CN108948740A - 一种绝缘聚苯硫醚树脂、其制备方法及动力电池 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种绝缘聚苯硫醚树脂，有以下质量分数的组分制成：聚苯硫醚：10～60％；硅酸盐玻璃纤维：30～60％；碳酸钙：5～55％。本发明在聚苯硫醚中加入硅酸盐玻璃纤维和碳酸钙，通过改进配方，提高了聚苯硫醚树脂的高压电阻值，使其绝缘性能优良，同时，本发明中的聚苯硫醚树脂还具有良好的机械性能、阻燃性能和耐磨性能。本发明中的绝缘聚苯硫醚树脂的绝缘电阻值＞2000MΩ，另外，本发明通过技术改进，将绝缘电阻不良率由20％，控制在0.1％内。降低生产成本，提高产品品质，满足现代化新能源汽车电池的高标准要求。本发明还提供了一种绝缘聚苯硫醚树脂的制备方法及动力电池。
Description
技术领域
本发明属于新能源汽车电池技术领域，尤其涉及一种绝缘聚苯硫醚树脂、其制备方法及动力电池。
背景技术
随着全球环境问题的日益恶化，作为取代传统汽油燃料动力来源的新能源汽车正越来越多的受到人们的关注。
新能源汽车的动力来源一般为动力电池，主要有锂离子电池和三元电池，动力电池的电池盖板负极部分的绝缘材料多为聚苯硫醚(PPS)，聚苯硫醚是第一大特种工程塑料，具有良好的耐热性能，耐化学腐蚀性能、电性能、阻燃性能和粘结性能等，广泛应用在汽车，电子电器和家电等领域。
但是，目前市场的PPS树脂高压绝缘电阻值偏低，在1～500MΩ之间，由于绝缘范围值偏低，导致因绝缘电阻测试性能时，产生的波动异常无法有效判断和问题分析。
发明内容
本发明提供了一种绝缘聚苯硫醚树脂、其制备方法及动力电池，本发明中的绝缘聚苯硫醚树脂绝缘电阻值较高。
本发明提供一种绝缘聚苯硫醚树脂，有以下质量分数的组分制成：
聚苯硫醚：10～60％；
硅酸盐玻璃纤维：30～60％；
碳酸钙：5～55％。
优选的，所述聚苯硫醚的质量分数为30～50％。
优选的，所述硅酸盐玻璃纤维的直径为10～15μm；
所述硅酸盐玻璃纤维的粒径为800～1500目。
优选的，所述硅酸盐玻璃纤维的质量分数为40～55％。
优选的，所述碳酸钙的质量分数为10～30％。
本发明提供一种绝缘聚苯硫醚树脂的制备方法，包括以下步骤：
以质量分数计，将10～60％的聚苯硫醚、30～60％的硅酸盐玻璃纤维和5～55％的碳酸钙混合，进行注塑，得到绝缘聚苯硫醚树脂。
优选的，所述注塑的模具温度为130～150℃；
所述注塑的压力为80～150MPa；
所述注塑的速度为40～150mm/sec；
所述注塑的时间为10～30s。
优选的，所述注塑中所使用的喷嘴的温度为310～330℃。
优选的，所述注塑的料筒温度为：第一段：290～300℃；第二段：300～320℃；第三段：310～330℃；第四段：310～330℃。
本发明提供一种动力电池，其特征在于，所述动力电池的电池盖板包括上文所述的绝缘聚苯硫醚树脂。
本发明提供了一种绝缘聚苯硫醚树脂，有以下质量分数的组分制成：聚苯硫醚：10～60％；硅酸盐玻璃纤维：30～60％；碳酸钙：5～55％。本发明在聚苯硫醚中加入硅酸盐玻璃纤维和碳酸钙，通过改进配方，提高了聚苯硫醚树脂的电阻值，绝缘性能优良，同时，本发明中的聚苯硫醚树脂还具有良好的机械性能、阻燃性能和耐磨性能。本发明中的绝缘聚苯硫醚树脂的绝缘电阻值＞2000MΩ，另外，本发明通过技术改进，将绝缘电阻不良率由20％，控制在0.1％内。降低生产成本，提高产品品质，满足现代化新能源汽车电池的高标准要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明注塑过程中的模具温度控制曲线。
具体实施方式
本发明提供了一种绝缘聚苯硫醚树脂，有以下质量分数的组分制成：
聚苯硫醚：10～60％；
硅酸盐玻璃纤维：30～60％；
碳酸钙：5～55％。
在本发明中，所述聚苯硫醚的质量分数为10～60％，优选为20～50％，更优选为30～40％，具体的，在本发明的实施例中，可以是60％、20％或30％；所述聚苯硫醚为一种白色粉末，平均分子量为0.4～0.5万，密度为1.3～1.8g/cm3，结晶度高，硬而脆，相对密度1.362，熔点275～290℃，玻璃化温度l50℃，700℃开始分解，热变形温度＞260℃，在400℃的空气或氮气中稳定，长期使用温度250℃。耐化学腐蚀性优异，对无机酸、碱、盐、有机酸、酯、酮、酯、醇、酚、脂肪烃、芳香烃、氯代烃等稳定。溶于氯代联苯，在170℃以下不溶于绝大多数溶剂。耐紫外线和60Co射线良好。相对密度1.34～1.36吸水性(24h)＜0.02％，拉伸强度＞96Mpa，伸长率0.8％～1.3％，马丁耐热＞102℃，冲击强度(无缺口)＞7.2kJ/m2，洛氏硬度R121，极限氧指数44～53％。
所述硅酸盐玻璃纤维的纤维直径优选为10～15μm，更优选为11～14μm，最优选为12～13μm；所述硅酸盐玻璃纤维的粒径优选为800～1500目，更优选为1000～1200目；所述硅酸盐玻璃纤维的质量分数为30～60％，优选为40～50％，具体的，在本发明的实施例中，可以是30％、40％或60％。
所述碳酸钙的质量分数为5～40％，优选为10～30％，更优选为15～25％，具体的，在本发明的实施例中，可以是10％、20％或30％。
本发明还提供了一种绝缘聚苯硫醚树脂的制备方法，包括以下步骤：
以质量分数计，将10～60％的聚苯硫醚、30～60％的硅酸盐玻璃纤维和5～55％的碳酸钙混合，进行注塑，得到绝缘聚苯硫醚树脂。
在本发明中，所述各原料的种类、来源和用量与上文中各种原料的种类、来源和用量一致，在此不再赘述。
在本发明中，所述注塑中使用的模具温度优选为130～150℃，更优选为140℃；所述注塑中料筒的四段温度设定如下：第一段：290～300℃；第二段：300～320℃；第三段：310～330℃；第四段：310～330℃；所述注塑中喷嘴的温度优选为310～330℃，更优选为320℃；所述注塑的压力优选为80～150MPa(注塑机整体压力使用率60～95％)，更优选为90～140MPa，最优选为100～120MPa；所述注塑的速度优选为中速至高速注塑，具体优选为40～150mm/s，更优选为50～140mm/s，最优选为80～100mm/s；所述注塑的时间优选为10～30s，更优选为20s。
在本发明中，所述注塑的模具温度优选按照图1所示曲线进行控制。
当本发明采用合适形状的模具时，按照上述方法即可注塑得到绝缘聚苯硫醚树脂电池盖板。
本发明还提供了一种动力电池，其电池盖板包括上文所述的绝缘聚苯硫醚，具体的，本发明中的动力电池为新能源汽车用的动力电池，主要是三元电池或锂电池，上文所述的绝缘聚苯硫醚晶注塑后形成所需形状，用于动力电池盖板上负极部分的绝缘片。
在本发明中，所述动力电池的其他部件，如正极、负极、隔膜以及电解液等，均可采用常规材料制成，在此不再赘述。
本发明提供了一种绝缘聚苯硫醚树脂，有以下质量分数的组分制成：聚苯硫醚：10～60％；硅酸盐玻璃纤维：30～60％；碳酸钙：5～55％。本发明在聚苯硫醚中加入硅酸盐玻璃纤维和碳酸钙，通过改进配方，提高了聚苯硫醚树脂的电阻值，绝缘性能优良，同时，本发明中的聚苯硫醚树脂还具有良好的机械性能、阻燃性能和耐磨性能。本发明中的绝缘聚苯硫醚树脂的绝缘电阻值＞2000MΩ，另外，本发明通过技术改进，将绝缘电阻不良率由20％，控制在0.1％内。降低生产成本，提高产品品质，满足现代化新能源汽车电池的高标准要求。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种绝缘聚苯硫醚树脂、其制备方法及动力电池进行详细描述，但不能将其理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
按照以下配比将原料混合：
聚苯硫醚：60％；
硅酸盐玻璃纤维：30％；
碳酸钙：10％；
得到的混合原料填入料筒，设定料筒四段温度，通过310℃的喷嘴将混合原料射入模具中，模具温度130℃，模具填满后冷却定型，得到聚苯硫醚树脂电池盖板。
其中，料筒四段温度设定如下：第一段：290℃；第二段：300℃；第三段：310℃；第四段：310℃；
注塑压力80MPa，速度40mm/s。
实施例2
按照以下配比将原料混合：
聚苯硫醚：20％；
硅酸盐玻璃纤维：60％；
碳酸钙：20％；
得到的混合原料填入料筒，设定料筒四段温度，通过330℃的喷嘴将混合原料射入模具中，模具温度150℃，模具填满后冷却定型，得到聚苯硫醚树脂电池盖板。
其中，料筒四段温度设定如下：第一段：300℃；第二段：320℃；第三段：330℃；第四段：330℃；
注塑压力150MPa，速度150mm/s。
实施例3
按照以下配比将原料混合：
聚苯硫醚：30％；
硅酸盐玻璃纤维：40％；
碳酸钙：30％；
得到的混合原料填入料筒，设定料筒四段温度，通过320℃的喷嘴将混合原料射入模具中，模具温度140℃，模具填满后冷却定型，得到聚苯硫醚树脂电池盖板。
其中，料筒四段温度设定如下：第一段：300℃；第二段：310℃；第三段：320℃；第四段：320℃；
注塑压力100MPa，速度100mm/s。
对实施例1～3中得到的电池盖板进行相应的性能测试，结果如表1所示，
表1本发明实施例1～3中电池盖板的性能数据
本发明对实施例1～3中的电池盖板进行了稳定性试验，试验方法及试验结果如下：
电阻值测试采用常州市扬子电子有限公司的YD9850型程控耐电压绝缘测试仪，其量程为0～2000MΩ。
高低温冲击测试：
将本申请实施例1中的聚苯硫醚树脂盖板在-40℃下存储8小时，然后在85℃下存储8小时，反复5个循环，然后低温冷却并在30min之内测试其电阻值，结果绝缘电阻大于2000MΩ，仪器无法测出具体数值。
低温存储测试：
将本申请实施例1中的聚苯硫醚树脂盖板在-40℃下存储48小时后，测试其电阻值，其绝缘电阻大于2000MΩ，仪器无法测出具体数值。
高温高湿测试：
将本申请实施例1中的聚苯硫醚树脂盖板在85℃、湿度为95％的环境下存储7天，测试其电阻值，其绝缘电阻大于2000MΩ，仪器无法测出具体数值。
真空烘烤测试
将本申请实施例1中的聚苯硫醚树脂盖板在110℃下真空烘烤48小时，测试其电阻值，其绝缘电阻大于2000MΩ，仪器无法测出具体数值。
盐雾试验：
按照GB/T2423.17-2008中的盐雾测试方法，将本申请实施例1中的聚苯硫醚树脂盖板进行盐雾测试48小时后，静置16小时，测试其电阻值，其绝缘电阻大于2000MΩ，仪器无法测出具体数值。
由此可见，本发明中的绝缘聚苯硫醚树脂绝缘电阻值大，且稳定性好，同时还具有较好的力学性能和耐热性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种绝缘聚苯硫醚树脂，有以下质量分数的组分制成：
聚苯硫醚：10～60％；
硅酸盐玻璃纤维：30～60％；
碳酸钙：5～55％。
2.根据权利要求1所述的绝缘聚苯硫醚树脂，其特征在于，所述聚苯硫醚的质量分数为30～50％。
3.根据权利要求1所述的绝缘聚苯硫醚树脂，其特征在于，所述硅酸盐玻璃纤维的直径为10～15μm；
所述硅酸盐玻璃纤维的粒径为800～1500目。
4.根据权利要求1所述的绝缘聚苯硫醚树脂，其特征在于，所述硅酸盐玻璃纤维的质量分数为40～55％。
5.根据权利要求1所述的绝缘聚苯硫醚树脂，其特征在于，所述碳酸钙的质量分数为10～30％。
6.一种绝缘聚苯硫醚树脂的制备方法，包括以下步骤：
以质量分数计，将10～60％的聚苯硫醚、30～60％的硅酸盐玻璃纤维和5～55％的碳酸钙混合，进行注塑，得到绝缘聚苯硫醚树脂。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述注塑的模具温度为130～150℃；
所述注塑的压力为80～150MPa；
所述注塑的速度为40～150mm/sec；
所述注塑的时间为10～30s。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述注塑中所使用的喷嘴的温度为310～330℃。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述注塑的料筒温度为：第一段：290～300℃；第二段：300～320℃；第三段：310～330℃；第四段：310～330℃。
10.一种动力电池，其特征在于，所述动力电池的电池盖板包括权利要求1～6任意一项所述的绝缘聚苯硫醚树脂或权利要求7～9任意一项所述的制备方法制成的绝缘聚苯硫醚树脂。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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