烯树脂表面均匀沾上白油，然后将其他原料投入到混料机中，混合混合时间2~3分钟，混合充分后得到混合料；
3）熔融挤出：将混合料投入到熔融挤出机中挤出并造粒。
8.根据权利要求7所述带有珠光效果的耐电解液聚丙烯材料的制备方法，其特征在于：步骤2）中高速混料机的速度为1000转/分钟。
9.根据权利要求7所述带有珠光效果的耐电解液聚丙烯材料的制备方法，其特征在于：步骤3）中熔融挤出机为双螺杆挤出机，熔融挤出温度185-200℃，螺杆转速为380转/分。
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