CN112341789A - 一种聚苯醚材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种聚苯醚材料及其制备方法和应用，所述聚苯醚材料的制备原料按照重量份数包括如下组分：聚苯醚树脂70‑85份，聚苯乙烯树脂30‑35份，玻璃微珠22‑26份，发泡剂20‑25份，阻燃剂2‑22份，增韧剂10‑15份和助剂0.5‑9.4份。本发明所述聚苯醚材料中通过玻璃微珠和发泡剂的复配使用达到轻量化的效果，阻燃剂、增韧剂和助剂的加入使聚苯醚材料的阻燃性和韧性等综合性能较好。

Description

一种聚苯醚材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及电池包技术领域，尤其涉及一种聚苯醚材料及其制备方法和应用。
背景技术
电池包是新能源汽车的核心部件，电池包的轻量化有助于提高电池载量，增加续航里程，提升整车性能。目前电池包内框架、支撑结构多采用钢、铝等材料，具有轻量化优势的高性能塑料需要进行改性增强，用以满足电池包内复杂工况的性能要求。
目前汽车电池包中端板多采用铸铝(A380)、镁铝(AZ91D)或者玻纤增强阻燃尼龙66材料。聚苯醚树脂材料相比上述材料具有低密度、尺寸稳定性好、电性能优异、耐酸碱介质腐蚀性强等系列优势，适用于电池包内分复杂特殊工况。
CN109181271A公开了一种高阻燃低密度聚苯醚改性材料，其公开的聚苯醚改性材料包括：60-70wt％的聚苯醚，20-30wt％的阻燃剂，2-5wt％的空心微珠和3-5wt％的加工助剂，其公开的阻燃剂由十溴二苯乙烷与三氧化二锑组成。其提供的高阻燃低密度聚苯醚改性材料通过各组分协同作用，提高了材料的阻燃性能，一定程度上降低了材料的密度，同时可保证材料的机械性能包括弹性模量，使材料具有较好的韧性，成型性能优异。但是其公开的聚苯醚改性材料轻量化效果有限。
CN103172997A公开了一种低密度聚苯醚/聚苯乙烯(PPO/PS)共混合金材料，其公开的PPO/PS共混合金材料按照重量份由以下分制成：聚苯醚25-55 份、聚苯乙烯15-42份、玻璃微珠15-30份、增韧剂5-15份、润滑剂0.2-0.7份和抗氧剂0.2-0.5份。其公开的PPO/PS共混合金材料相对于金属型材料来说，成本较低，能源损耗较小，增韧剂的添加改善了材料的缺口冲击强度，但是相对于以PPO为主体的材料在轻量化方面的优势不够明显，且其公开的PPO/PS 共混合金材料不具备阻燃功效，应用于汽车电池包中安全性不够。
综上所述，开发一种兼具高阻燃和轻量化的聚苯醚材料至关重要。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种聚苯醚材料及其制备方法和应用，所述聚苯醚材料兼具高阻燃和轻量化的优势。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种聚苯醚材料，所述聚苯醚材料的制备原料按照重量份数包括如下组分：聚苯醚树脂70-85份，聚苯乙烯树脂30-35份，玻璃微珠22-26份，发泡剂20-25份，阻燃剂2-22份，增韧剂10-15份和助剂0.5-9.4 份。
本发明所述聚苯醚材料中通过玻璃微珠和发泡剂的复配使用达到轻量化的效果，相比于传统的玻璃纤维，玻璃微珠密度小，质轻，强度较好，化学稳定性优异，轻量化效果优良且不影响主体材料的综合性能；发泡剂能够使基体树脂疏松成孔，利于聚苯醚树脂的进一步轻量化。除此之外，阻燃剂、增韧剂和助剂的加入使所得聚苯醚材料的阻燃性和韧性等综合性能较好。
所述聚苯醚树脂的重量份数为70-85份，例如72份、73份、74份、75份、 76份、77份、78份、79份、80份、81份、82份、83份、84份等。
所述聚苯乙烯树脂的重量份数为30-35份，例如31份、32份、33份、34 份等。
所述玻璃微珠的重量份数为22-26份，例如23份、24份、25份等。
所述发泡剂的重量份数为20-25份，例如21份、22份、23份、24份等。
所述阻燃剂的重量份数为2-22份，例如4份、6份、8份、10份、12份、 14份、16份、18份、20份等。
所述增韧剂的重量份数为10-15份，例如11份、12份、13份、14份等。
所述助剂的重量份数为0.5-9.4份，例如1份、2份、3份、4份、5份、6 份、7份、8份、9份等。本发明所述助剂指的是除发泡剂、阻燃剂和增韧剂之外的其他助剂。
优选地，所述聚苯醚树脂包括第一聚苯醚树脂和第二聚苯醚树脂的组合。
优选地，所述第一聚苯醚树脂的粘度为0.45-0.52dL/g，例如0.46dL/g、 0.47dL/g、0.48dL/g、0.49dL/g、0.50dL/g、0.51dL/g等。
优选地，所述第二聚苯醚树脂的粘度为0.33-0.42dL/g，例如0.34dL/g、 0.35dL/g、0.36dL/g、0.37dL/g、0.38dL/g、0.39dL/g、0.40dL/g、0.41dL/g 等。
优选地，所述第一聚苯醚树脂的粘度为0.45-0.52dL/g，所述第二聚苯醚树脂的粘度为0.33-0.42dL/g。
本发明采用了两种不同粘度的聚苯醚树脂，第一聚苯醚树脂粘度较高，保证了聚苯醚材料的耐热性，而第二聚苯醚树脂的粘度较低，利于聚苯醚材料的流动成型性。
优选地，所述第一聚苯醚树脂的重量份数为35-45份，例如36份、37份、 38份、39份、40份、41份、42份、43份、44份等。
优选地，所述第二聚苯醚树脂的重量份数为35-40份，例如36份、37份、 38份、39份等。
优选地，所述聚苯乙烯树脂包括高抗冲聚苯乙烯。
优选地，所述玻璃微珠的抗压强度高于0.7Mpa，例如0.8Mpa、0.9 Mpa、1.0Mpa等。
优选地，所述发泡剂的制备原料包括碳酸氢钠、碳酸氢钙或纳米蒙脱土粉的任意一种或至少两种的组合，优选碳酸氢钠与纳米蒙脱土粉的组合。
本发明所述发泡剂优选碳酸氢钠与纳米蒙脱土粉的组合，发泡速度可控，气泡均匀分散性好，可避免气量波动影响成型稳定性。
优选地，所述发泡剂表面具有包覆层。
优选地，所述包覆层的材料包括羟基聚二甲基硅氧烷、芥酸酰胺、硬脂酸锌或偶氮二甲酰胺中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述包覆层的厚度为1.8-2.1μm，例如1.9μm、2.0μm、2.1μm 等。
优选地，所述发泡剂由羟基聚二甲基硅氧烷和覆于其表面的包覆层偶氮二甲酰胺组成。
本发明使用的是具有包覆层的发泡剂，示例性地，即将羟基聚二甲基硅氧烷在碳酸氢钠表面进行包覆，得到具有包覆层的发泡剂，所述具有包覆层的发泡剂可以通过控制温度实现对发泡剂的稳定控制，具体表现在包覆层可以保护聚苯醚粒料生产过程中在熔融挤出加工前不分离且不与其它组分发生作用，而在熔融挤出加工时在温度和压力的作用下包覆层破裂，保证产品的发泡率。
优选地，所述阻燃剂包括间苯二酚磷酸酯(RDP)、邻苯二甲酰胺(DMF) 或红磷中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：间苯二酚磷酸酯和邻苯二甲酰胺的组合，邻苯二甲酰胺和红磷的组合，间苯二酚磷酸酯、邻苯二甲酰胺和红磷的组合等，优选间苯二酚磷酸酯、邻苯二甲酰胺和红磷的组合。
本发明阻燃剂优选间苯二酚磷酸酯、邻苯二甲酰胺和红磷的组合，这种组合方式中的间苯二酚磷酸酯和邻苯二甲酰胺可以立刻覆盖于被阻燃材料表面，在材料表面加速脱水炭化，形成的液膜，红磷则通过表面燃烧消耗外部的氧，持续产生液化膜而更有助于燃烧中断。
优选地，所述间苯二酚磷酸酯的重量份数为2-4份，例如2份、3份、4份等。
优选地，所述邻苯二甲酰胺的重量份数为2-4份，例如2份、3份、4份等。
优选地，所述红磷的重量份数为10-14份，例如11份、12份、13份等。
优选地，所述增韧剂包括马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH) 和/或氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)。
优选地，所述助剂包括介电增强剂、润滑剂或抗氧剂中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：介电增强剂和润滑剂的组合，润滑剂和抗氧剂的组合，介电增强剂、润滑剂和抗氧剂的组合等。
优选地，所述介电增强剂包括钡离子化合物和/或锶离子化合物。
优选地，所述钡离子化合物包括钛酸钡(BT)。
优选地，所述锶离子化合物包括钛酸锶钡(BST)。
优选地，所述润滑剂包括季戊四醇锌和/或硅油。
优选地，所述抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂和/或亚磷酸脂类抗氧剂。
优选地，所述介电增强剂的重量份数为5-8份，例如5.5份、6份、6.5份、 7份、7.5份等。
优选地，所述润滑剂的重量份数为0.1-0.4份，例如0.2份、0.3份等。
优选地，所述抗氧剂的重量份数为0.5-1份，例如0.6份、0.7份、0.8份、 0.9份等。
第二方面，本发明提供一种第一方面所述的聚苯醚材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：将配方量的聚苯醚树脂、聚苯乙烯树脂、玻璃微珠、发泡剂、阻燃剂、增韧剂和助剂混合，搅拌，挤出，造粒。
优选地，所述制备方法具体包括如下步骤：
(1)将聚苯醚树脂、聚苯乙烯树脂和增韧剂混合，第一次搅拌；
(2)加入阻燃剂、介电增强剂、抗氧剂和发泡剂，第二次搅拌；
(3)加入润滑剂，第三次搅拌；
(4)加入玻璃微珠，第四次搅拌；
(5)将步骤(4)所得的物料投入双螺杆挤出机挤出，造粒。
优选地，步骤(4)所述的第四次搅拌的速率为200-300rpm，例如210 rpm、220rpm、230rpm、240rpm、250rpm、260rpm、270rpm、280rpm、 290rpm等，优选260rpm。
优选地，步骤(4)所述的第四次搅拌的时间为30-45min，例如31min、 32min、33min、34min、35min、36min、37min、38min、39min、40 min、41min、42min、43min、44min等。
优选地，步骤(5)所述双螺杆挤出机的机筒温度为230℃-245℃，例如 232℃、234℃、236℃、238℃、240℃、242℃、244℃等。
优选地，步骤(5)所述双螺杆挤出机的螺杆转速为150-250rpm，例如160 rpm、180rpm、200rpm、220rpm、240rpm等，优选200rpm。
作为优选的技术方案，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将聚苯醚树脂、聚苯乙烯树脂和增韧剂同时加入双辊机，第一次搅拌；
(2)将阻燃剂、介电增强剂、抗氧剂和发泡剂依次加入双辊机，第二次搅拌；
(3)将润滑剂加入双辊机，第三次搅拌；
(4)将玻璃微珠加入双辊机，以200-300rpm的速率第四次搅拌30-45 min；
(5)将步骤(4)所得的物料投入机筒温度为230℃-245℃的双螺杆挤出机，在螺杆转速为150-250rpm的条件下挤出，造粒。
第三方面，本发明提供一种汽车电池包，所述汽车电池包包括第一方面所述的聚苯醚材料。
优选地，所述汽车电池包的中端板的材料包括第一方面所述的聚苯醚材料。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明所述聚苯醚材料中通过玻璃微珠和发泡剂的复配使用达到轻量化的效果，相比于传统的玻璃纤维，玻璃微珠密度小，质轻，强度较好，化学稳定性优异，轻量化效果优良且不影响主体材料的综合性能；发泡剂能够使基体树脂疏松成孔，利于聚苯醚树脂的进一步轻量化。除此之外，阻燃剂、增韧剂和助剂的加入使所得聚苯醚材料的阻燃性和韧性等综合性能较好。所述聚苯醚材料的密度不高于1.27g/cm3，阻燃可达到V-1级以上，介电强度在28kV/mm以上，弯曲模量在7500MPa以上，冲击强度在70kJ/m2以上，在轻量化效果十分明显的情况下保证了材料的其他性能不受影响。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
本发明各实施例中聚苯醚材料制备过程所用的原料的生产厂家或购置信息的信息见表1。
表1
原料 生产厂家或购置信息
第一聚苯醚树脂 购于沙伯基础(上海)商贸有限公司，牌号PCN19500
第二聚苯醚树脂 购于沙伯基础(上海)商贸有限公司，牌号PCN19200
聚苯乙烯树脂 购于台湾奇美实业有限公司（中国台湾地区企业），牌号PH-888G
RDP 购于济南利扬化工有限公司，牌号57583-54-7
DMF 购于济南利扬化工有限公司，牌号58552-53-1
红磷 购于中国化工集团蓝星公司
玻璃微珠 购于中钢集团马鞍山矿院新材料公司，牌号H40
SEBS 美国科腾，牌号Kraton G1651
POE-g-MAH 美国陶氏，牌号GR-208
发泡剂 山东美城公司，牌号T20c3
BST 购于天津高科新材公司
BT 购于天津高科新材公司
抗氧剂 购于巴斯夫，牌号Irganox1076
硅油 购于江苏毅行化工，牌号P101
羟基聚二甲基硅氧烷 购于德国瓦克，牌号AK350CS
实施例1
本实施例提供了一种聚苯醚材料，所述聚苯醚材料的制备原料按照重量份数由如下组分组成：第一聚苯醚树脂35份(粘度为0.48dL/g)，第二聚苯醚树脂35份(粘度为0.38dL/g)，聚苯乙烯树脂30份，阻燃剂：RDP 2份、DMF 2 份和红磷10份，玻璃微珠24份(抗压强度0.8MPa)，增韧剂：SEBS 14份，发泡剂(在碳酸氢钠和纳米蒙脱土粉的组合表面覆有厚度为2.0μm羟基聚二甲基硅氧烷)25份，介电增强剂：BST 6份，润滑剂：硅油0.2份和抗氧剂0.8份。
上述聚苯醚材料的制备过程包括如下步骤：
(1)将聚苯醚树脂、聚苯乙烯树脂和增韧剂在90℃烘干4h后加入双辊机，第一次搅拌；
(2)将阻燃剂、介电增强剂、抗氧剂和发泡剂依次加入双辊机，第二次搅拌10min；
(3)将润滑剂加入双辊机，第三次搅拌5min；
(4)将玻璃微珠加入双辊机，以260rpm的速率第四次搅拌30min；
(5)将步骤(4)所得的物料投入机筒温度为235℃的双螺杆挤出机，在螺杆转速为200rpm的条件下挤出，造粒，得到所述聚苯醚材料。
实施例2
本实施例提供了一种聚苯醚材料，所述聚苯醚材料的制备原料按照重量份数由如下组分组成：第一聚苯醚树脂42份(粘度为0.48dL/g)，第二聚苯醚树脂38份(粘度为0.38dL/g)，聚苯乙烯树脂34份，阻燃剂：RDP 2份，DMF 2 份和红磷10份，玻璃微珠26份(抗压强度0.8MPa)，增韧剂：POE-g-MAH 12 份，发泡剂(在碳酸氢钠和纳米蒙脱土粉的组合表面覆有厚度为1.8μm偶氮二甲酰胺)25份，介电增强剂：BST 7份，润滑剂：硅油0.4份和抗氧剂0.9份。
上述聚苯醚材料的制备过程包括如下步骤：
(1)将聚苯醚树脂、聚苯乙烯树脂和增韧剂在90℃烘干2h后加入双辊机，第一次搅拌；
(2)将阻燃剂、介电增强剂、抗氧剂和发泡剂依次加入双辊机，第二次搅拌10min；
(3)将润滑剂加入双辊机，第三次搅拌5min；
(4)将玻璃微珠加入双辊机，以260rpm的速率第四次搅拌30min；
(5)将步骤(4)所得的物料投入机筒温度为230℃的双螺杆挤出机，在螺杆转速为220rpm的条件下挤出，造粒，得到所述聚苯醚材料。
实施例3
本实施例提供了一种聚苯醚材料，所述聚苯醚材料的制备原料按照重量份数由如下组分组成：第一聚苯醚树脂35份(粘度为0.48dL/g)，第二聚苯醚树脂35份(粘度为0.38dL/g)，聚苯乙烯树脂30份，阻燃剂：RDP 2份，DMF 2 份和红磷10份，玻璃微珠24份(抗压强度0.8MPa)，增韧剂：SEBS 12份，发泡剂(在碳酸氢钠和纳米蒙脱土粉的组合表面覆有厚度为2.1μm芥酸酰胺) 22份，介电增强剂：BST 8份，润滑剂：硅油0.2份和抗氧剂0.6份。
上述聚苯醚材料的制备过程包括如下步骤：
(1)将聚苯醚树脂、聚苯乙烯树脂和增韧剂在90℃烘干2h后加入双辊机，第一次搅拌；
(2)将阻燃剂、介电增强剂、抗氧剂和发泡剂依次加入双辊机，第二次搅拌10min；
(3)将润滑剂加入双辊机，第三次搅拌5min；
(4)将玻璃微珠加入双辊机，以260rpm的速率第四次搅拌30min；
(5)将步骤(4)所得的物料投入机筒温度为230℃的双螺杆挤出机，在螺杆转速为220rpm的条件下挤出，造粒，得到所述聚苯醚材料。
实施例4
本实施例提供了一种聚苯醚材料，所述聚苯醚材料的制备原料按照重量份数由如下组分组成：第一聚苯醚树脂40份(粘度为0.48dL/g)，第二聚苯醚树脂40份(粘度为0.38dL/g)，聚苯乙烯树脂34份，阻燃剂：RDP 2份，DMF 2 份和红磷14份，玻璃微珠22份(抗压强度0.8MPa)，增韧剂：SEBS 12份，发泡剂(在碳酸氢钠表面覆有厚度为2.0μm羟基聚二甲基硅氧烷)20份，介电增强剂：BST 7份，润滑剂：硅油0.4份和抗氧剂0.5份。
上述聚苯醚材料的制备过程包括如下步骤：
(1)将聚苯醚树脂、聚苯乙烯树脂和增韧剂在90℃烘干2h后加入双辊机，第一次搅拌；
(2)将阻燃剂、介电增强剂、抗氧剂和发泡剂依次加入双辊机，第二次搅拌10min；
(3)将润滑剂加入双辊机，第三次搅拌5min；
(4)将玻璃微珠加入双辊机，以260rpm的速率第四次搅拌30min；
(5)将步骤(4)所得的物料投入机筒温度为230℃的双螺杆挤出机，在螺杆转速为220rpm的条件下挤出，造粒，得到所述聚苯醚材料。
实施例5
本实施例提供了一种聚苯醚材料，所述聚苯醚材料的制备原料按照重量份数由如下组分组成：第一聚苯醚树脂45份(粘度为0.45dL/g)，第二聚苯醚树脂35份(粘度为0.33dL/g)，聚苯乙烯树脂35份，阻燃剂：RDP 4份、DMF 4 份和红磷10份，玻璃微珠24份(抗压强度0.7MPa)，增韧剂：SEBS 15份，发泡剂(在碳酸氢钙表面覆有厚度为2.0μm羟基聚二甲基硅氧烷)25份，介电增强剂：BST 5份，润滑剂：硅油0.1份和抗氧剂1份。
上述聚苯醚材料的制备过程包括如下步骤：
(1)将聚苯醚树脂、聚苯乙烯树脂和增韧剂在90℃烘干4h后加入双辊机，第一次搅拌；
(2)将阻燃剂、介电增强剂、抗氧剂和发泡剂依次加入双辊机，第二次搅拌10min；
(3)将润滑剂加入双辊机，第三次搅拌5min；
(4)将玻璃微珠加入双辊机，以260rpm的速率第四次搅拌45min；
(5)将步骤(4)所得的物料投入机筒温度为245℃的双螺杆挤出机，在螺杆转速为250rpm的条件下挤出，造粒，得到所述聚苯醚材料。
实施例6
本实施例提供了一种聚苯醚材料，所述聚苯醚材料的制备原料按照重量份数由如下组分组成：第一聚苯醚树脂35份(粘度为0.52dL/g)，第二聚苯醚树脂35份(粘度为0.42dL/g)，聚苯乙烯树脂30份，阻燃剂：RDP 3份、DMF 3 份和红磷12份，玻璃微珠24份(抗压强度0.8MPa)，增韧剂：SEBS 10份，发泡剂(在碳酸氢钙和纳米蒙脱土粉的组合表面覆有厚度为2.0μm羟基聚二甲基硅氧烷)25份，介电增强剂：BT 6份，润滑剂：季戊四醇锌1份和抗氧剂 0.8份。
上述聚苯醚材料的制备过程包括如下步骤：
(1)将聚苯醚树脂、聚苯乙烯树脂和增韧剂在90℃烘干4h后加入双辊机，第一次搅拌；
(2)将阻燃剂、介电增强剂、抗氧剂和发泡剂依次加入双辊机，第二次搅拌10min；
(3)将润滑剂加入双辊机，第三次搅拌5min；
(4)将玻璃微珠加入双辊机，以260rpm的速率第四次搅拌35min；
(5)将步骤(4)所得的物料投入机筒温度为240℃的双螺杆挤出机，在螺杆转速为150rpm的条件下挤出，造粒，得到所述聚苯醚材料。
实施例7-8
实施例7-8与实施例1的区别在于玻璃微珠的重量份数分别为22份(实施例7)和26份(实施例8)，所述聚苯醚材料的制备方法与实施例1的制备方法与实施例1相同。
实施例9
本实施例与实施例1的区别在于发泡剂的重量份数为20份，所述聚苯醚材料的制备方法与实施例1的制备方法与实施例1相同。
实施例10
本实施例与实施例1的区别在于未添加RDP，DMF和红磷的重量份数分别为2.2份和11.8份，所述聚苯醚材料的制备方法与实施例1的制备方法与实施例1相同。
对比例1
本对比例与实施例1中的区别在于未添加发泡剂，玻璃微珠的重量份数为 49份，所述聚苯醚材料的制备方法与实施例1的区别仅在于不添加发泡剂。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于将玻璃微珠替换为等质量的玻璃纤维，所述聚苯醚材料的制备方法与实施例1的区别仅在于将添加的玻璃微珠替换为玻璃纤维。
对比例3-4
对比例3-4与实施例1的区别在于玻璃微珠的重量份数分别为20份(对比例3)和30份(对比例4)，所述聚苯醚材料的制备方法与实施例1的制备方法与实施例1相同。
对比例5-6
对比例5-6与实施例1的区别在于发泡剂的重量份数分别为18份(对比例5)和27份(对比例6)，所述聚苯醚材料的制备方法与实施例1的制备方法与实施例1相同。
对比例7
本对比例与实施例1的区别在于将玻璃微珠和发泡剂均替换为等质量的玻璃纤维，即玻璃纤维的重量份数为49份，所述聚苯醚材料的制备方法与实施例 1相同。
性能测试
将实施例1-10和对比例1-7所述聚苯醚材料采用国标材料样板注塑成型，注塑工艺如表2所示：
表2
Figure BDA0002808072350000141
将注塑成型后的聚苯醚材料进行如下测试：
(1)密度：按照GB/T 1033.1进行；
(2)阻燃性：按照UL 94进行；
(3)介电强度：按照ASTM D149进行；
(4)弯曲模量：按照GB/T 9341进行；
(5)冲击强度：按照GB/T 1043.1进行。
测试结果如表3所示：
表3
Figure BDA0002808072350000151
分析表1可知，本发明所述聚苯醚材料具有高阻燃、低密度、高介电强度、高弯曲模量和冲击强度的特点。其中，所述聚苯醚材料的密度不高于1.27 g/cm3，阻燃可达到V-1级以上，介电强度在28kV/mm以上，弯曲模量在7500 MPa以上，冲击强度在70kJ/m2以上。
分析对比例1与实施例1可以发现，对比例1中聚苯醚材料的密度高于实施例1，证明玻璃微珠和发泡剂的复配使用利于聚苯醚材料的轻量化。
分析对比例2与实施例1可以发现，对比例2中聚苯醚材料的密度高于实施例1，证明玻璃微珠比传统的玻璃纤维更有利于聚苯醚材料的轻量化，且力学性能的损失较低，不足以影响在汽车电池包中的应用。
分析实施例1-10与对比例7可以发现，对比例7的性能不如实施例1-10，尤其是对比例7的密度达到了1.38g/cm3，充分证明采用玻璃微珠和发泡剂复合降重可以实现更好的轻量化效果。
分析实施例7-8、对比例3-4与实施例1可以发现，对比例3-4中聚苯醚材料的性能不如实施例1、7-8，尤其是弯曲模量和冲击强度发生了明显地下降，不足以满足在汽车电池包中应用的要求，采用玻璃微珠与发泡剂进行复配降重，当玻璃微珠添加量在范围区间之外，相间溶解度下降，两相间界面能高,导致结合力低而使性能下降，证明玻璃微珠的添加量在22-26份范围所得聚苯醚材料综合性能较好。
分析实施例1、实施例9与对比例5-6可以发现，证明对比例5-6中聚苯醚材料的综合性能不如实施例1和9，尤其是弯曲模量和冲击强度发生了明显地下降，不足以满足在汽车电池包中应用的要求，采用玻璃微珠与发泡剂进行复配降重，当发泡剂添加量在范围区间之外，相间溶解度下降，两相间界面能高, 导致结合力低而使性能下降，证明发泡剂的添加量在20-25份范围所得聚苯醚材料综合性能较好。
分析实施例10与实施例1可以发现，实施例10的阻燃性能不如实施例1，证明阻燃剂优选RDP、DMF和红磷的组合所得聚苯醚材料阻燃性能更好。
综上所述，本发明所述聚苯醚材料具有高阻燃、低密度、高介电强度、高弯曲模量和高冲击强度的特点，即在轻量化效果较为明显的情况下，其他性能仍然保持在较高的水平，具有较高的应用价值。
本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种聚苯醚材料，其特征在于，所述聚苯醚材料的制备原料按照重量份数包括如下组分：聚苯醚树脂70-85份，聚苯乙烯树脂30-35份，玻璃微珠22-26份，发泡剂20-25份，阻燃剂2-22份，增韧剂10-15份和助剂0.5-9.4份。
2.根据权利要求1所述的聚苯醚材料，其特征在于，所述聚苯醚树脂包括第一聚苯醚树脂和第二聚苯醚树脂的组合；
优选地，所述第一聚苯醚树脂的粘度为0.45-0.52dL/g；
优选地，所述第二聚苯醚树脂的粘度为0.33-0.42dL/g；
优选地，所述第一聚苯醚树脂的重量份数为35-45份；
优选地，所述第二聚苯醚树脂的重量份数为35-40份；
优选地，所述聚苯乙烯树脂包括高抗冲聚苯乙烯。
3.根据权利要求1或2所述的聚苯醚材料，其特征在于，所述玻璃微珠的抗压强度高于0.7Mpa。
4.根据权利要求1-3任一项所述的聚苯醚材料，其特征在于，所述发泡剂的制备原料包括碳酸氢钠、碳酸氢钙或纳米蒙脱土粉中的任意一种或至少两种的组合，优选碳酸氢钠与纳米蒙脱土粉的组合；
优选地，所述发泡剂的表面具有包覆层；
优选地，所述包覆层的材料包括羟基聚二甲基硅氧烷、芥酸酰胺、硬脂酸锌或偶氮二甲酰胺中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述包覆层的厚度为1.8-2.1μm。
5.根据权利要求1-4任一项所述的聚苯醚材料，其特征在于，所述阻燃剂包括间苯二酚磷酸酯、邻苯二甲酰胺或红磷中的任意一种或至少两种的组合，优选间苯二酚磷酸酯、邻苯二甲酰胺和红磷的组合；
优选地，所述间苯二酚磷酸酯的重量份数为2-4份；
优选地，所述邻苯二甲酰胺的重量份数为2-4份；
优选地，所述红磷的重量份数为10-14份；
优选地，所述增韧剂包括马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物和/或氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物。
6.根据权利要求1-5任一项所述的聚苯醚材料，其特征在于，所述助剂包括介电增强剂、润滑剂或抗氧剂中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述介电增强剂包括钡离子化合物和/或锶离子化合物；
优选地，所述钡离子化合物包括钛酸钡；
优选地，所述锶离子化合物包括钛酸锶钡；
优选地，所述润滑剂包括季戊四醇锌和/或硅油；
优选地，所述抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂和/或亚磷酸脂类抗氧剂；
优选地，所述介电增强剂的重量份数为5-8份；
优选地，所述润滑剂的重量份数为0.1-0.4份；
优选地，所述抗氧剂的重量份数为0.5-1份。
7.一种根据权利要求1-6任一项所述的聚苯醚材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：将配方量的聚苯醚树脂、聚苯乙烯树脂、玻璃微珠、发泡剂、阻燃剂、增韧剂和助剂混合，搅拌，挤出，造粒。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括如下步骤：
(1)将聚苯醚树脂、聚苯乙烯树脂和增韧剂混合，第一次搅拌；
(2)加入阻燃剂、介电增强剂、抗氧剂和发泡剂，第二次搅拌；
(3)加入润滑剂，第三次搅拌；
(4)加入玻璃微珠，第四次搅拌；
(5)将步骤(4)所得的物料投入双螺杆挤出机挤出，造粒；
优选地，步骤(4)所述的第四次搅拌的速率为200-300rpm，优选260rpm；
优选地，步骤(4)所述的第四次搅拌的时间为30-45min；
优选地，步骤(5)所述双螺杆挤出机的机筒温度为230℃-245℃；
优选地，步骤(5)所述双螺杆挤出机的螺杆转速为150-250rpm，优选200rpm。
9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将聚苯醚树脂、聚苯乙烯树脂和增韧剂同时加入双辊机，第一次搅拌；
(2)将阻燃剂、介电增强剂、抗氧剂和发泡剂依次加入双辊机，第二次搅拌；
(3)将润滑剂加入双辊机，第三次搅拌；
(4)将玻璃微珠加入双辊机，以200-300rpm的速率第四次搅拌30-45min；
(5)将步骤(4)所得的物料投入机筒温度为230℃-245℃的双螺杆挤出机，在螺杆转速为150-250rpm的条件下挤出，造粒。
10.一种汽车电池包，其特征在于，所述汽车电池包包括权利要求1-6任一项所述的聚苯醚材料；
优选地，所述汽车电池包的中端板的材料包括权利要求1-6中任一项所述的聚苯醚材料。
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