CN109096616B - 长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料及其制备方法 - Google Patents

长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109096616B
CN109096616B CN201811002792.0A CN201811002792A CN109096616B CN 109096616 B CN109096616 B CN 109096616B CN 201811002792 A CN201811002792 A CN 201811002792A CN 109096616 B CN109096616 B CN 109096616B
Authority
CN
China
Prior art keywords
glass fiber
halogen
free flame
fiber reinforced
long glass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811002792.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109096616A (zh
Inventor
裘雪阳
朱峰
胡燕
梁忠立
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HANGZHOU JLS FLAME RETARDANTS CHEMICAL CO Ltd
Original Assignee
HANGZHOU JLS FLAME RETARDANTS CHEMICAL CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HANGZHOU JLS FLAME RETARDANTS CHEMICAL CO Ltd filed Critical HANGZHOU JLS FLAME RETARDANTS CHEMICAL CO Ltd
Priority to CN201811002792.0A priority Critical patent/CN109096616B/zh
Publication of CN109096616A publication Critical patent/CN109096616A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109096616B publication Critical patent/CN109096616B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/10—Homopolymers or copolymers of propene
    • C08L23/14—Copolymers of propene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C08J3/22—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques
    • C08J3/223—Packed additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C08J3/22—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques
    • C08J3/226—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques using a polymer as a carrier
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/10—Homopolymers or copolymers of propene
    • C08J2323/14—Copolymers of propene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/08—Stabilised against heat, light or radiation or oxydation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/22—Halogen free composition
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00—Applications
    • C08L2203/20—Applications use in electrical or conductive gadgets

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明提供一种长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料及其制备方法，长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料由以下各重量百分比的原材料经过制备而成：聚丙烯46.9％～63.7％；玻璃纤维10％～20％；耐迁移无卤阻燃剂22％～28％；玻纤相容剂0.6％～6％；热稳定剂0.12％～0.5％；润滑剂0.4％～1.0％。长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料制备方法包括长玻璃纤维母粒制备、无卤阻燃母粒制备及复合材料的制备。本发明提供的长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料完全能够替代阻燃ABS、阻燃PP等应用于蓄电池槽、盖，以大幅提高蓄电池的使用寿命。

Description

长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其是一种长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料及其制备方法。
背景技术
近年来，随着蓄电池在新能源领域的应用越来越广泛，对蓄电池槽材料的耐热性、抗冲击性、刚性、耐腐蚀性、耐渗液性和阻燃性能提出了更高的要求，例如《YDT 799～2010通信用阀控式密封铅酸蓄电池》、《YDT 2344.2～2015通信用磷酸铁锂电池组》、UL1973、EN45545～2R26以及《GB22199～2017电动助力车用阀控式铅酸蓄电池》等都明确了对电池槽材料的阻燃要求。ABS(丙烯腈～丁二烯～苯乙烯)树脂具有优异的耐热性、抗冲击性和刚性、耐腐蚀以及尺寸稳定性等优点，被广泛应用于蓄电池槽。但ABS易燃，而含溴(Br)、氯(Cl)等卤素的阻燃剂防火效果良好，被广泛应用于ABS材料的阻燃。含溴、氯阻燃剂受热分解会放出溴化氢、氯化氢，立即捕获聚合物燃烧生产物中的自由基而阻止火焰传播，达到阻燃。例如中国专利CN200810059699和CN102002205A分别采用十溴二苯醚和溴化环氧阻燃剂实现阻燃。
但是含卤阻燃剂的潜在危害还是比较大的。一方面，卤素阻燃材料在燃烧过程中会产生大量的烟雾毒性，增加人员的逃生风险。同时氯化氢对眼和呼吸道粘膜有强烈的刺激作用，溴化氢则可引起皮肤、粘膜的刺激或灼伤。卤素阻燃材料使用后如果未能进行有效的分类而混入生活垃圾进行焚烧处理，也将会成为PM 2.5污染和地下水环境污染的来源之一。
同时，随着蓄电池在动力上的应用越来越多，目前使用的ABS材料耐有机溶剂时易老化开裂的问题凸显，难以满足发展要求。聚丙烯(PP)有良好的耐溶剂能力，但在蓄电池槽中应用，还面临强度差、易变形以及阻燃的难题。蓄电池本身是一种密封型的化学反应器，充放电过程中产生热量和内压，尤其是阀控式蓄电池在组装时都具有较高的极群压力，以保障电池的循环寿命，高冲击PP材料由于强度较差，单独使用容易发生鼓胀等变形问题，影响了蓄电池的使用寿命。此外，现有的达到阻燃要求的电池槽材料，还存在水透性和长期使用抗鼓胀性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种无卤阻燃、低水汽透过率、高耐热、易热密封、在蓄电池中耐迁移析出、抗鼓胀的长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供的一种长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料，由以下各重量百分比的原材料经过制备而成：
Figure GDA0001831145310000021
可选的，耐迁移无卤阻燃剂由以下各重量百分比的原材料制备而成：
玻纤增强聚丙烯专用磷氮无卤膨胀型阻燃剂 80.0％～100.0％；
三聚氰胺氰尿酸盐 0.0％～10.0％；
多聚磷酸密胺盐 0.0％～10.0％。
可选的，三聚氰胺氰尿酸盐的平均粒径范围为4μm～8μm，90％以上的三聚氰胺氰尿酸盐的粒径范围在1μm～10μm，质量分数为10％的多聚磷酸密胺盐水悬浮液电导率≤150μS/mm，多聚磷酸密胺盐在300℃下加热30min后的热失重≤2％。
可选的，长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料的阻燃等级为V0，热变形温度≥110℃，水蒸气透过率≤0.10g/m2·24h，弯曲模量≥2600MPa。
可选的，聚丙烯为共聚聚丙烯，聚丙烯在230℃，2.16kg条件下的熔融指数为50g/10min～100g/10min。
可选的，玻璃纤维为连续无碱玻璃纤维，玻璃纤维的直径范围为10μm～22μm，玻璃纤维的线密度为1200tex～4800tex。
可选的，玻纤相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，玻纤相容剂的密度为0.89g/cm3～0.91g/cm3，玻纤相容剂的熔点为160℃～170℃，玻纤相容剂的熔体流动速率为50g/10min～120g/10min，玻纤相容剂的马来酸酐接枝率为0.8％～1.2％。
可选的，热稳定剂包括酚类热稳定剂、胺类热稳定剂及亚磷酸酯类热稳定剂中的一种或多种的组合。
可选的，润滑剂包括金属皂类润滑剂、硬脂酸复合酯类润滑剂及酰胺类润滑剂中的一种或多种的组合。
于本发明的另一个方面，本发明还提供一种长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料制备方法，长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料采用长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料制备方法制成，长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料制备方法包括：
长玻璃纤维母粒制备：将聚丙烯、玻纤相容剂及热稳定剂按比例混合均匀后经挤出机塑化，然后送入温度设置在280℃～350℃之间的高温熔体槽，将玻璃纤维加入高温熔体槽中与上述原料熔融共混后，使所得物料从高温熔体槽中牵引而出，再经切粒机切粒，获得质量分数为48％～52％的长玻璃纤维母粒；
无卤阻燃母粒制备：将剩余配方量的聚丙烯、热稳定剂、润滑剂及耐迁移无卤阻燃剂混合均匀，加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，获得无卤阻燃母粒；及
复合材料的制备：将质量比为1:4至2:3的长玻璃纤维母粒和无卤阻燃母粒混合均匀即得长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料。
综上，本发明提供的长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料兼具阻燃等级高、质量轻、刚性好、水汽透过率低、耐热性和耐迁移性能好等优点，完全能够替代阻燃ABS、阻燃PP等应用于蓄电池槽、盖，以大幅提高蓄电池的使用寿命。
本发明的电池槽制备方法采用双母粒制备法，通过分别制备长玻璃纤维母粒和无卤阻燃母粒，再将两者混合均匀后直接注塑而得制品，制备方法简单，同时避免了长玻璃纤维母粒制造过程中由于过度剪切引起的剪切区温度过高引起的阻燃剂降解和玻纤长度短引起的强度下降，工艺更易控制。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明中涉及的长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料不仅能用于电池槽的制作，还可以用于电池盖的制作。本发明中提到的范围均包括端点值。
本发明中所有实施例中采用的玻纤增强聚丙烯专用磷氮无卤膨胀型阻燃剂为杭州捷尔思阻燃化工有限公司生产的型号为PNA220的玻纤增强聚丙烯专用磷氮无卤膨胀型阻燃剂。制备过程如下：
磷硅化合物的制备：卧式反应器用充氮抽真空，循环三次后，在氮气保护下加入磷酸氢二铵(要求水分的质量分数<0.1％)，在30℃～150℃下，搅拌下喷撒烷基硅氧烷，添加量按照磷酸氢二铵：烷基硅氧烷＝1：0.1～3摩尔比添加，搅拌1小时～3小时。升温到50℃～250℃，开始抽真空脱挥，在真空度0.005MPa～0.08MPa继续反应0.5～15小时，得到磷硅化合物。
聚合物1的制备：在捏合反应器中投入磷硅化合物和磷酸氢二铵(DAP)，其中磷硅化合物与DAP的摩尔比为1:0.01～1，搅拌均匀，加入磷硅化合物0.05％～1％的水，继续搅拌1小时～3小时，加入与DAP和磷硅化合物等摩尔的五氧化二磷(P2O5)，搅拌均匀，开始升温通氨。在200℃～350℃下反应1小时～5小时，其中氨通入量与反应物的比例为100公斤反应物通氨量为0.5m3/小时～5m3/小时。在200℃～280℃下，每100公斤反应物0.1m3/小时～2.0m3/小时的通氨量下继续反应0.5小时～5小时，得到白色固体粉末。停止通氨加热，通0.1m3/小时～0.5m3/小时的N2，冷却到50℃，粉碎过筛，得到聚合物1，聚合物1具有下面的化学结构：
Figure GDA0001831145310000041
其中：R＝CH3或C2H5。
聚合物2的制备：在捏合反应器中通入干燥氮气，在氮气保护下，加入聚合物1和M，M的量为聚合物重量的0.5％～50％，在80～250℃下反应1小时～10小时，得到聚合物2，聚合物2具有下面的化学结构：
Figure GDA0001831145310000042
其中，M选自三聚氰胺及其衍生物、吗啉、哌啶、哌嗪、烷基含羟基多胺及含氮三嗪聚合物中的一种或多种。
交联反应：在捏合反应器中加入聚合物2，加入其重量0.2％～2％的水，搅拌均匀，升温，在60℃～100℃下反应0.2小时～4小时，开始真空脱挥，升温到110℃～180℃，继续反应0.5小时～8小时，得到玻纤增强聚丙烯专用磷氮无卤膨胀型阻燃剂。
实施例1
一、将34.40公斤熔体流动速率为50g/10min的聚丙烯(埃克森美孚生产的7555KNE2)、15.00公斤玻纤相容剂及0.60公斤热稳定剂(CIBA公司生产的Irganox 1010)混合均匀后通过单螺杆挤出机塑化，通过口模送入温度设置在280～350℃之间的高温熔体槽，将50.00公斤的玻璃纤维加入该高温熔体槽中与上述原料熔融共混后，使所得物料从高温熔体槽中牵引浸润而出，再经切粒机切粒，获得长度为12mm、玻璃纤维的质量含量为50％的长玻璃纤维母粒。
二、将63.28公斤的与步骤一相同型号的聚丙烯、0.32公斤的与步骤一相同型号的热稳定剂和0.15公斤热稳定剂(CIBA公司生产的Irgafos 168)、1.25公斤的润滑剂EBS(即N，N-乙撑双硬脂酰胺)、35公斤的耐迁移无卤阻燃剂(其中玻纤增强聚丙烯专用磷氮无卤膨胀型阻燃剂PNA220为28.00公斤，三聚氰胺氰尿酸盐3.50公斤，多聚磷酸密胺盐3.50公斤)加入高速混合机混合均匀，在双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，温度分别设定为：一区170℃，二区180℃，三区190℃，四区195℃，五区195℃，六区195℃，七区190℃，八区190℃，九区180℃，十区180℃，机头185℃，转速300rpm，获得长度为12mm的无卤阻燃母粒。
三、将20公斤步骤一所得的长玻璃纤维母粒和80公斤步骤二所得的无卤阻燃母粒混合均匀后，即得长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料。
实施例2
一、将39.33公斤熔体流动速率为50g/10min的聚丙烯(埃克森美孚生产的7555KNE2)、10.00公斤玻纤相容剂、0.67公斤热稳定剂(CIBA公司生产的Irganox 1010)混合均匀后通过单螺杆挤出机塑化，通过口模送入温度设置在280～350℃之间的高温熔体槽，将50.00公斤的玻璃纤维加入该高温熔体槽中与上述原料熔融共混后，使所得物料从高温熔体槽中牵引浸润而出，再经切粒机切粒，获得长度为12mm、玻璃纤维的质量含量为50％的长玻璃纤维母粒；
二、将63.10公斤的与步骤一相同型号的聚丙烯、0.30公斤的与步骤一相同型号的热稳定剂和0.10公斤热稳定剂(CIBA公司生产的Irgafos 168)、0.71公斤的润滑剂EBS(即N，N-乙撑双硬脂酰胺)、35.80公斤的耐迁移无卤阻燃剂(其中PNA220 31.50公斤，三聚氰胺氰尿酸盐2.86公斤，多聚磷酸密胺盐1.43公斤)加入高速混合机混合均匀，在双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，温度分别设定为：一区170℃，二区180℃，三区190℃，四区195℃，五区195℃，六区195℃，七区190℃，八区190℃，九区180℃，十区180℃，机头185℃，转速300rpm，获得长度为12mm的无卤阻燃母粒；
三、将30公斤步骤一所得的长玻璃纤维母粒和70公斤步骤二所得的无卤阻燃母粒混合均匀后，即得长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料。
实施例3
一、将34.50公斤熔体流动速率为50g/10min的聚丙烯(埃克森美孚生产的7555KNE2)、15.00公斤玻纤相容剂、0.50公斤热稳定剂(CIBA公司生产的Irganox 1010)混合均匀后通过单螺杆挤出机塑化，通过口模送入温度设置在280～350℃之间的高温熔体槽，将50.00公斤的玻璃纤维加入该高温熔体槽中与上述原料熔融共混后，使所得物料从高温熔体槽中牵引浸润而出，再经切粒机切粒，获得长度为12mm、玻璃纤维的质量含量为50％的长玻璃纤维母粒；
二、将55.2公斤的与步骤一相同型号的聚丙烯、0.25公斤的与步骤一相同型号的热稳定剂和0.08公斤热稳定剂(CIBA公司生产的Irgafos 168)、1.17公斤的润滑剂EBS(即N，N-乙撑双硬脂酰胺)、43.30公斤的耐迁移无卤阻燃剂(其中PNA220 38.10公斤，三聚氰胺氰尿酸盐3.46公斤，多聚磷酸密胺盐1.73公斤)加入高速混合机混合均匀，在双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，温度分别设定为：一区170℃，二区180℃，三区190℃，四区195℃，五区195℃，六区195℃，七区190℃，八区190℃，九区180℃，十区180℃，机头185℃，转速300rpm，获得长度为12mm的无卤阻燃母粒；
三、将40公斤步骤一所得的长玻璃纤维母粒和60公斤步骤二所得的无卤阻燃母粒混合均匀后，即得长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料。
实施例4
一、将34.33公斤熔体流动速率为100g/10min的聚丙烯(韩国SK生产的BX3920)、15.00公斤玻纤相容剂、0.67公斤热稳定剂(CIBA公司生产的Irganox 1010)混合均匀后通过单螺杆挤出机塑化，通过口模送入温度设置在280～350℃之间的高温熔体槽，将50.00公斤的玻璃纤维加入该高温熔体槽中与上述原料熔融共混后，使所得物料从高温熔体槽中牵引浸润而出，再经切粒机切粒，获得长度为12mm、玻璃纤维的质量含量为50％的长玻璃纤维母粒；
二、将63.1公斤的与步骤一相同型号的聚丙烯、0.3公斤的与步骤一相同型号的热稳定剂和0.1公斤热稳定剂(CIBA公司生产的Irgafos 168)、0.71公斤的润滑剂EBS(即N，N-乙撑双硬脂酰胺)、35.8公斤的耐迁移无卤阻燃剂(其中PNA220 31.5公斤，三聚氰胺氰尿酸盐2.86公斤，多聚磷酸密胺盐1.43公斤)加入高速混合机混合均匀，在双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，温度分别设定为：一区170℃，二区180℃，三区190℃，四区195℃，五区195℃，六区195℃，七区190℃，八区190℃，九区180℃，十区180℃，机头185℃，转速300rpm，获得长度为12mm的无卤阻燃母粒；
三、将30公斤步骤一所得的长玻璃纤维母粒和70公斤步骤二所得的无卤阻燃母粒混合均匀后，即得长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料。
实施例5
一、将34.5公斤熔体流动速率为100g/10min的聚丙烯(韩国SK生产的BX3920)、15公斤玻纤相容剂、0.5公斤热稳定剂(CIBA公司生产的Irganox 1010)混合均匀后通过单螺杆挤出机塑化，通过口模送入温度设置在280～350℃之间的高温熔体槽，将50公斤的玻璃纤维加入该高温熔体槽中与上述原料熔融共混后，使所得物料从高温熔体槽中牵引浸润而出，再经切粒机切粒，获得长度为12mm、玻璃纤维的质量含量为50％的长玻璃纤维母粒；
二、将55.2公斤的与步骤一相同型号的聚丙烯、0.25公斤的与步骤一相同型号的热稳定剂和0.08公斤热稳定剂(CIBA公司生产的Irgafos 168)、1.17公斤的润滑剂EBS(即N，N-乙撑双硬脂酰胺)、36.68公斤的耐迁移无卤阻燃剂(其中PNA220 36.68公斤)加入高速混合机混合均匀，在双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，温度分别设定为：一区170℃，二区180℃，三区190℃，四区195℃，五区195℃，六区195℃，七区190℃，八区190℃，九区180℃，十区180℃，机头185℃，转速300rpm，获得长度为12mm的无卤阻燃母粒；
三、将40公斤步骤一所得的长玻璃纤维母粒和60公斤步骤二所得的无卤阻燃母粒混合均匀后，即得长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料。
实施例6
一、将46.8公斤熔体流动速率为100g/10min的聚丙烯(韩国SK生产的BX3920)、3.00公斤玻纤相容剂、0.20公斤热稳定剂(CIBA公司生产的Irganox 1010)混合均匀后通过单螺杆挤出机塑化，通过口模送入温度设置在280～350℃之间的高温熔体槽，将50.00公斤的玻璃纤维加入该高温熔体槽中与上述原料熔融共混后，使所得物料从高温熔体槽中牵引浸润而出，再经切粒机切粒，获得长度为12mm、玻璃纤维的质量含量为50％的长玻璃纤维母粒；
二、将67.90公斤的与步骤一相同型号的聚丙烯、0.05公斤的与步骤一相同型号的热稳定剂和0.05公斤热稳定剂(CIBA公司生产的Irgafos 168)、0.5公斤的润滑剂EBS(即N，N-乙撑双硬脂酰胺)、31.3公斤的耐迁移无卤阻燃剂(其中PNA220 28.20公斤，三聚氰胺氰尿酸盐1.40公斤，多聚磷酸密胺盐1.70公斤)加入高速混合机混合均匀，在双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，温度分别设定为：一区170℃，二区180℃，三区190℃，四区195℃，五区195℃，六区195℃，七区190℃，八区190℃，九区180℃，十区180℃，机头185℃，转速300rpm，获得长度为12mm的无卤阻燃母粒；
三、将20公斤步骤一所得的长玻璃纤维母粒和80公斤步骤二所得的无卤阻燃母粒混合均匀后，即得长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料。
将实施例1-实施例6所得长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料直接注塑成制件，对材料性能进行检测，性能如表1。本发明中提到的阻燃等级均采用1.6mm厚的试件进行UL94可燃性试验后所得。
表1各实施例得到的长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料性能
Figure GDA0001831145310000081
从表1可以看出，各实施例得到的长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料的具体性能如下：热变形温度(HDT)≥110℃，水蒸气透过率≤0.10g/m2·24h，弯曲模量≥2600MPa，拉伸强度≥45MPa，阻燃等级1.6mmV0，在60℃、168h H2SO4浸泡后重量变化率≤2％，弯曲模量保留率≥75％，拉伸强度保留率≥75％，表面无褪色、无析出。
可以看出本发明的长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料在阻燃等级达到1.6mmV0，拉伸强度还能保持大于等于45MPa，弯曲强度还能保持大于等于60Mpa，可以在较低的GF含量时保持较好的刚性，使用在长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料时不易发生鼓胀等变形问题，大大延长了蓄电池的使用寿命。此外，本发明的长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料的水蒸气透过率≤0.10g/m2·24h，60℃、168h H2SO4浸泡后重量变化率≤2％，表明本发明提供的长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料具有良好的水透性能和长期使用抗鼓胀性能，适合使用在电池槽这种长期接触液体的环境中。
因此，本发明提供的长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料兼具阻燃等级高、质量轻、刚性好、水汽透过率低、耐热性和耐迁移性能好等优点，完全能够替代阻燃ABS、阻燃PP等应用于蓄电池槽、盖，以大幅提高蓄电池的使用寿命。
本发明的电池槽制备方法采用双母粒制备法，通过分别制备长玻璃纤维母粒和无卤阻燃母粒，再将两者混合均匀后直接注塑而得制品，制备方法简单，同时避免了长玻璃纤维母粒制造过程中由于过度剪切引起的剪切区温度过高引起的阻燃剂降解和玻纤长度短引起的强度下降，工艺更易控制。
虽然本发明已由较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟知此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所要求保护的范围为准。

Claims (9)

1.一种长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料制备方法，用于制备长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料，长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料制备方法包括：
长玻璃纤维母粒制备：将聚丙烯、玻纤相容剂及热稳定剂按比例混合均匀后经挤出机塑化，然后送入温度设置在280℃～350℃之间的高温熔体槽，再将玻璃纤维加入高温熔体槽中熔融共混后，使所得物料从高温熔体槽中牵引而出，再经切粒机切粒，获得质量分数为50±2％的长玻璃纤维母粒，其中，所述聚丙烯、玻纤相容剂及热稳定剂的重量比例为34.4：15：0.6或39.33：10：0.67或34.5：15：0.5或34.33：15：0.67；
无卤阻燃母粒制备：将剩余配方量的聚丙烯、热稳定剂、润滑剂及耐迁移无卤阻燃剂混合均匀，加入双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，获得无卤阻燃母粒；
复合材料的制备：将质量比为1:4至2:3的长玻璃纤维母粒和无卤阻燃母粒混合均匀即得长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料；
其中，所述长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料由以下各重量百分比的原材料经过制备而成：
Figure FDA0003160517640000011
所述耐迁移无卤阻燃剂由以下各重量百分比的原材料制备而成：
玻纤增强聚丙烯专用磷氮无卤膨胀型阻燃剂80.0％～100.0％；
三聚氰胺氰尿酸盐 0.0％～10.0％；
多聚磷酸密胺盐 0.0％～10.0％；
所述玻纤增强聚丙烯专用磷氮无卤膨胀型阻燃剂为杭州捷尔思阻燃化工有限公司生产的型号为PNA220的玻纤增强聚丙烯专用磷氮无卤膨胀型阻燃剂。
2.如权利要求1所述的长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料制备方法，其特征在于，所述三聚氰胺氰尿酸盐的平均粒径范围为4μm～8μm，90％以上的三聚氰胺氰尿酸盐的粒径范围在1μm～10μm，质量分数为10％的多聚磷酸密胺盐水悬浮液电导率≤150μS/mm，所述多聚磷酸密胺盐在300℃下加热30min后的热失重≤2％。
3.如权利要求1所述的长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料制备方法，其特征在于，所述长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料的阻燃等级为V0，热变形温度≥110℃，水蒸气透过率≤0.10g/m2·24h，弯曲模量≥2600MPa。
4.如权利要求1所述的长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料制备方法，其特征在于，所述聚丙烯为共聚聚丙烯，所述聚丙烯在230℃，2.16kg条件下的熔融指数为50g/10min～100g/10min。
5.如权利要求1所述的长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料制备方法，其特征在于，所述玻璃纤维为连续无碱玻璃纤维，所述玻璃纤维的直径范围为10μm～22μm，所述玻璃纤维的线密度为1200tex～4800tex。
6.如权利要求1所述的长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料制备方法，其特征在于，所述玻纤相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯，所述玻纤相容剂的密度为0.89g/cm3～0.91g/cm3，所述玻纤相容剂的熔点为160℃～170℃，所述玻纤相容剂的熔体流动速率为50g/10min～120g/10min，所述玻纤相容剂的马来酸酐接枝率为0.8％～1.2％。
7.如权利要求1所述的长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料制备方法，其特征在于，所述热稳定剂包括酚类热稳定剂、胺类热稳定剂及亚磷酸酯类热稳定剂中的一种或多种的组合。
8.如权利要求1所述的长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料制备方法，其特征在于，所述润滑剂包括金属皂类润滑剂、硬脂酸复合酯类润滑剂及酰胺类润滑剂中的一种或多种的组合。
9.如权利要求1所述的长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料制备方法，在复合材料的制备中：将质量比为3:7至2:3的长玻璃纤维母粒和无卤阻燃母粒混合均匀即得长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料。
CN201811002792.0A 2018-08-30 2018-08-30 长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料及其制备方法 Active CN109096616B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811002792.0A CN109096616B (zh) 2018-08-30 2018-08-30 长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811002792.0A CN109096616B (zh) 2018-08-30 2018-08-30 长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109096616A CN109096616A (zh) 2018-12-28
CN109096616B true CN109096616B (zh) 2021-08-31

Family

ID=64864365

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811002792.0A Active CN109096616B (zh) 2018-08-30 2018-08-30 长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109096616B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110229415B (zh) * 2019-05-27 2021-11-19 中广核俊尔(浙江)新材料有限公司 阻燃级连续玻璃纤维增强聚丙烯预浸带材料及其制备方法
CN112321940A (zh) * 2020-09-23 2021-02-05 句容市百事特复合材料有限公司 一种耐热耐老化的长玻纤增强pp材料及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102516667A (zh) * 2011-12-19 2012-06-27 江苏金发科技新材料有限公司 一种无卤阻燃长玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法
CN104059298A (zh) * 2014-05-09 2014-09-24 杭州捷尔思阻燃化工有限公司 一种耐锂电池电解液的无卤阻燃聚丙烯增强复合材料及其制备方法
CN104098775A (zh) * 2014-05-12 2014-10-15 杭州捷尔思阻燃化工有限公司 一种耐迁移无卤膨胀型阻燃剂及其制备方法与应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102516667A (zh) * 2011-12-19 2012-06-27 江苏金发科技新材料有限公司 一种无卤阻燃长玻纤增强聚丙烯材料及其制备方法
CN104059298A (zh) * 2014-05-09 2014-09-24 杭州捷尔思阻燃化工有限公司 一种耐锂电池电解液的无卤阻燃聚丙烯增强复合材料及其制备方法
CN104098775A (zh) * 2014-05-12 2014-10-15 杭州捷尔思阻燃化工有限公司 一种耐迁移无卤膨胀型阻燃剂及其制备方法与应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN109096616A (zh) 2018-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Meng et al. Effects of expandable graphite and ammonium polyphosphate on the flame‐retardant and mechanical properties of rigid polyurethane foams
CN112250935B (zh) 一种高阻燃等级低烟无卤材料及其制备方法和应用
CN108250566B (zh) 一种低翘曲无卤膨胀阻燃长玻纤增强聚丙烯复合材料及其制备方法
CN103435887B (zh) 一种高流动性低烟无卤阻燃聚烯烃复合材料及其制备方法
Wang et al. Performance of an intumescent‐flame‐retardant master batch synthesized by twin‐screw reactive extrusion: effect of the polypropylene carrier resin
CN110922747B (zh) 无卤阻燃母粒及其制备方法、玻璃纤维增强尼龙材料及其制备方法
CN106633189B (zh) 一种高效耐水性膨胀阻燃剂及其在聚丙烯中的应用
CN108752732B (zh) 一种玻璃纤维改性无卤阻燃聚丙烯材料、电池外壳及其制备方法
CN101343392B (zh) 一种无卤阻燃增强聚丙烯复合材料及其制备方法
CN102585378B (zh) 一种高耐热玻纤增强无卤阻燃聚丙烯及其生产方法
CN109096616B (zh) 长玻纤增强无卤阻燃聚丙烯电池槽材料及其制备方法
CN110951161A (zh) 一种阻燃热塑性聚合物环保型复合材料及其制备方法
CN106867080B (zh) 一种滚塑专用阻燃抗静电聚乙烯组合物及其制备方法
CN104693705A (zh) 一种高强膨胀阻燃聚丁二酸丁二醇酯及其制备方法
CN109280259B (zh) 一种分布调控添加有ommt的eva/pa6阻燃复合材料及制备方法
CN102816405A (zh) 一种低烟无卤阻燃热塑性弹性体及其制备方法
CN103881344A (zh) 抗静电无卤阻燃pc/pbt合金材料及其制备方法
CN108250573B (zh) 一种耐热氧老化的无卤环保阻燃聚丙烯材料及其制备方法
CN109705566B (zh) 阻燃尼龙6组合物及其发泡珠粒
CN115594970A (zh) 一种耐烧蚀聚苯醚组合物及其制备方法
CN114479442A (zh) 一种耐冷冻液耐析出阻燃生物基聚酰胺组合物及其制备方法
Ma et al. Fabrication and Thermal Degradation Kinetics of PBT/BEO/Nano‐Sb2O3 Composites
CN110066460B (zh) 一种防喷霜析出的环保型阻燃塑料母料及制备方法
CN106560487A (zh) 一种无卤阻燃的聚丙烯复合物及其制备方法
CN111019216A (zh) 一种熔融阻隔型阻燃塑料母料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant