CN111500031A - 一种防二次收缩的pet热缩套管材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种防二次收缩的PET热缩套管材料及其制备方法，所述防二次收缩的PET热缩套管材料包含的组份及其质量百分比为：PET 35%‑60%，POK 15%‑30%，PCTG 15%‑30%，SEBS 1%‑10%，抗氧剂0.1%‑3%。采用本发明的技术方的PET热缩套管材料，综合性能良好，不仅拥有良好的收缩性能，还具有优秀的力学强度，最突出的是具有更好的尺寸的结构稳定性以及热稳定性，特别在收缩后，再次加热或反复加热时，大大降低了二次收缩的概率，可应用于动力电池的外包装上。

Description

一种防二次收缩的PET热缩套管材料及其制备方法
技术领域
本发明属于热缩材料技术领域，尤其涉及一种防二次收缩的PET热缩套管材料及其制备方法。
背景技术
随着国家对新能源汽车的大力发展及政策扶持，新能源汽车的使用慢慢普及，动力电池在市场上的需求量也越来越大。这些年，我国动力电池关键技术、关键材料和产品研发取得了重大的进步，与韩国、日本、美国、德国等国际先进水平比较，总体水平相当。中国国内企业开发出的车用动力电池，能量密度、功率密度等主要性能指标能居国际先进水平。而作为电池绝缘保护用的热缩套管国内投入的研发相对较少，由于动力电池在充放电时，会产生较高的电流电压，电池本体会发热，目前市场上常规的热缩套管应用于动力电池上，如图1所示，在充放电时，电池本体发热，其外侧的热缩管容易产生包覆不完整(缩皮)现象即二次收缩，如图2所示，在电池防锈油的同时作用下，导致热缩套管在电池本体上脱落，从而失去了热缩管美观包装及绝缘保护效果。由于新能源动力电池近几年才迅速发展起来，在市场上还没有相关成熟的热缩套管产品。
发明内容
针对以上技术问题，本发明公开了一种防二次收缩的PET热缩套管材料及其制备方法，应用于电池外包装上，大大降低了电池在充放电过程中产生的二次收缩的现象，提高了产品合格率。
对此，本发明采用的技术方案为：
一种防二次收缩的PET热缩套管材料，其包含的组份及其质量百分比为：PET35％-60％，POK 15％-30％，PCTG 15％-30％，SEBS 1％-10％，抗氧剂0.1％-3％。
其中，PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯，俗称涤纶树脂。PCTG为聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯，是一种非结晶型共聚酯。POK是脂肪族聚酮树脂为一种新型的工程塑料，氧化碳、乙二胺(ethylene)、丙烯(propylene)等制成的环保型高分子材料。SEBS是以聚苯乙烯为末端，乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物。
采用此技术方案的PET热缩套管材料的热缩套管，在收缩后再次加热时，大大降低了二次收缩的概率，可以应用于动力电池的外包装上。
作为本发明的进一步改进，所述的防二次收缩的PET热缩套管材料包含的组份及其质量百分比为：PET 50％-55％，POK 16％-25％，PCTG 20％-24％，SEBS 3％-6％，抗氧剂0.5％-2％。
作为本发明的进一步改进，所述的防二次收缩的PET热缩套管材料包含的组份及其质量百分比为：PET 50％，POK 25％，PCTG 20％，SEBS 4％，抗氧剂1％。采用此配方的PET热缩套管材料，做成的热缩套管的二次收缩的概率接近于0。
作为本发明的进一步改进，所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅助抗氧剂，所述主抗氧剂为受阻酚类物质，所述辅助抗氧剂为亚磷酸酯类物质。优选的，所述抗氧剂为复合型1010/168抗氧剂。
作为本发明的进一步改进，所述PCTG的玻璃化温度为不小于100℃。进一步的，所述PCTG中CHDM的含量为40％～50％。
作为本发明的进一步改进，所述POK的热变形温度不小于200度。
进一步的，所述POK的热变形温度为200-215℃。
进一步的，所述POK为能够在95℃热水下500H，机械性能不降低的。
本发明还公开了一种如上任意一项所述的防二次收缩的PET热缩套管材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1，将原料PCTG、POK、SEBS混合均匀后，挤出造粒得到初步造粒料；
步骤S2，将初步造粒料与PET、抗氧剂混合均匀，然后挤出成型或造粒得到防二次收缩的PET热缩套管材料。
作为本发明的进一步改进，步骤S1中，通过挤出机进行造粒，挤出机和模头各区温度为：第一区：105～115℃；第二区：215～225℃；第三区：225～235℃；第四区：235～245℃；第五区：235～245℃；第六区：230～240℃；第七区：230～240℃；第八区：220～230℃；第九区：220～230℃；模头：225～235℃。
作为本发明的进一步改进，步骤S2中，挤出机和模头各区温度为：第一区：270～280℃；第二区：275～285℃；第三区：280～290℃；第四区：280～290℃；第五区：275～285℃；第六区：240～250℃；第七区：235～245℃。
作为本发明的进一步改进，步骤S1中，先将PCTG、POK、SEBS经过70-80℃干燥4-6小时。
作为本发明的进一步改进，步骤S2中，先将初步造粒料与PET经过140-150℃干燥4-6小时。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
采用本发明的技术方案，通过选择合适的配方得到的PET热缩套管材料，综合性能良好，不仅拥有良好的收缩性能，还具有优秀的力学强度，最突出的是具有更好的尺寸的结构稳定性以及热稳定性，特别在收缩后，再次加热或反复加热时，大大降低了二次收缩的概率，可应用于动力电池的外包装上，解决了常规PET热缩管在实际的使用中，由于充放电放热易导致套管二次收缩问题，在电池防锈油的作用下易导致套管脱落的问题。
附图说明
图1是本发明现有技术的PET热缩管套胶后包覆良好的示意图。
图2是本发明现有技术的PET热缩管应用在电池中发热产生的二次收缩现象示意图。
图3是本发明实施例1的双螺杆挤出机和模头各区温度示意图。
图4是本发明实施例2的单螺杆挤出机及各区温度示意图。
具体实施方式
下面对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明。
实施例1
一种防二次收缩的PET热缩套管材料，其包含的组份及其质量百分比为：PET55％，POK 16％，PCTG 24％，SEBS 4％，抗氧剂1％。
所述抗氧剂为复合型1010/168抗氧剂。所述PCTG的玻璃化温度不小于100℃，所述POK的热变形温度为200-215℃。
其采用以下步骤制备得到PET热缩套管：
步骤S1，初步造粒：按照配方(质量比)称量PCTG、POK、SEBS，上述物料经过70-80℃干燥4-6小时后，混合均匀，然后经过双螺杆挤出机挤出造粒得到初步造粒料；
初步造粒采用以下加工工艺条件：
如图3所示，双螺杆挤出机各区及模头温度：第一区：105～115℃；第二区：215～225℃；第三区：225～235℃；第四区：235～245℃；第五区：235～245℃；第六区：230～240℃；第七区：230～240℃；第八区：220～230℃；第九区：220～230℃；模头：225～235℃。
步骤S2，按照配方(质量比)称量，将初步造粒料与PET经过140-150℃干燥4-6小时，并与抗氧剂混合均匀后，通过单螺杆挤出机挤出成型，得到防二次收缩的PET热缩套管材料。如图4所示，单螺杆挤出机和模头各区温度为：第一区：270～280℃；第二区：275～285℃；第三区：280～290℃；第四区：280～290℃；第五区：275～285℃；第六区：240～250℃；第七区：235～245℃。
实施例2
在实施例1的基础上，本实施例防二次收缩的PET热缩套管材料包含的组份及其质量百分比为：PET 50％，POK 25％，PCTG 20％，SEBS 4％，抗氧剂1％。
所述抗氧剂为复合型1010/168抗氧剂。所述PCTG的玻璃化温度不小于100℃，所述POK的热变形温度为200-215℃。
加工制备方法同实施例1。
实施例3
在实施例1的基础上，本实施例防二次收缩的PET热缩套管材料包含的组份及其质量百分比为：PET 44％，POK 29％，PCTG 18％，SEBS 6.7％，抗氧剂2.3％。
所述抗氧剂为复合型1010/168抗氧剂。所述PCTG的玻璃化温度不小于100℃，所述POK的热变形温度为200-215℃。
加工制备方法同实施例1。
对比例1
在实施例1的基础上，本对比例PET热缩套管材料包含的组份及其质量百分比为：PET 58％，POK 35％，PCTG 0％，SEBS 5％，抗氧剂2％。
制备方法同实施例1。
对比例2
在实施例1的基础上，本对比例PET热缩套管材料包含的组份及其质量百分比为：PET 70％，POK 8％，PCTG 12％，SEBS 10％，抗氧剂0％。
制备方法同实施例1。
将实施例1～3和对比例1～2得到的热缩套管进行测试，测试的主要技术性能指标要求以及测试方法如表1所示。
表1防电池二次收缩PET热缩套管重要技术性能指标
Figure BDA0002510747490000051
其中，表2中二次收缩率为产生二次收缩不良的产品所占总投产的产品比例。
对实施例1～3和对比例1～2得到的热缩套管按照表1的要求进行测试，测试结果如表2所示。
通过表2的对比可见，采用本发明的技术方案的PET热缩套管，除具有很好的热缩性能外，还具有较高的力学性能和绝缘性能，而且最重要的是，与对比例相比，二次收缩率大大下降。
表2实施例1～3和对比例1～2得到的热缩套管性能对比
Figure BDA0002510747490000061
对比例3
另外，以具有良好的耐冷热冲击的PET套管作为对比例3，其包含的组份及其质量百分比为：PET 45％，PSU 23％，PCTG 20％，TPEE 8％，SEBS 2％，抗老化剂1.7％，扩链剂0.3％。
其采用以下步骤制备得到PET热缩套管：
(1)初步造粒：按照配方(质量比)称量PCTG、TPEE和SEBS，上述物料经过70-80℃干燥4-6小时后，混合均匀，然后经过双螺杆挤出机挤出造粒得到初步造粒料；
双螺杆挤出机各区及模头温度：一区：120±5℃；二区：220±5℃；三区：240±5℃；四区：245±5℃；五区：245±5℃；六区：240±5℃；七区：240±5℃；八区：235±5℃；九区：235±5℃；模头：230±5℃。
(2)二次造粒：按照配方(质量比)称量，将初步造粒料与PET、PSU经过140-150℃干燥4-6小时，并与扩链剂混合均匀后，通过双螺杆挤出机挤出造粒，得到耐冷热冲击PET母粒；
双螺杆挤出机各区及模头温度：一区：220±5℃；二区：245±5℃；三区：260±5℃；四区：265±5℃；五区：270±5℃；六区：265±5℃；七区：265±5℃；八区：260±5℃；九区：255±5℃；模头：250±5℃。
(3)挤出、扩张成型得到PET热缩套管。
将耐冷热冲击PET母粒与抗老化剂混合，可以根据实际需求可添加色母，经过单螺杆挤出机挤出得到良好的耐冷热冲击的PET套管。
单螺杆挤出机和模头各区温度为：一区：275±5℃、二区：285±5℃、三区：290±5℃、四区：290±5℃、五区：285±5℃、六区：245±5℃、七区：240±5℃。
对比例4
以现有技术中性能优异的PET热缩套管作为对比例4。
将实施例2与对比例3、对比例4按照表1的测试方法进行测试，并进行性能对比，结果如表3所示。
表3实施例2、对比例3～4的性能对比表
Figure BDA0002510747490000081
通过表3的对比可见，采用本发明的技术方案的PET热缩套管，与其他具有耐冷热冲击即具有良好热稳定性的PET套管、以及现有技术中性能优良(热稳定性好)的热缩套管相比，二次收缩率大大下降，二次收缩率几乎为0。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种防二次收缩的PET热缩套管材料，其特征在于，其包含的组份及其质量百分比为：PET 35%-60%，POK 15%-30%，PCTG 15%-30%，SEBS 1%-10%，抗氧剂 0.1%-3%。
2.根据权利要求1所述的防二次收缩的PET热缩套管材料，其特征在于，其包含的组份及其质量百分比为：PET 50%-55%，POK 16%-25%，PCTG 20%-24%，SEBS 3%-6%，抗氧剂 0.5%-2%。
3.根据权利要求1所述的防二次收缩的PET热缩套管材料，其特征在于：所述抗氧剂包括主抗氧剂和辅助抗氧剂，所述主抗氧剂为受阻酚类物质，所述辅助抗氧剂为亚磷酸酯类物质。
4.根据权利要求1~3任意一项所述的防二次收缩的PET热缩套管材料，其特征在于：所述PCTG的玻璃化温度不小于100℃。
5.根据权利要求4所述的防二次收缩的PET热缩套管材料，其特征在于：所述POK的热变形温度为200-215℃。
6.一种如权利要求1~5任意一项所述的防二次收缩的PET热缩套管材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，将原料PCTG、POK、SEBS混合均匀后，挤出造粒得到初步造粒料；
步骤S2，将初步造粒料与PET、抗氧剂混合均匀，然后挤出成型或造粒得到防二次收缩的PET热缩套管材料。
7.根据权利要求6所述的防二次收缩的PET热缩套管材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，通过挤出机进行造粒，挤出机和模头各区温度为：第一区：105~115℃； 第二区：215~225℃；第三区：225~235℃ ；第四区：235~245℃ ；第五区：235~245℃ ；第六区：230~240℃；第七区：230~240℃；第八区：220~230℃；第九区：220~230℃；模头：225~235℃。
8.根据权利要求7所述的防二次收缩的PET热缩套管材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，挤出机和模头各区温度为：第一区：270~280℃； 第二区：275~285℃；第三区：280~290℃；第四区：280~290℃；第五区：275~285℃；第六区：240~250℃；第七区：235~245℃。
9.根据权利要求8所述的防二次收缩的PET热缩套管材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，先将PCTG、POK、SEBS经过70-80℃干燥4-6小时。
10.根据权利要求9所述的耐冷热冲击汽车车载电容用PET套管材料的制备方法，其特征在于：步骤S2中，先将初步造粒料与PET经过140-150℃干燥4-6小时。
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Inventor after: Lu Jinshou

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