CN111164783A - 电池隔室 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电动或混合动力车辆的电池隔室，其特征在于，其由包含以下的组合物组成：‑相对于组合物的总重量计20至80重量％的增强纤维；‑相对于组合物的总重量计0至20重量％的至少一种抗冲改性剂；‑相对于组合物的总重量计0至20重量％的添加剂；‑其余为基质，所述基质包含：‑主要地至少一种聚酰胺和‑至少一种阻燃剂。

Description

电池隔室
本发明涉及需要使用电池的电动或混合动力类型机动车领域。
特别地，本发明涉及用于电动或混合动力机动车的电池隔室(compartment)。
“电动机动车”应理解为意指如涉及批准电池类型车辆的联合国第100号条例中所定义的车辆。
在汽车领域中寻求的目标之一是提出污染更少的车辆。因此，包括电池的电动或混合动力车辆旨在逐步替代内燃机车辆例如汽油或柴油车辆。
事实证明，电池是相对复杂的车辆组件。其工作温度必须不超过55℃，否则某些电池可能损坏，从而降低其寿命。避免任何起火的风险也是重要的。此外，根据电池在车辆中的位置，可能有必要保护其免受冲击和外部环境的影响，外部环境可具有极端的温度和可变的湿度。
因此，已知的是将电池保护在隔室中。如今，电池配备有金属隔室。
该隔室的缺点是相对较重并且随着时间的推移相对较快地损坏，特别是如果其位于潮湿环境中的话。
因此，寻求满足上述特定规格的材料来替代已知的金属结构体。
该目的通过用于电动或混合动力车辆的电池隔室来实现，其特征在于，其由包含以下的组合物制成：
-相对于组合物的总重量计20至80重量％的增强纤维；
-相对于组合物的总重量计0至20重量％的至少一种抗冲改性剂；
-相对于组合物的总重量计0至20重量％的添加剂。
-其余是基质，该基质包含：
-主要地至少一种聚酰胺和
-至少一种阻燃剂。
根据本发明的电池隔室具有比金属结构体更轻的优点。这种重量减轻有助于对被描述为清洁的车辆的期望能量或燃料效率的影响。
根据其在车辆中的放置位置，可发现该隔室接触侵蚀性环境：夏季的高温，冬季的低温，接触氯化锌，冲击，高湿度。观察到，根据本发明的隔室对这些外部应力具有令人满意的抗性。
此外，阻燃剂的存在可满足所需的易燃性标准。
此外，观察到，根据汽车制造商，电池的形状可变化。实际上，制造商寻求将这种电池容纳在迄今为止尚未使用或相对不可用的空间中。与金属板相比，塑料更容易通过模塑或注射来成形。
在阅读以下描述和实施例之后，本发明的其他特性、特征、主题和益处将变得甚至更加清楚。
应当指出，在前面的段落中以及在本说明书的其余部分中使用的表述“包括在......之间”必须理解为包括所示的每个端值。
在本发明的含义中，“电池隔室”应理解为意指围绕电池放置的壳或盒子。根据本发明的隔室不是电池的组成部分。隔室的功能是保护电池。
聚酰胺
根据本发明的隔室由包含基质的组合物制成，所述基质包含至少一种聚酰胺。
根据本发明，术语“聚酰胺”(也写为PA)涵盖：
-均聚物；
-共聚物，或共聚酰胺，其基于不同的酰胺单元，例如其中酰胺单元衍生自内酰胺-6和内酰胺-12的6/12共聚酰胺。
通常，聚酰胺包含至少两个相同或不同的重复单元，其中这些单元由两种相应的单体或共聚单体形成。因此，聚酰胺由选自氨基酸、内酰胺和/或羧酸二酸和二胺的两种或更多种单体或共聚单体制备。
根据本发明的聚酰胺可为均聚酰胺，并且包含至少两个相同的重复单元，其通过选自氨基酸、内酰胺和满足式(Ca二胺)·(Cb二酸)的单元的单体的缩聚获得，其中a代表二胺中的碳数并且b代表二酸中的碳数，其中a和b各自包括在4和36之间，例如以下所定义。
根据本发明的聚酰胺还可为共聚酰胺，并且包含至少两个不同的重复单元，其中这些单元可通过选自氨基酸、内酰胺和满足式(Ca二胺)·(Cb二酸)的单元的单体的缩聚获得，其中a代表二胺中的碳数并且b代表二酸中的碳数，其中a和b各自包括在4和36之间，例如以下所定义。
根据本发明的聚酰胺可为脂族、脂环族、半芳族或甚至芳族的。
根据本发明的聚酰胺可包含至少一种氨基酸，其选自：9-氨基壬酸，10-氨基癸酸，12-氨基十二烷酸和11-氨基十一烷酸及其衍生物，特别是N-庚基-11-氨基十一烷酸。
根据本发明的聚酰胺可包含至少一种内酰胺，其选自：吡咯烷酮，哌啶酮，己内酰胺，庚内酰胺，辛内酰胺，壬内酰胺(pelargolactam)，癸内酰胺(decanolactam)，十一碳内酰胺和月桂内酰胺。
根据本发明的聚酰胺可包含至少一种(一个)满足式(Ca二胺)·(Cb二酸)的单元。
当(Ca的二胺)单元为具有式H2N-(CH2)a-NH2的脂族和直链二胺时，Ca二胺选自：丁二胺(a＝4)，戊二胺(a＝5)，己二胺(a＝6)，庚二胺(a＝7)，辛二胺(a＝8)，壬二胺(a＝9)，癸二胺(a＝10)，十一烷二胺(a＝11)，十二烷二胺(a＝12)，十三烷二胺(a＝13)，十四烷二胺(a＝14)，十六烷二胺(a＝16)，十八烷二胺(a＝18)，十八烷二胺(a＝18)，二十烷二胺(a＝20)，二十二烷二胺(a＝22)和由二聚脂肪酸获得的二胺。
Ca二胺可为选自甲基-戊烷-亚甲基-二胺(MPMD)的支链脂族二胺。
当二胺为脂环族时，其选自：双(3,5-二烷基-4-氨基环己基)甲烷，双(3,5-二烷基-4-氨基环己基)乙烷，双(3,5-二烷基-4-氨基环己基)丙烷，双(3,5-二烷基-4-氨基环己基)丁烷，双-(3-甲基-4-氨基环己基)-甲烷(BMACM或MACM)，对-双(氨基环己基)-甲烷(PACM)和异亚丙基二(环己胺)(PACP)，顺式和反式1,3-双(氨基甲基)环己烷(1,3-BAC，CAS号2579-20-6)，以及顺式和反式1,4-双(氨基甲基)环己烷(1,4-BAC，CAS号2549-07-9)。
其还可包括以下碳主链：降冰片基甲烷，环己基甲烷，二环己基丙烷，二(甲基环己基)，二(甲基环己基)丙烷。这些脂环族二胺的非穷尽列表在出版物“CycloaliphaticAmines”(Encyclopaedia of Chemical Technology,Kirk-Othmer,第4版(1992),第386–405页)中给出。
当二胺为烷基芳族时，其选自1,3-二甲苯二胺和1,4-二甲苯二胺及其混合物。
当单体(Cb的二酸)为脂族和直链时，其选自：琥珀酸(y＝4)，戊二酸(y＝5)，己二酸(y＝6)，庚二酸(y＝7)，辛二酸(y＝8)，壬二酸(y＝9)，癸二酸(y＝10)，十一烷二酸(y＝11)，十二烷二酸(y＝12)，十三烷二酸(y＝13)，十四烷二酸(y＝14)，十六烷二酸(y＝16)，十八烷二酸(y＝18)，十八碳烯二酸(y＝18)，二十烷二酸(y＝20)，二十二烷二酸(y＝22)和含有36个碳的脂肪酸二聚体。
以上提及的脂肪酸二聚体是通过一元不饱和长链烃脂肪酸(例如亚油酸和油酸)的低聚或聚合获得的二聚脂肪酸，如特别地在文献EP 0,471,566中所描述。
当二酸为脂环族时，其可包括以下碳主链：降冰片基甲烷，环己基甲烷，二环己基甲烷，二环己基丙烷，二(甲基环己基)，二(甲基环己基)丙烷。
当二酸为芳族时，其选自对苯二甲酸、间苯二甲酸和萘二酸。
可给出以下作为共聚酰胺的实例：己内酰胺和月桂内酰胺共聚物(PA6/12)，己内酰胺，己二酸和六甲基二胺共聚物(PA 6/66)，己内酰胺，月桂内酰胺和己二酸和六亚甲基二胺共聚物(PA 6/12/66)，己内酰胺，壬二酸和六亚甲基二胺，11-氨基十一烷酸和月桂内酰胺共聚物(PA 6/69/11/12)，己内酰胺，己二酸和六亚甲基二胺，11-氨基十一烷酸和月桂内酰胺(PA 6/66/11/12)，壬二酸和六亚甲基二胺和月桂内酰胺共聚物(PA 69/12)。
优选地，在根据本发明的组合物中使用的聚酰胺选自：由己内酰胺或氨基己酸的缩聚得到的PA6均聚酰胺，由11-氨基十一烷酸的缩聚得到的PA11均聚酰胺，由月桂内酰胺或12-氨基十二烷酸的缩聚得到的PA12均聚酰胺，由六亚甲基二胺和己二酸的缩聚得到的PA6.6共聚酰胺。
更具体地，聚酰胺单元选自：PA6，PA66，PA 6/66，PA46，PA6T/66，PA6T/6I/66，PA610，PA612，PA 69/12，PA 614，PA 6/12，PA11/12，PA12，PA11，PA1010，PA1012，PA618，PA10T，PA 6/12/66，PA12/10T，PA1010/10T，PA 6/6T/10T，PA 11/6T/10T，PA 12/6T/10T，PA6/69/11/12，PA 6/66/11/12，PA11/10T，PA11/BACT，11/BACT/6T，MXDT/10T，MPMDT/10T，BACT/6T和BACT/10T以及其混合物。
可使用聚酰胺混合物。有利地，聚酰胺的相对粘度包括在1.5和5之间，其在20℃下在1％硫酸溶液中测量。
聚酰胺或聚酰胺混合物优选选择足够半结晶的，这意味着熔化焓大于或等于25J/g(通过DSC测量)。
通常，聚酰胺的区别在于每个氮原子的碳原子数，因为已知氮原子与酰胺基团(-CO-NH-)一样多。
在PA-X·Y均聚酰胺的情况下，每个氮原子的碳原子数是单元X和单元Y的平均值。
在共聚酰胺的情况下，每个氮原子的碳原子数根据相同的原理计算。使用各种酰胺单元的摩尔比进行计算。
低碳聚酰胺是具有较低的碳原子(C)相比于氮原子(-NH-)的水平的聚酰胺。其为具有每个氮原子少于九个碳原子的聚酰胺，例如聚酰胺-6，聚酰胺-6.6，聚酰胺-4.6，共聚酰胺-6.T/6.6，共聚酰胺6.I/6.6，共聚酰胺-6.T/6.I/6.6和聚酰胺9.T。I代表代表间苯二甲酸。
高碳聚酰胺是具有较高的碳原子(C)相比于氮原子(-NH-)的水平的聚酰胺。其为具有每个氮原子至少九个碳原子的聚酰胺，例如聚酰胺-9，聚酰胺-12，聚酰胺-11，聚酰胺-10.10(PA10.10)，共聚酰胺12/10.T，共聚酰胺11/10.T，聚酰胺-12.T和聚酰胺-6.12(PA6.12)。T代表对苯二甲酸/间苯二甲酸。
在PA-X·Y均聚酰胺的情况下，每个氮原子的碳原子数是单元X和单元Y的平均值。因此，PA6.12是具有每个氮原子九个碳原子的PA；换句话说，其为C9 PA。PA6.13为C9.5。PA-12为C10，其中T(意指对苯二甲酸)为C8。
在共聚酰胺的情况下，每个氮的碳原子数根据相同的原理计算。使用各种酰胺单元的摩尔比进行计算。因此，coPA-6.T/6.6 60/40摩尔百分比为C6.6：60％×(6+8)/2+40％×(6+6)/2＝6.6。在具有非酰胺类型单元的共聚酰胺的情况下，仅对酰胺单元的一部分进行计算。优选地，在形成隔室的组合物的基质中存在的聚酰胺或聚酰胺混合物的每个氮原子的平均碳原子数大于或等于9，优选大于或等于10，并且更优选包括在9和18之间，并且特别地包括在10和18之间。
在形成隔室的组合物的基质中存在的优选的聚酰胺选自：PA612，PA 69/12，PA614，PA 6/12，PA 11/12，PA12，PA11，PA1010，PA1012，PA618，PA10T，PA12/10T，PA1010/10T，PA 11/6T/10T，PA 12/6T/10T，PA 6/69/11/12，PA11/10.T，11/BACT，11/BACT/6T，MXDT/10T，MPMDT/10T，BACT/6T和BACT/10T以及其混合物。
优选地，聚酰胺或聚酰胺的混合物必须在高使用温度下可用。一种可能的选择标准是优选选择熔点大于或等于170℃的那些。
在本发明的含义中，多数应理解为意指基质内超过50％的部分。
相对于组合物的总重量计，所述一种或多种聚酰胺占20至80重量％。
阻燃剂
根据本发明的隔室由包含基质的组合物制成，所述基质包含至少一种阻燃剂。
优选地，阻燃剂选自无卤阻燃剂，例如US 2008/0,274,355中所述，并且特别是选自以下的金属盐：次膦酸金属盐，二次膦酸的金属盐，含有至少一种次膦酸的金属盐的聚合物，含有至少一种二次膦酸的金属盐的聚合物。阻燃剂还可选自：红磷，氧化锑，氧化锌，氧化铁，氧化镁，金属硼酸盐，例如硼酸锌，三聚氰胺焦磷酸盐，三聚氰胺氰脲酸盐，以及硅化或氟化类型非滴落剂(non-drip agents)。
阻燃剂也可为上述阻燃剂的混合物。
其也可为卤化阻燃剂，例如溴化或多溴化聚苯乙烯、溴化聚碳酸酯或溴化苯酚。
优选地，根据本发明的次膦酸金属盐为以下式(I)，并且二次膦酸金属盐为以下式(II)：
Figure BDA0002434781340000061
其中
R1和R2彼此独立地表示直链或支链C1-C6烷基或芳基；
R3代表直链或支链C1-C10亚烷基、C6-C10亚芳基、C6-C10烷基亚芳基或C6-C10芳基亚烷基；
M为Mg、Ca、Al、Sb、Sn、Ge、Ti、Zn、Fe、Zr、Ce、Bi、Sr、Mn、Li、Na、K和/或质子化胺碱；
m为1至4的整数；
n为1至4的整数；
x为1至4的整数；
选择n和m以使得盐为中性，这意味着它不携带净电荷。
优选地，M代表钙、镁、铝或锌离子。
优选地，R1和R2彼此独立地表示甲基、乙基、正丙基、异丙基和正丁基、叔丁基、正戊基和/或苯基。
优选地，R3代表亚甲基、亚乙基、正亚丙基、异亚丙基、正亚丁基、叔亚丁基、正亚戊基、正亚辛基、正亚十二烷基、亚苯基、萘(naphthalene，亚萘基)、甲基亚苯基、乙基亚苯基、叔丁基亚苯基、甲基萘、乙基萘、叔丁基萘、苯基亚甲基、苯基亚乙基、苯基亚丙基或苯基亚丁基。
更具体地，相对于组合物中存在的聚酰胺的总重量计，在根据本发明的组合物的基质中存在的阻燃剂含量包括在10和30重量％之间，优选15和25重量％之间，并且更具体地在17和22重量％之间。
增强纤维
相对于组合物的总重量计，形成电池隔室的根据本发明的组合物包含20至80重量％的增强纤维。
在根据本发明的组合物中存在的纤维可具有不同的尺寸。
增强纤维可为短的、长的或连续的。也可使用这些各种尺寸和/或各种类型的纤维的混合物。
优选地，“短”纤维的长度在200和400μm之间。
长纤维的长度超过1000μm。
这些增强纤维可选自：
-无机纤维，其具有高熔化温度Tm’，Tm’大于在根据本发明的隔室的组合物的基质中存在的所述聚酰胺的熔化温度Tm并且大于聚合和/或实施温度；
-聚合物纤维，具有熔化温度Tm’或如果无Tm’的话，则为玻璃化转变温度Tg’，其大于聚合温度或大于在根据本发明的隔室的组合物的基质中存在的所述聚酰胺的熔化温度Tm并且大于实施温度；
-天然纤维；
-或以上所列的纤维的混合；
适合于本发明的无机纤维的实例为：碳纤维，其包括纳米管或碳纳米管(CNT)的纤维，碳纳米纤维或石墨烯；二氧化硅纤维，例如玻璃纤维，特别是E、R或S2型；硼纤维；陶瓷纤维，特别是碳化硅纤维、碳化硼纤维、碳氮化硼纤维、氮化硅纤维、氮化硼纤维、玄武岩纤维；含有金属和/或其合金的纤维或长丝；金属氧化物纤维，特别是氧化铝(Al2O3)；金属化纤维，例如金属化玻璃纤维和金属化碳纤维或先前所列纤维的混合。
玻璃纤维的长度根据ISO 22314:2006(E)标准测量。
可列出以下作为适合于本发明的聚合物纤维：
-基于无定形热塑性聚合物的纤维，并且玻璃化转变温度Tg大于在基质中存在的聚酰胺或聚酰胺混合物的Tg，当其为无定形时；或大于在基质中存在的聚酰胺或聚酰胺混合物的Tm，当其为半结晶时。
有利地，其是基于半结晶热塑性聚合物的，并且熔点Tm大于在基质中存在的聚酰胺或聚酰胺混合物的Tg，当基质为无定形时；或大于或等于在基质中存在的聚酰胺或聚酰胺混合物的Tm，当基质为半结晶时。因此，在通过最终复合材料的热塑性基质浸渍期间，制成增强材料的有机纤维没有熔化的风险。
-热硬化的聚合物纤维，并且更特别地选自：不饱和聚酯，环氧树脂，乙烯基酯，酚醛树脂，聚氨酯，氰基丙烯酸酯和聚酰亚胺，例如双马来酰亚胺树脂，由胺例如三聚氰胺与醛(例如乙二醛或甲醛)的反应得到的氨基塑料。
-热塑性聚合物的纤维，并且更特别地选自：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，
-聚酰胺纤维，
-芳纶(aramid)纤维(例如
Figure BDA0002434781340000081
)和芳族聚酰胺，例如具有下式之一的那些：PPD.T、MPD.I、PAA和PPA，其中PPD和MPD分别为对苯二胺和间苯二胺，PAA为聚芳基酰胺并且PPA为聚邻苯二甲酰胺，
-聚酰胺嵌段共聚物例如聚酰胺/聚醚的纤维，聚芳醚酮(PAEK)例如聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚酮醚酮酮(PEKEKK)的纤维。
在天然来源并且特别是植物的纤维中，可列举以下：基于以下的纤维：亚麻，蓖麻毒素，木材，洋麻，椰子，大麻，黄麻，木质素，竹，丝，特别是蜘蛛丝，剑麻和其他纤维素纤维，特别是粘胶纤维。这些植物纤维可以纯形式使用、处理或涂覆有涂层，以改进聚合物基质的粘附和浸渍。
增强纤维可由纤维材料制成，该纤维材料也可为织物、具有纤维的编织物或机织物。
其也可对应于具有维持纱线的纤维。
这些组分纤维可单独使用或混合使用。因此，有机纤维可与矿物纤维混合，以便用聚合物基质浸渍并形成预浸渍的纤维材料。
有机纤维粗纱可具有若干克重。其可进一步具有几种几何形状。纤维可呈短纤维形式，其然后制成毡或非织造物，它们可呈条、层或片的形式，或呈连续纤维形式，它们可制成2D织物、单向(UD)的编织物或粗纱或非织造纤维。纤维材料的组分纤维可进一步采取具有不同几何形状的这些增强纤维的混合物的形式。
优选地，纤维材料由连续的碳、玻璃或碳化硅纤维或其混合物、特别是碳纤维制成。其以粗纱或若干粗纱的形式使用。
优选的短增强纤维是选自以下的短纤维：碳纤维，包括金属化纤维，玻璃纤维，包括金属化玻璃纤维如E、R、S2，芳纶纤维(如
Figure BDA0002434781340000091
)或芳族聚酰胺，聚芳醚酮(PAEK)纤维，例如聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)纤维、聚醚酮醚酮酮(PEKEKK)纤维或其混合物。
优选地，增强纤维选自玻璃、碳、陶瓷和芳纶纤维或其混合物。
根据本发明的一个实施方案，根据本发明的隔室具有导热性质。根据该优选的实施方案，增强纤维将优选地选自碳纤维和氮化硼纤维。
根据本发明的另一个实施方案，根据本发明的隔室具有绝热性质。根据该优选的实施方案，增强纤维将优选地选自玻璃纤维、玄武岩纤维和芳纶纤维。
更具体地，相对于组合物的总重量计，根据本发明的组合物中的增强纤维含量包括在20和80重量％之间。
根据所使用的纤维的尺寸：短的、长的或连续的，增强纤维含量在本发明的组合物中可不同。
因此，在短增强纤维的情况下，纤维含量优选包括在20和60重量％之间的增强纤维。
在长增强纤维或连续增强纤维的情况下，纤维含量优选包括在60和80重量％之间的增强纤维。
抗冲改性剂
相对于组合物的总重量计，形成电池隔室的根据本发明的组合物包含0至20重量％的至少一种抗冲改性剂。
抗冲改性剂有利地由以下聚合物构成，该聚合物具有根据标准ISO 178在50％RH下测量的低于100MPa的弯曲模量和根据2013的标准11357-2测量的低于0℃的Tg。
根据标准ISO 1 1357-2:2013，在第二次加热道次之后，使用差示扫描量热仪(DSC)测量聚酰胺的玻璃化转变温度Tg。加热和冷却速率为20℃/min。
优选地，抗冲改性剂由一种或多种聚烯烃形成，其一部分或全部带有选自羧酸、羧酸酐和环氧化物官能团的官能团。非常具体地，聚烯烃可选自弹性体乙烯和丙烯共聚物(EPR)、弹性体乙烯-丙烯-二烯共聚物(EPDM)和乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物。
相对于所述组合物的总重量计，组合物可包含最高达50重量％的半结晶聚烯烃或聚烯烃的混合物，其根据ISO 178标准在50％Rh下测量的弯曲模量超过300MPa，有利地超过800MPa。
该抗冲改性剂是官能化的聚烯烃(B1)。
根据本发明，官能化的聚烯烃(B1)应理解为意指以下聚合物。
官能化的聚烯烃(B1)可为具有反应性单元(官能单元(functionalities))的α-烯烃聚合物。这样的反应性单元是羧酸、酸酐或环氧官能团。
可给出α-烯烃或二烯烃的均聚物或共聚物作为实例，例如，乙烯、丙烯、1-丁烯、1-辛烯、丁二烯，并且更具体地：
-乙烯的均聚物和共聚物，特别是LDPE、HDPE、LLDPE(线性低密度聚乙烯)、VLDPE(极低密度聚乙烯)和茂金属聚乙烯；
-丙烯的均聚物或共聚物；
-乙烯/α-烯烃共聚物，例如乙烯/丙烯、EPR(乙烯-丙烯-橡胶的缩写)和乙烯/丙烯/二烯(EPDM)；
-苯乙烯/乙烯-丁烯/苯乙烯(SEBS)、苯乙烯/丁二烯/苯乙烯(SBS)、苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯(SIS)、苯乙烯/乙烯-丙烯/苯乙烯(SEPS)嵌段共聚物；
-乙烯与至少一种选自不饱和羧酸的盐或酯例如(甲基)丙烯酸烷基酯(例如丙烯酸甲酯)或饱和羧酸的乙烯基酯例如乙酸乙烯酯(EVA)的共聚物，其中共聚单体的比例可达到40重量％。
上述这些聚烯烃可通过反应性单元(官能单元)例如羧酸、酸酐或环氧官能团进行接枝、共聚或三元共聚。
更具体地，这些聚烯烃通过以下进行接枝或共聚或三元共聚：不饱和环氧化物例如(甲基)丙烯酸缩水甘油酯，或羧酸或相应的盐或酯例如(甲基)丙烯酸(其可被金属例如Zn等完全或部分中和)或羧酸酐例如马来酸酐。
官能化的聚烯烃(B1)可选自以下，马来酸酐或甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝的(共)聚合物，其中接枝率为例如0.01至5重量％：
-PE，PP，乙烯与丙烯、丁烯、己烯或辛烯的共聚物，其含有例如35至80重量％的乙烯；
-乙烯/α-烯烃共聚物，例如乙烯/丙烯、EPR(乙烯-丙烯-橡胶的缩写)和乙烯/丙烯/二烯(EPDM)；
-苯乙烯/乙烯-丁烯/苯乙烯(SEBS)、苯乙烯/丁二烯/苯乙烯(SBS)、苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯(SIS)、苯乙烯/乙烯-丙烯/苯乙烯(SEPS)嵌段共聚物；
-乙烯和乙酸乙烯酯共聚物(EVA)，其含有最高达40重量％的乙酸乙烯酯；
-乙烯和(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物，其含有最高达40重量％的(甲基)丙烯酸烷基酯；
-乙烯和乙酸乙烯酯(EVA)和(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物，其含有最高达40重量％的共聚单体。
官能化的聚烯烃为例如PE/EPR混合物，其重量比可在宽范围内变化，例如在40/60和90/10之间，所述混合物用酸酐、特别是马来酸酐共接枝，其接枝率例如为0.01至5重量％。
官能化的聚烯烃(B1)也可选自乙烯/丙烯共聚物，其中大多数的马来酸酐接枝的丙烯与单胺聚酰胺(或聚酰胺低聚物)(EP-A-0,342,066中描述的产物)缩合。
官能化的聚烯烃(B1)也可为至少以下单元的共聚物或三元共聚物：
(1)乙烯；
(2)(甲基)丙烯酸烷基酯或饱和羧酸乙烯基酯；和
(3)酸酐例如马来酸酐或(甲基)丙烯酸酐或环氧化物，例如甲基丙烯酸缩水甘油酯。
作为后一种类型的官能化的聚烯烃的实例，可提及以下共聚物，其中乙烯占优选至少60重量％，并且其中三元单体(官能团)占例如共聚物的0.1至12重量％：
-乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯/(甲基)丙烯酸或马来酸酐或甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物；
-乙烯/乙酸乙烯酯/马来酸酐或甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物；
-乙烯/乙酸乙烯酯或(甲基)丙烯酸烷基酯/(甲基)丙烯酸或马来酸酐或甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物。
在前述共聚物中，(甲基)丙烯酸可与Zn或Li成盐。
(B1)中的术语“(甲基)丙烯酸烷基酯”表示甲基丙烯酸和丙烯酸C1至C8烷基酯，并且可选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸乙酯。
此外，先前所列的聚烯烃(B1)还可通过任何合适的方法或试剂(二环氧化物、二酸、过氧化物等)进行交联；术语官能化的聚烯烃还包括先前所列的聚烯烃与可与它们反应的双官能试剂如二酸、二酐、二环氧化物等的混合物或可一起反应的至少两种官能化的聚烯烃的混合物。
上述共聚物(B1)可以统计或顺序方式共聚并且具有直链或支链结构。
这些聚烯烃的分子量、MFI和密度也可在宽范围内变化，这是本领域技术人员知道的。MFI(熔体流动指数的缩写)是熔融时的流动性的量度。其根据标准ASTM 1238测量。
有利地，官能化的聚烯烃(B1)选自任何包含α-烯烃单元和带有极性反应性官能团的单元的聚合物，所述极性反应性官能团例如环氧化物、羧酸或羧酸酐官能团。作为此类聚合物的实例，可提及：乙烯、丙烯酸烷基酯和马来酸酐或甲基丙烯酸缩水甘油酯的三元共聚物，如来自申请人的
Figure BDA0002434781340000121
或马来酸酐接枝的聚烯烃，如来自申请人的
Figure BDA0002434781340000122
以及乙烯、丙烯酸烷基酯和(甲基)丙烯酸的三元共聚物。还可提及羧酸酐接枝的聚丙烯的均聚物或共聚物，然后与聚酰胺或聚酰胺单胺低聚物缩合，如申请EP 0,342,066中所描述。
更具体地，官能化的聚烯烃(B1)为：
-乙烯、丙烯酸烷基酯和马来酸酐三元共聚物；
-乙烯、丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物；
-马来酸酐接枝的聚丙烯和聚乙烯；
-马来酸酐接枝的乙烯和丙烯共聚物以及可能的二烯单体；
-马来酸酐接枝的乙烯和辛烯共聚物；
以及其混合物。
相对于组合物的总重量计，官能化的聚烯烃(B1)的存在浓度包括在0和20重量％之间，优选在1和10重量％之间。
有利地，根据本发明的组合物可包含至少一种非官能化的聚烯烃(B2)。
非官能化的聚烯烃(B2)通常是α-烯烃或二烯烃例如乙烯、丙烯、1-丁烯、1-辛烯、丁二烯的均聚物或共聚物。作为实例，可提及：
-聚乙烯的均聚物和共聚物，特别是LDPE、HDPE、LLDPE(线性低密度聚乙烯)、VLDPE(极低密度聚乙烯)和茂金属聚乙烯。
-丙烯的均聚物或共聚物；
-乙烯/α-烯烃共聚物，例如乙烯/丙烯、EPR(乙烯-丙烯-橡胶的缩写)和乙烯/丙烯/二烯(EPDM)；
-苯乙烯/乙烯-丁烯/苯乙烯(SEBS)、苯乙烯/丁二烯/苯乙烯(SBS)、苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯(SIS)、苯乙烯/乙烯-丙烯/苯乙烯(SEPS)嵌段共聚物；
-乙烯与至少一种选自不饱和羧酸的盐或酯例如(甲基)丙烯酸烷基酯(例如丙烯酸甲酯)或饱和羧酸的乙烯基酯例如乙酸乙烯酯(EVA)的共聚物，其中共聚单体的比例可达到40重量％；
以及其混合物。
上述共聚物(B2)可统计地或相继地共聚并且具有直链或支链结构。
有利地，非官能化的聚烯烃(B2)选自聚丙烯的均聚物或共聚物和任何乙烯均聚物或乙烯共聚物以及高级α-烯烃共聚单体例如丁烯、己烯、辛烯或4-甲基-1-戊烯。PP(聚丙烯)、高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯和极低密度聚乙烯可作为实例列举。这些聚乙烯是本领域技术人员已知的，其是来自自由基方法、来自齐格勒催化方法或最近地来自茂金属催化的产物。还优选的是乙烯和乙酸乙烯酯(EVA)的共聚物，例如申请人以商标名EVATANE销售的那些。
当根据本发明的组合物包含一种或多种非官能化的聚烯烃时，可在大范围内选择(A)的MFI以及(B1)和(B2)的MFI，但是建议的是(B1)和(B2)的粘度接近，以改进(B1)和(B2)的分散。
相对于组合物的总重量计，非官能化的聚烯烃的存在浓度包括在0和20重量％之间，优选在1和10重量％之间。
添加剂
形成电池隔室的根据本发明的组合物还可包含0至20％的添加剂。
优选地，在形成隔室的组合物中存在的添加剂选自热稳定剂、增塑剂、润滑剂、有机或无机颜料、抗UV剂、抗静电剂、矿物填料和有机填料。
该热稳定剂可选自基于铜的稳定剂、有机稳定剂以及其混合物。
基于铜的稳定剂可由一种或多种选自基于铜的化合物的成分组成，所述基于铜的化合物例如氯化亚铜、氯化铜、溴化亚铜、溴化铜、碘化亚铜、碘化铜、乙酸亚铜和乙酸铜。
可列举其他金属(例如银)的卤化物和乙酸盐。这些基于铜的化合物通常与碱金属的卤化物缔合。一个众所周知的实例是CuI和KI的混合物，其中CuI:KI比率典型地包括在1:5至1:15之间。这种稳定剂的一个实例是Ciba的Polyadd P201。
关于含有铜的稳定剂的更多细节见于US专利2,705,227中。最近，出现了基于铜的稳定剂，例如铜络合物，例如Brüggemann的Bruggolen H3336、H3337、H3373。
有利地，基于铜的稳定剂选自卤化铜、乙酸铜、与至少一种碱金属卤化物混合的卤化铜或乙酸铜，以及其混合物，优选碘化铜和碘化钾的混合物(CuI/KI)。
有机稳定剂可选自以下，该列举不是限制性的：
-酚抗氧化剂，例如Ciba的Irganox 245、Irganox 1010、Irganox 1098、Ciba的Irganox MD1024、Great Lakes的Lowinox 44B25；
-基于磷的稳定剂，例如亚磷酸酯/盐，例如Ciba的
Figure BDA0002434781340000141
168；
-UV吸收剂，例如Ciba的Tinuvin 312，
-HALS，如前所述，
-胺类型稳定剂，例如Crompton的Naugard 445，或甚至受阻胺类型稳定剂，例如Ciba的Tinuvin 770，
-多功能稳定剂，例如Clariant的Nylostab S-EED。
两种或更多种这些有机稳定剂的混合物是显然可想到的。
相对于组合物的总重量计，组合物中的热稳定剂的量优选包括在0.05和5重量％之间。
添加剂可特别地选自：增塑剂，例如BBSA(N-(正丁基)苯磺酰胺)，润滑剂，例如硬脂酸；有机或无机颜料；抗UV剂；抗静电剂；矿物填料，例如滑石、碳酸钙、二氧化钛、氧化锌和有机填料。
在填料中，可列举二氧化硅、炭黑、碳纳米管、氧化钛或甚至玻璃珠。
优选地，相对于组合物的总重量计，存在于组合物中的添加剂的浓度通常为0.1至15重量％，优选1至15重量％。
根据一个优选的实施方案，根据本发明的电池隔室由包含以下的组合物制成：
-相对于组合物的总重量计20至80重量％的增强纤维；
-相对于组合物的总重量计1至10重量％的至少一种抗冲改性剂；
-相对于组合物的总重量计0.1至15重量％的添加剂。
-其中其余是基质，该基质包含：
-主要地至少一种聚酰胺和
-相对于组合物中存在的聚酰胺的总重量计10至30重量％的至少一种阻燃剂。
根据一个更优选的实施方案，根据本发明的电池隔室由包含以下的组合物制成：
-相对于组合物的总重量计20至80重量％的增强纤维，所述增强纤维选自玻璃、碳、陶瓷和芳纶纤维或其混合物；
-相对于组合物的总重量计1至10重量％的至少一种抗冲改性剂；
-相对于组合物的总重量计0.1至15重量％的添加剂。
-其中其余是基质，该基质包含：
-主要地至少一种聚酰胺和
-相对于组合物的总重量计10至30重量％的至少一种阻燃剂。
电池隔室还可包括至少两个壳：
-内壳，旨在直接贴合(adapted，适应)于电池；
-外壳。
在本发明的含义中，内部装置紧靠电池布置。
在本发明的含义中，外部装置旨在与周围空气接触，例如布置在路侧(road side)上。
一个或多个额外的壳的存在用于为隔室提供改进的保护。根据预期的性质，此额外的壳可具有防潮作用，这意味着为电池提供密封，提高的抗冲击性或隔热性质。
根据一个优选的实施方案，该外壳可为防潮壳，并且特别是EVOH的防潮壳、聚烯烃的防潮壳，例如聚丙烯或聚乙烯：HDPE,LDPE。
制备组合物的方法
本发明还涵盖制备例如如上所定义的组合物的方法。根据该方法，所述组合物可通过任何可获得含有根据本发明的组合物以及任选地其他添加剂的均匀混合物的方法来制备，例如熔融态挤出、压实或甚至辊式混合机，同时考虑增强纤维的尺寸。
有利地，使用热塑性塑料工业中用于混合或捏合的常规装置，例如挤出机，例如双螺杆型挤出机，以及捏合机，例如BUSS共捏合机。
制备隔室的方法
根据纤维的尺寸，可通过各种技术来制造根据本发明的电池隔室。
当纤维是短的时，可通过注射、挤出、共挤出、热压缩和多次注射至少一种如上所定义的组合物来获得根据本发明的电池隔室。
当纤维是长的或连续的时，可通过选自以下的各种技术来制造根据本发明的电池隔室：拉挤，细丝缠绕，热压缩，注入模塑，树脂传递模塑(RTM)，结构化注射和反应模塑(S-RIM)或注射压缩模塑。一种具体的闭模技术是RTM或S-RIM或注射压缩。RTM中的术语“树脂”在此表示没有增强纤维的根据本发明的组合物。
根据一个具体的实施方案，制备方法可包括：
-在模具中施用增强纤维的步骤，然后
-通过根据本发明的组合物的前体组合物浸渍所述纤维的至少一个步骤。
根据本发明的组合物的前体组合物应理解为意指例如如上所定义的根据本发明的组合物，但其不包含增强纤维。
用途
最后本发明涵盖例如如上所定义的电池隔室用于保护电池免受外部侵害的用途。

Claims (16)

1.用于电动或混合动力车辆的电池隔室，其特征在于，其由包含以下的组合物制成：
-相对于组合物的总重量计20至80重量％的增强纤维；
-相对于组合物的总重量计0至20重量％的至少一种抗冲改性剂；
-相对于组合物的总重量计0至20重量％的添加剂。
-其余是基质，该基质包含：
-主要地至少一种聚酰胺和
-至少一种阻燃剂。
2.根据权利要求1所述的隔室，其特征在于，制成隔室的组合物的基质包含的阻燃剂含量相对于组合物中存在的聚酰胺的总重量计为10-30重量％。
3.根据权利要求1或2所述的隔室，其特征在于，在构成隔室的组合物的基质中存在的聚酰胺包含至少两个相同或不同的重复单元，其通过选自氨基酸、内酰胺和满足式(Ca二胺)·(Cb二酸)的单元的单体的缩聚获得，其中a代表二胺中的碳数并且b代表二酸中的碳数，其中a和b各自包括在4和36之间。
4.根据前述权利要求中任一项所述的隔室，其特征在于，在组合物的基质中存在的聚酰胺选自：PA6，PA66，PA 6/66，PA46，PA6T/66，PA6T/6I/66，PA610，PA612，PA 69/12，PA614，PA 6/12，PA 11/12，PA12，PA11，PA1010，PA1012，PA618，PA10T，PA 6/12/66，PA12/10T，PA1010/10T，PA 6/6T/10T，PA 11/6T/10T，PA 12/6T/10T，PA 6/69/11/12，PA 6/66/11/12，PA11/10.T，PA11/BACT，11/BACT/6T，MXDT/10T，MPMDT/10T，BACT/6T和BACT/10T以及其混合物。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的隔室，其特征在于，在形成隔室的组合物的基质中存在的聚酰胺的每个氮原子的平均碳原子数大于或等于9，优选大于或等于10，并且更优选包括在9和18之间，并且特别地包括在10和18之间。
6.根据前述权利要求中任一项所述的隔室，其特征在于，在形成隔室的组合物的基质中存在的聚酰胺选自：PA612，PA 69/12，PA 614，PA 6/12，PA 11/12，PA12，PA11，PA1010，PA1012，PA618，PA10T，PA12/10T，PA1010/10T，PA 11/6T/10T，PA 12/6T/10T，PA 6/69/11/12，PA11/10.T，11/BACT，11/BACT/6T，MXDT/10T，MPMDT/10T，BACT/6T和BACT/10T以及其混合物。
7.根据前述权利要求中任一项所述的隔室，其特征在于，在制成隔室的组合物的基质中存在的阻燃剂选自：次膦酸的金属盐，二次膦酸的金属盐，含有至少一种次膦酸的金属盐的聚合物，含有至少一种二次膦酸的金属盐的聚合物；红磷，氧化锑，氧化锌，氧化铁，氧化镁，金属硼酸盐例如硼酸锌或三聚氰胺焦磷酸盐，三聚氰胺氰脲酸盐，以及其混合物。
8.根据前述权利要求中任一项所述的隔室，其特征在于，制成隔室的组合物的基质包含的阻燃剂含量相对于组合物中存在的聚酰胺的总重量计为15-25重量％。
9.根据前述权利要求中任一项所述的隔室，其特征在于，制成隔室的组合物包含选自矿物纤维和聚合物纤维的增强纤维。
10.根据前述权利要求中任一项所述的隔室，其特征在于，所述增强纤维选自玻璃、碳、陶瓷和芳纶纤维或其混合物。
11.根据前述权利要求中任一项所述的隔室，其特征在于，在制成隔室的组合物中存在的抗冲改性剂选自以下的官能化的聚烯烃(B1)：
-乙烯、丙烯酸烷基酯和马来酸酐三元共聚物；
-乙烯、丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物；
-马来酸酐接枝的聚丙烯和聚乙烯；
-马来酸酐接枝的乙烯和丙烯共聚物以及可能的二烯单体；
-马来酸酐接枝的乙烯和辛烯共聚物；
以及其混合物。
12.根据前述权利要求中任一项所述的隔室，其特征在于，抗冲改性剂含量相对于组合物的总重量计为1-10重量％。
13.根据前述权利要求中任一项所述的隔室，其特征在于，在形成隔室的组合物中存在的添加剂选自：热稳定剂，例如卤化铜、乙酸铜、卤化银、乙酸银、络合的基于铜的稳定剂，酚类抗氧化剂，基于磷的稳定剂，HALS，胺类型稳定剂，多官能稳定剂；增塑剂，润滑剂，有机或无机颜料，抗UV剂；抗静电剂；矿物填料和有机填料。
14.根据前述权利要求中任一项所述的隔室，其特征在于，制成隔室的组合物包含的添加剂含量相对于组合物的总重量计为0.1-15重量％。
15.根据前述权利要求中的任一项所述的隔室，其特征在于，其包括至少两个壳：
-由例如权利要求1至14任一项中所定义的组合物制成的内壳，旨在直接适应于电池；和
-外壳，特别是作为防潮层。
16.例如权利要求1至15中任一项所定义的电池隔室用于保护电池免受外部侵害的用途。
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