CN114806105B

CN114806105B - 一种外观光滑的电池用pet热缩套管及其制备方法

Info

Publication number: CN114806105B
Application number: CN202210379338.7A
Authority: CN
Inventors: 于恩敬; 卢金寿; 温碧霞; 吴强; 肖超; 吴鹏波; 曹斌
Original assignee: Changyuan Changtong Technology Co ltd
Current assignee: Changyuan Changtong Technology Co ltd
Priority date: 2022-04-12
Filing date: 2022-04-12
Publication date: 2023-06-06
Anticipated expiration: 2042-04-12
Also published as: CN114806105A

Abstract

本发明提供了一种外观光滑的电池用PET热缩套管及其制备方法，该PET热缩套管组分及其质量百分比为：PET40‑60%，POK15‑25%，PCTG10‑25%，ABS 5‑20%，SEBS 1‑10%，POE 2‑10%，抗氧剂0.1‑3%，EBS 0.1‑0.5%。采用本发明的技术方案，通过改进配方，选用特定配比，进行共混改性，使得按照配比的各个物质之间实现协同作用，使得到的材料具有很好的耐热性，在挤出过程中不容易出现聚集以及微小颗粒的析出，挤出的套管无明显颗粒、表面光滑，而且满足动力电池用PET套管性能的要求的同时，能够在双85条件下达到1000H以上，机械性能稳定，寿命长。

Description

一种外观光滑的电池用PET热缩套管及其制备方法

技术领域

本发明属于材料技术领域，尤其涉及一种外观光滑的电池用PET热缩套管及其制备方法。

背景技术

新能源动力电池PET热缩套管材料作为一种新型的环保功能材料。目前，国内市场上还没有专门针对新能源汽车动力电池的PET热收缩材料的研发，常规的PET热缩管在生产时易产生明显颗粒点这些明显颗粒点在PET套管套电池后电池表面不平滑现象，导致外观不平整，不但影响美观又影响电池间的紧密性，致使电池组装配空间变窄，易出现套管挤压破裂，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PET热缩套管产品。

动力电池未来向高性能、低成本、长寿命发展，电池的使用安全尤为重要。PET热缩套管作为电池外封装主要材料，起到电池绝缘及外保护作用，随着电池行业的发展，以及热缩套管产品在国内研发逐渐趋于成熟，对于外封装的热缩套管的要求也是越来越高，除了性能要求，还要求收缩后外观平整光亮无折痕、无明显颗粒。由于PET热缩套管配方与工艺水平等原因，目前市场上的PET热缩套管在满足新能源动力电池的要求的同时，造成生产后表面有很多大的凸出的明显颗粒点，如图1和图2所示，而且这些不良的套管在挤出过程中很难发现，这些明显颗粒点在PET套管套电池后电池表面不平滑现象，导致外观不平整，不但影响美观，而且还影响电池间的紧密性，致使电池组装配空间变窄，易出现套管挤压破裂失去绝缘保护的作用。

发明内容

针对以上技术问题，本发明公开了一种外观光滑的电池用PET热缩套管及其制备方法，通过改进配方工艺提高材料结构特别选用耐高温的PCTG(聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯)、ABS材料以及高热变形温度POK材料进行材料改性，配合分散剂EBS、POE和SEBS的等，在满足动力电池用PET套管要求的同时，达到PET套管热收缩后，外观光滑，表面无明显颗粒点的效果。这里的光滑可以理解为明显颗粒点不良率小于500ppm。

对此，本发明采用的技术方案为：

一种外观光滑的电池用PET热缩套管，其组分及其质量百分比为：PET40-60％，POK15-25％，PCTG10-25％，ABS 5-20％，SEBS 1-10％，POE 2-10％，抗氧剂0.1-3％，EBS0.1-0.5％。

作为本发明的进一步改进，所述的外观光滑的电池用PET热缩套管的制备方法，其特征在于：其组分及其质量百分比为：PET40-50％，POK15-19％，PCTG10-25％，ABS 15-20％，SEBS1-4％，POE5-10％，抗氧剂0.5-0.7％，EBS 0.1-0.5％。

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。进一步优选的，所述抗氧剂选用复合型1010/168。

作为本发明的进一步改进，所述PCTG的玻璃化温度不小于100℃。进一步的，所述PCTG的玻璃化温度为110℃。

作为本发明的进一步改进，所述POK的热变形温度为200-215℃。进一步的，POK的熔融指数为5-7；进一步优选的，POK的熔融指数为6。

本发明还公开了如上任意一项所述的外观光滑的电池用PET热缩套管的制备方法，其包括以下步骤：

步骤S1，将原料PETG、POK、SEBS、ABS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、EBS混合均匀，然后挤出成型得到外观光滑的电池用PET热缩套管。

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：250～260℃；第三区：265～275℃；第四区：265～275℃；第五区：265～275℃；第六区：250～260℃；第七区：250～260℃；第八区：250～260℃；第九区：250～260℃；模头：245～255℃。

作为本发明的进一步改进，步骤S2中，挤出成型采用的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PETG、POK、SEBS、ABS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、PET、EBS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，通过改进配方，选用PET、PETG、ABS、POK、SEBS、EBS、POE、抗氧助剂以及适当的配比，进行共混改性，使得按照配比的各个物质之间实现协同作用，使得到的材料具有很好的耐热性，在挤出过程中不容易出现聚集以及微小颗粒的析出，挤出的套管无明显颗粒、表面光滑，而且满足动力电池用PET套管性能的要求的同时，能够在双85条件下达到1000H以上，机械性能稳定，不降解，特别适用于长寿命使用。

附图说明

图1为现有技术的PET套管套电池后表面有颗粒点的示意图。

图2是现有技术的套电池不良的套管剖开示意图。

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

一种外观光滑的电池用PET热缩套管，其组分及其质量百分比为：PET 40％，POK19％，PCTG 14.5％，ABS 15％，SEBS 1％，POE 10％，抗氧剂0.4％，EBS 0.1％。所述抗氧剂为复合型1010/168抗氧剂；其中，PCTG的玻璃化温度为110℃，所述POK的热变形温度为210℃，POK的熔融指数为6。

其采用如下制备方法制备得到：

步骤S1，按照配方(质量比)称量PETG、POK、SEBS、ABS，将上述物料经过70-80℃干燥4-6小时，混合均匀，通过双螺杆机塑化混炼，挤出切粒，得到初步造粒料；该步骤中，双螺杆挤出机和模头各区温度为：第一区：105～115℃；第二区：250～260℃；第三区：265～275℃；第四区：265～275℃；第五区：265～275℃；第六区：250～260℃；第七区：250～260℃；第八区：250～260℃；第九区：250～260℃；模头：245～255℃。

步骤S2，按照配方(质量比)称量，先将初步造粒料、PET、EBS经过140-150℃干燥4-6小时，将初步造粒料与PET、抗氧剂、EBS混合均匀，通过单螺杆挤出机塑化加工成型，然后通过设备牵引、拉伸、收卷，最终制成无明显颗粒电池PET热缩套管。

该步骤中，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，本实施例的组份及其质量百分比为：PET 50％，POK 15％，PCTG 10％，ABS 15％，SEBS 4％，POE 5％，抗氧剂0.5％，EBS 0.5％。所述抗氧剂为复合型1010/168抗氧剂。其中，PCTG的玻璃化温度为110℃，所述POK的热变形温度为210℃，POK的熔融指数为6。

加工制备方法同实施例1。

实施例3

在实施例1的基础上，本实施例的组份及其质量百分比为：PET 45％，POK 18％，PCTG 10％，ABS 20％，SEBS 2.5％，POE 3.5％，抗氧剂0.7％，EBS 0.3％。所述抗氧剂为复合型1010/168抗氧剂。其中，PCTG的玻璃化温度为110℃，所述POK的热变形温度为210℃，POK的熔融指数为6。

加工制备方法同实施例1。

对比例1

在实施例1的基础上，本对比例的组份及其质量百分比为：PET 55％，POK 20％，PCTG 14％，ABS 1％，SEBS 5％，POE 4％，抗氧剂0.8％，EBS 0.2％。所述抗氧剂为复合型1010/168抗氧剂。

制备方法同实施例1。

对比例2

在实施例1的基础上，本对比例的组份及其质量百分比为：PET 60％，POK8％，PCTG12％，ABS 10％，SEBS 7.5％，POE 2％，抗氧剂0，EBS 0.5％。所述抗氧剂为复合型1010/168抗氧剂。

制备方法同实施例1。

对实施例1～3以及对比例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。实施例1～3以及对比例1-2的配比以及实测的性能参数如表2所示。

表1

备注：

明显颗粒点：套PET套管收缩包覆良好的电池，经过出货检验工序时，电池表面套管有明显凸起点(颗粒点)现象，颗料点的面积在大于0.08mm²为明显颗粒点，如图1和图2所示。

明显颗粒点不良率(PPM)：按照电池用的尺寸PET套管每70mm长度内，存在颗粒点大于0.08mm²算一个不合格，整卷或整批次PET套管全检，不合格数占整卷或整批次PET套管长度按照70mm可以套的电池数量的比例为明显颗粒点不良率。

表2

通过上述对比可见，采用本发明的技术方案的PET热缩套管，颗粒点少，而且各项性能都能满足要求。

对比例3

本对比例采用以前研发的防电池二次收缩PET热缩套管，其组分及其质量百分比为：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℃。

其采用如下制备方法制备得到：

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：

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。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℃。

对比例4

本对比例采用以前研发的耐冷热冲击汽车车载电容用PET套管，其组分及其质量百分比为：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；

原材料初步造粒采用以下加工工艺条件：

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耐冷热冲击汽车车载电容用PET套管。其中，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5

本对比例采用以前研发的耐水煮耐高温聚酯热收缩材料，其组分为：PET 40kg，PBT 20kg，PETG 15kg，PEN 10kg，SEBS 5kg，PA66 10kg，硬脂酸锌0.03kg。

将称好的PETG在70℃至75℃条件下干燥5至7小时；然后将干燥好的PETG与其他组分加入高速搅拌机混合均匀，再通过双螺杆挤出机混炼造粒，双螺杆挤出机自加料段至模头设置五个加热区，自加料段起各区温度依次为：230±10℃、240±15℃、245±15℃、250±15℃、255±15℃；混炼造粒料在145℃-150℃条件下干燥3至5小时；最后将干燥好的混炼造粒料加入单螺杆挤出机挤出成型热收缩套管，单螺杆挤出机自加料段至模头段设置七个加热区，各加热区的温度依次为：第一区230±10℃；第二区240±15℃；第三区265±15℃；第四区270±15℃；第五区265±15℃；第六区235±10℃；第七区230±l0℃。

将实施例3和对比例3-5得到的热缩套管进行测试，结果如表3所示。可见，采用本发明的技术方案的实施例3，颗粒点少，而且各项性能都能满足要求。

表3

对比例6-8

在实施例3的基础上，本对比例6-8与实施例3的不同在于，对比例6采用的POK的熔融指数为1-3，对比例7采用的POK的熔融指数为59-61，对比例8采用的POK的熔融指数为199-201。实施例3以及对比例6-8的性能数据如表4所示。通过表4的对比可见，采用实施例3的技术方案在满足动力电池用PET套管性能的要求的同时，能够在双85条件下达到1000H以上，而且外观颗料点少，生产稳定。

表4

通过上述对比，可见，采用本发明的技术方案的实施例在生产过程中，热稳定性好，颗粒点少，而且套管的性能能满足电池套管的要求。

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

1. 一种外观光滑的电池用PET热缩套管，其特征在于：其组分及其质量百分比为：PET40-50%，POK15-19%，PCTG10-25%，ABS 15-20%，SEBS1-4%，POE5-10%，抗氧剂0.5-0.7%，EBS 0.1-0.5%；

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℃，POK的熔融指数为5-7。

2.根据权利要求1所述的外观光滑的电池用PET热缩套管的制备方法，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。

3.如权利要求1~2任意一项所述的外观光滑的电池用PET热缩套管的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

4. 根据权利要求3所述的外观光滑的电池用PET热缩套管的制备方法，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：250~260℃；第三区：265~275℃ ；第四区：265~275℃ ；第五区：265~275℃；第六区：250~260℃；第七区：250~260℃；第八区：250~260℃；第九区：250~260℃；模头：245~255℃。

5. 根据权利要求4所述的外观光滑的电池用PET热缩套管的制备方法，其特征在于：步骤S2中，挤出成型采用的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℃。

6.根据权利要求5所述的外观光滑的电池用PET热缩套管的制备方法，其特征在于：步骤S1中，先将PETG、POK、SEBS、ABS经过70-80℃干燥4-6小时。

7.根据权利要求6所述的外观光滑的电池用PET热缩套管的制备方法，其特征在于：步骤S2中，先将初步造粒料、PET、EBS经过140-150℃干燥4-6小时。