CN114752178A - 一种基于耐电子束辐照高分子材料改性的动力电池外壳 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于耐电子束辐照高分子材料改性的动力电池外壳，涉及高分子材料技术领域。本发明以重量百分比计包括：ABS树脂53‑65％、PC树脂12‑20％、纳米碳酸钙5‑10％、玻璃纤维3‑8％、碳纳米管1‑3％、抗氧化稳定剂1‑3％和其他添加剂4‑8％；其他添加剂包括增塑剂、增韧剂、分散剂、阻燃剂、相容剂和润滑剂。本发明在配方中添加抗氧化稳定剂，提高材料的耐电子束能力，也即是避免因子束辐照后出现材料的力学性能和光学性能降低的问题。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，特别是涉及一种基于耐电子束辐照高分子材料改性的动力电池外壳。
背景技术
ABS树脂是通用型的热塑性塑料，是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种单体组成的三元接枝共聚物，具有优良的物理力学性能、表面硬度、耐热度和较高的强度，但是易燃、易碎，耐候性较差，热变形温度较低，耐有机溶剂性能较差。所以，将其他具有互补性能的树脂与ABS混合制备，以提升改性材料的综合性能，成为了目前材料研究领域的方向。ABS被广泛应用于汽车仪表台、家电外壳、办公用品及管型材等领域。
其中阻燃ABS注塑电池槽和电池盖应用广泛。辐照是一种新兴的加工技术，利用放射性的同位素去改变分子的结构。在目前高分子材料研究领域中，通过辐照固化、辐照交联、辐照聚合等手段可以帮助改善材料的性能；材料在经过电子束辐照后，会发生降解或者交联等化学反应，从而性能发生变化，比如力学性能下降，颜色发黄，透光率也有所降低等，严重影响了制品的应用。高分子材料的辐照降解是当材料经过电子束或者射线辐照后，主链断裂，聚合物的相对分子质量降低，同时伴随着热稳定性、力学性能和光学性能的降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于耐电子束辐照高分子材料改性的动力电池外壳，通过在配方中添加抗氧化稳定剂，解决了现有高分子材料经电子束辐照出现力学性能和光学性能降低的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种基于耐电子束辐照高分子材料改性的动力电池外壳，以重量百分比计包括：ABS树脂53-65％、PC树脂12-20％、纳米碳酸钙5-10％、玻璃纤维3-8％、碳纳米管1-3％、抗氧化稳定剂1-3％和其他添加剂4-8％。
进一步地，所述其他添加剂包括增塑剂、增韧剂、分散剂、阻燃剂、相容剂和润滑剂。
进一步地，所述增塑剂增塑剂为BBP或DCHP，所述增韧剂为丁腈橡胶、SBS和高胶粉中的一种或几种，所述相容剂包括马来酸酐接枝聚丙烯、顺丁二烯酸酐接枝聚丙烯和甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯中的任意一种或至少两种的组合；所述润滑剂包括多元醇酯、油酸酰胺、硬脂酸盐和乙撑双脂肪酸酰胺中的任意一种或至少两种的组合；所述分散剂为硬脂酸锌或硬脂酸镁。
进一步地，所述磷系阻燃剂与金属化合物、氧化物的组合阻燃剂，所述磷系阻燃剂与金属化合物、氧化物的重量比为5：3：2，所述磷系阻燃剂为聚硫代苯基膦酸酯或苯基二羧苯基氧化磷，所述金属化合物为碳酸锌或磷酸锆，所述氧化物为二氧化硅。
进一步地，所述抗氧化稳定剂为受阻酚类抗氧化稳定剂。
进一步地，所述纳米碳酸钙为改性纳米碳酸钙，所述纳米碳酸钙的改性方法为：
取等量聚乙二醇、三乙醇胺和硬脂酸混合搅拌均匀得到混合液A；
向混合液A加入适量的水得到混合液B搅拌均匀；
向混合液B投入适量的纳米碳酸钙，分散均匀；
过滤将所得过滤物进行干燥后煅烧即可得改性纳米碳酸钙。
进一步地，所述玻璃纤维为长玻璃纤维，且使用时通过四甲基氢氧化铵甲醇溶液进行改性；具体改性包括：将长玻璃纤维在浓度为0.5％-1％的四甲基氢氧化铵甲醇溶液中浸润0.5-1小时后烘干所得。
进一步地，以重量百分比计包括：ABS树脂62％、PC树脂15％、纳米碳酸钙8、玻璃纤维5％、碳纳米管2％、抗氧化稳定剂2％和其他添加剂6％。
动力电池外壳制备方法：先按配方称取上述原材料混合均匀后入双螺杆挤出机，出料后冷却、干燥、切粒；在成型模具内涂上脱模剂并预热然后用塑料注射机将粒料注射到成型模具内，最后将脱膜后成型的材料经冷却、修整、定型等工序后，包装即可。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过在配方中添加抗氧化稳定剂，提高材料的耐电子束能力，也即是避免因子束辐照后出现材料的力学性能和光学性能降低的问题。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为动力电池外壳制备方法流程图。
具体实施方式
在如下前提下，进行实施例1-4以及对比例1-2的实验；
如图1，动力电池外壳制备方法：先按配方称取上述原材料混合均匀后入双螺杆挤出机，出料后冷却、干燥、切粒；在成型模具内涂上脱模剂并预热然后用塑料注射机将粒料注射到成型模具内，最后将脱膜后成型的材料经冷却、修整、定型等工序后，包装即可。
其他添加剂包括增塑剂、增韧剂、分散剂、阻燃剂、相容剂和润滑剂；且用量比为5:4:2:3:3:2。
增塑剂增塑剂为BBP，增韧剂为丁腈橡胶，相容剂包括马来酸酐接枝聚丙烯；润滑剂为油酸酰胺；分散剂为硬脂酸锌或。磷系阻燃剂与金属化合物、氧化物的组合阻燃剂，聚硫代苯基膦酸酯与碳酸锌、二氧化硅的重量比为5：3：2；抗氧化稳定剂为CHEMNOX 1010；受阻酚类抗氧化稳定剂的苯环内部含有共轭π键，共轭π键的主要作用是实现吸收和俘获能量，实现自由基的清除，从而中断氧化过程的增长链。
纳米碳酸钙为改性纳米碳酸钙，纳米碳酸钙的改性方法为：
取等量聚乙二醇、三乙醇胺和硬脂酸混合搅拌均匀得到混合液A；向混合液A加入适量的水得到混合液B搅拌均匀；向混合液B投入适量的纳米碳酸钙，分散均匀；过滤将所得过滤物进行干燥后煅烧即可得改性纳米碳酸钙；通过对纳米碳酸钙的改性，降低材料的吸油值。
玻璃纤维为长玻璃纤维，且使用时通过四甲基氢氧化铵甲醇溶液进行改性；具体改性包括：将长玻璃纤维在浓度为0.5％-1％的四甲基氢氧化铵甲醇溶液中浸润0.5-1小时后烘干所得。使用四甲基氢氧化铵甲醇溶液来改性长玻璃纤维，增加了长玻璃纤维表面的官能度和表面粗糙度，与热塑性树脂基体界面结合能力强，大大的改善纤维与基质的浸润性与相容性，最终制备的长玻璃纤维增强热塑性树脂强度高、抗冲击性能好。
实施例1
一种基于耐电子束辐照高分子材料改性的动力电池外壳，以重量百分比计包括：ABS树脂62％、PC树脂15％、纳米碳酸钙8％、玻璃纤维5％、碳纳米管2％、抗氧化稳定剂2％和其他添加剂6％。
实施例2
一种基于耐电子束辐照高分子材料改性的动力电池外壳，以重量百分比计包括：ABS树脂62.5％、PC树脂15％、纳米碳酸钙8％、玻璃纤维5％、碳纳米管2％、抗氧化稳定剂1.5％和其他添加剂6％。
实施例3
一种基于耐电子束辐照高分子材料改性的动力电池外壳，以重量百分比计包括：ABS树脂61.5％、PC树脂15％、纳米碳酸钙8％、玻璃纤维5％、碳纳米管2％、抗氧化稳定剂2.5％和其他添加剂6％。
实施例4
一种基于耐电子束辐照高分子材料改性的动力电池外壳，以重量百分比计包括：ABS树脂62.5％、PC树脂15.5％、纳米碳酸钙8％、玻璃纤维5％、碳纳米管2％、抗氧化稳定剂1％和其他添加剂6％。
对比例1
一种基于耐电子束辐照高分子材料改性的动力电池外壳，以重量百分比计包括：ABS树脂62％、PC树脂15％、纳米碳酸钙8％、玻璃纤维5％、碳纳米管2％、抗氧化稳定剂2％和其他添加剂6％。
对比例2
一种基于耐电子束辐照高分子材料改性的动力电池外壳，以重量百分比计包括：ABS树脂62％、PC树脂15％、纳米碳酸钙8％、玻璃纤维5％、碳纳米管2％、抗氧化稳定剂2％和其他添加剂6％。
对比例3，与实施例1不同在于，用苯酚类抗氧剂Irganox 1076替代CHEMNOX 1010。
对比例4，与实施例1不同在于，用硫代类抗氧剂PS-802替代CHEMNOX1010。
取上述实施例1-4以及对比例1和2的材料进行性能测试，如下：
结合上述实施例1-4，以及对比例1-2可知，通过添加抗氧化稳定剂，能够有效的提高材料的耐电子束能力，同时抗氧化稳定剂的添加也不影响材料本身的力学性能。
取上述实施例1-4以及对比例1和2的材料进行性能辐射光照后再进行相关的力学性能测试，测试如下：
如上数据可知，通过添加抗氧化稳定剂，能够有效的提高材料的耐电子束能力，同时提高了相同辐射后的材料的性能，避免材料发生快速的性能下降。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (9)
1.一种基于耐电子束辐照高分子材料改性的动力电池外壳，其特征在于，以重量百分比计包括：
ABS树脂53-65％、PC树脂12-20％、纳米碳酸钙5-10％、玻璃纤维3-8％、碳纳米管1-3％、抗氧化稳定剂1-3％和其他添加剂4-8％。
2.根据权利要求1所述的一种基于耐电子束辐照高分子材料改性的动力电池外壳，其特征在于，所述其他添加剂包括增塑剂、增韧剂、分散剂、阻燃剂、相容剂和润滑剂。
3.根据权利要求2所述的一种基于耐电子束辐照高分子材料改性的动力电池外壳，其特征在于，所述增塑剂增塑剂为BBP或DCHP，所述增韧剂为丁腈橡胶、SBS和高胶粉中的一种或几种，所述相容剂包括马来酸酐接枝聚丙烯、顺丁二烯酸酐接枝聚丙烯和甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯中的任意一种或至少两种的组合；所述润滑剂包括多元醇酯、油酸酰胺、硬脂酸盐和乙撑双脂肪酸酰胺中的任意一种或至少两种的组合；所述分散剂为硬脂酸锌或硬脂酸镁。
4.根据权利要求2所述的一种基于耐电子束辐照高分子材料改性的动力电池外壳，其特征在于，所述磷系阻燃剂与金属化合物、氧化物的组合阻燃剂，所述磷系阻燃剂与金属化合物、氧化物的重量比为5：3：2，所述磷系阻燃剂为聚硫代苯基膦酸酯或苯基二羧苯基氧化磷，所述金属化合物为碳酸锌或磷酸锆，所述氧化物为二氧化硅。
5.根据权利要求1所述的一种基于耐电子束辐照高分子材料改性的动力电池外壳，其特征在于，所述抗氧化稳定剂为受阻酚类抗氧化稳定剂。
6.根据权利要求1所述的一种基于耐电子束辐照高分子材料改性的动力电池外壳，其特征在于，所述纳米碳酸钙为改性纳米碳酸钙，所述纳米碳酸钙的改性方法为：
取等量聚乙二醇、三乙醇胺和硬脂酸混合搅拌均匀得到混合液A；
向混合液A加入适量的水得到混合液B搅拌均匀；
向混合液B投入适量的纳米碳酸钙，分散均匀；
过滤将所得过滤物进行干燥后煅烧即可得改性纳米碳酸钙。
7.根据权利要求1所述的一种基于耐电子束辐照高分子材料改性的动力电池外壳，其特征在于，所述玻璃纤维为长玻璃纤维，且使用时通过四甲基氢氧化铵甲醇溶液进行改性；
具体改性包括：将长玻璃纤维在浓度为0.5％-1％的四甲基氢氧化铵甲醇溶液中浸润0.5-1小时后烘干所得。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种基于耐电子束辐照高分子材料改性的动力电池外壳，其特征在于，以重量百分比计包括：
ABS树脂62％、PC树脂15％、纳米碳酸钙8、玻璃纤维5％、碳纳米管2％、抗氧化稳定剂2％和其他添加剂6％。
9.根据权利要求1所述的一种基于耐电子束辐照高分子材料改性的动力电池外壳，其特征在于，包括：先按配方称取上述原材料混合均匀后入双螺杆挤出机，出料后冷却、干燥、切粒；在成型模具内涂上脱模剂并预热然后用塑料注射机将粒料注射到成型模具内，最后将脱膜后成型的材料经冷却、修整、定型等工序后，包装即可。
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